[发明专利]疏水窗玻璃

说明书

本发明涉及用于制备疏水窗玻璃的方法和通过这种方法获得的疏水窗玻璃，特别地风挡。

在市场上存在许多由具有疏水表面的无机玻璃制成产品，该疏水表面通过共价接枝通常具有硅氧烷链或全氟烷基链的疏水试剂获得。

这些具有疏水性的玻璃制品用作为例如用于窗户、淋浴隔间的窗玻璃，或汽车窗玻璃。

然而，大多数产品在一定时间段(其可以为数月至数年)之后逐步损失它们的疏水性。疏水性的这种损失对于窗玻璃，如风挡是特别快速的，其经受大的化学和物理应力，如用风挡刮水器的擦拭、温度的变化、大气污染、日光等等。

国际申请WO2010/125964公开了由无机玻璃基材和基于有机金属化合物的粘结下层组成的疏水窗玻璃，该有机金属化合物可以包含0.3%至50%的碳、氮、氯和/或氟原子。下层具有能够与氟化醚类型的疏水试剂的甲硅烷基官能团反应的官能团。

以本申请人公司名义的国际申请WO2010/079299公开了用于在玻璃基材上制备疏水涂层的方法，其包括形成基于氧碳化硅的下层。确定用于耐久性的参数是粘结下层的粗糙度，其必须至少等于4nm(RMS粗糙度)。

Central Glass Co.公司目前以商标名Aquasplash?提供具有由氟代硅烷和硅氧烷的混合物组成的表面层的疏水风挡。然而，本申请人公司已经发现这种窗玻璃的耐久性低于3年。

因此，至今不存在允许提供在至少3年期间保留令人满意的疏水性的风挡的技术方案。

在其目的是改善风挡的疏水性和延长该疏水性甚至超过三年的研究工作的背景中，本申请人公司已令人惊奇地发现，由氧碳化硅制成的粘结层(其随后用于共价接枝疏水试剂)的化学组成，特别地这种层的碳富集度对接枝的疏水涂层的寿命具有显著的并且意料之外的影响。

本申请人公司已经特别地观察到，当在薄SiO_xC_y层中的碳/硅(C/Si)比率在所述层的显著深度中高于0.4时，与未实现这种C/Si比率或以过局部化方式实现这种比率(即在它们的仅仅小部分深度上)的层相比较，去离子水滴的接触角的损失极大地降低。

而且，本申请人公司已经发现，在用于氧碳化硅层的化学气相沉积(CVD)的方法中不通过提高而是令人惊讶地通过降低乙烯(C₂H₄)流量(与硅烷(SiH₄)流量比较)，在SiO_xC_y层的显著深度上获得高比例的碳。

这些发现的整体已经形成在与本应用同一天提交的分开的专利申请的主题。

然而，如此获得的携带富含碳的粘结下层的疏水窗玻璃具有高的划痕灵敏度，这代表棘手的缺点，特别地在暴露于相当高磨损的窗玻璃，如，例如风挡的情况下更如此。

在其目的为更多优化疏水窗玻璃的研究工作的背景中，本申请人公司已经发现，通过在第一富含碳的氧碳化硅下层上沉积第二SiOC下层(其是更贫含碳或不含碳的，即二氧化硅层)可以显著地提高疏水窗玻璃的抗划痕性，而这不显著地降低该接枝的疏水涂层的寿命。

鉴于先验结果，疏水涂层的这种长寿命的保持实际上是绝不能被预见到的，该先验结果已经显示它取决于该粘结层的化学组成，特别地碳含量。本领域的技术人员因此有各种原因相信，通过在富含碳的SiOC层和疏水试剂之间插入薄层，他将降低疏水涂层的长寿命。

本发明的主题因此是用于制备疏水窗玻璃的方法，其包括下列连续步骤：

(a)通过在由无机玻璃制成的基材的至少一部分表面上的化学气相沉积(CVD)，在600℃至680℃，优选610℃至660℃的温度下，使所述表面与包含乙烯(C₂H₄)、硅烷(SiH₄)和二氧化碳(CO₂)的反应性气体流接触，在所述基材的表面上形成富含碳的氧碳化硅(SiO_xC_y)层，其中在步骤(a)期间的乙烯/硅烷(C₂H₄/SiH₄)体积比小于或等于3.3，

(b)于在步骤(a)中沉积的氧碳化硅层上形成SiO₂层，或

(b')于在步骤(a)中沉积的SiO_xC_y层上形成贫含碳的氧碳化硅层，该层具有低于0.2，优选低于0.1的平均C/Si比率，