[发明专利]疏水性玻璃表面

说明书

发明背景

本发明涉及一种在玻璃生产或处理过程中制备疏水性玻璃表面的方 法。特别的，本发明涉及为玻璃或釉料形成疏水性表面的方法，其包含制备平 均空气动力学颗粒尺寸小于200nm的颗粒以及进一步将这些颗粒引导置于玻璃 表面上。

疏水性表面，即拒水性表面有利于多方面的应用，如汽车挡风玻璃 和自清洗和/或易清洗玻璃表面。疏水性表面是基于众所周知的荷叶现象。基于 上述现象的玻璃表面已有记载，例如，Martin Bauman等在“Learning from the  Lotus Flower-Self-cleaning Coatings on Glass”(Glass Processing Days 2003 proceedings，330-333页，Tampere，Finland)中描述的。荷叶现象是基于表面 材料具有相对高的疏水性，即接触角大于100°的表面，也提供给该表面以显 著增加实际接触角，即增加至大于150°角的纳米/微米结构。这样的表面变得 具有高拒水性，即超疏水性。对于表面结构对疏水性的影响已有研究，例如， J.Kim & C.J.Kim，“Nanostructure Surfaces for Dramatic Reduction of Flow  Resistance in Droplet-Based Microfluids”，(The Fifteenth IEEE  International Conference on Micro Electro Mechanical Systems，2002， 479-482页，Las Vegas，NV，USA)。

美国专利US5800918公开了一种疏水性或亲油性并且具有一作为底 层的基层的窗玻璃，这种玻璃由玻璃基体和至少部分覆盖在基体上的单层或细 分层涂层组成。氟化烷基硅烷用于疏水层的生产。这种方法复杂，而且即便与 其它技术相比在挡风玻璃刮雨器引起的磨损方面有显著的改进，它的耐磨性仍 然相对较低(挡风玻璃刮雨器大约工作100小时)。

Wu，Y等在“Thin films with nanotextures for transparent and  ultra water-repellent coatings produced from trimethylmethoxysilane by  microwave plasma CVD”，Chem.Vap.Deposition，2002年3月第8卷第2期， 47-50页公开了通过等离子辅助化学气相法生产疏水纳米结构表面的方法。

Skandan G.，等在“Low-pressure flame deposition of  nanostructured oxide films”，(J.Amer.Cer.Soc，1998年10月第81卷第 10期，2753-6页)公开了一种通过火焰法制备钠米颗粒的方法，该纳米颗粒用 于涂覆基体。

PCT申请WO 2005/115531A2描述了磁性纳米颗粒的制备，以及该颗 粒在涂覆医疗设备方面的用途。

在现有技术方法中，玻璃是通过硅烷处理或者是使用含特氟龙的蜡 或其类似物处理玻璃表面而得到疏水性。

根据现有技术，可采用化学气相生长(CVD)，物理气相生长(PVD)， 平版印刷法，缩微印刷，蚀刻或自组装纳米结构得到对于超疏水性所必须的微 米/纳米结构。

所有这些方法中都存在的一个明显问题是，得到的疏水性涂层的机 械耐久性差。特别是，显然当用于挡风玻璃刮雨器时疏水性消失。在另一些应 用中，玻璃上的疏水性涂层磨损和脱落后，其表面也就丧失了疏水性能。

发明内容

本发明的目的是消除上述缺陷，并且提供一种解决以上所描述问题 的疏水性玻璃表面。本发明的目的可通过本发明的方法来实现。本发明的方法 为一种为玻璃或釉料形成疏水性表面的方法，该方法包含制备平均空气动力学 颗粒尺寸小于200nm的颗粒，以及进而将这些颗粒引导置于玻璃表面上，其特 征在于生产出的颗粒是疏水性颗粒，并且这些颗粒被引导分布至玻璃表面上， 以使它们至少部分溶解和/或扩散至玻璃表面中。

本发明优选的实施方案在下文中做进一步公开。

本发明的目的可通过使用纳米尺寸的颗粒实现，该颗粒是疏水性的， 如疏水性玻璃颗粒，并且被置于玻璃或釉料表面，使得它们部分溶解和/或扩散 至玻璃基体中，从而在玻璃上形成一种疏水性表面结构。