[发明专利]一种超疏水玻璃涂层及其制备方法

说明书

本发明公开一种超疏水玻璃涂层及其制备方法，所述涂层包括由内至外依次附着在玻璃表面的纳米多孔玻璃膜与低表面能疏水膜，纳米多孔玻璃膜的厚度为150～1000nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为1～100nm；低表面能疏水膜为厚度1～20nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于40mN/m；所述制备方法包括在玻璃基板上溅射玻璃薄膜、热处理使其分相、酸洗玻璃薄膜得到纳米多孔玻璃膜，再浸涂低表面能疏水膜，最终得到本发明超疏水玻璃涂层，使水接触角达到150°以上，从而可以得到超疏水表面，提高防指纹、防油污与疏水效果；低表面能材料附着于纳米多孔玻璃膜的外表面以及纳米多孔玻璃膜层孔隙的内壁，即使表层磨损仍然具有同样的超疏水性能。

技术领域

本发明涉及玻璃表面制膜技术领域，具体是一种超疏水玻璃涂层及其制备方法。

背景技术

水接触角大于90°的物体表面具有疏水性，而水接触角在150°以上时的物体表面具有超疏水性，超疏水表面不仅疏水也疏油。随着现代科技的进步，越来越多的电子显示产品使用触摸屏，目前，电容式触摸屏成为全球主流的触摸屏技术，电容式触摸屏最外层的盖板玻璃则成为触摸屏的关键材料之一。令人遗憾的是，使用产品时手上的指纹、油污、汗水难免会残留在屏幕表面，不仅会导致触摸面板的可读性迅速下降，影响视觉，还降低了设备的可用性。

为解决这个问题，目前主要是采用在玻璃表面涂覆抗指纹涂料的技术，涂层的主要成分大多是低表面能的氟硅化合物。这种方法可以减少指纹、水渍、油污在玻璃上的残留，使粘附的污渍和指纹容易清理，由于涂料性质和操作工艺限制，涂层不耐久且效果不够显著。《抗指纹薄膜及其制备方法》（专利号ZL201310300953.5）采用磁控溅射和真空蒸镀在基材表面依次沉积氧化硅层和氟化物层，膜层与水的接触角约为110°，使产品外表易于清洁油污、指纹。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超疏水玻璃涂层及其制备方法，该涂层与水的接触角在150°以上，提高防指纹、防油污与疏水效果，且能增强透光性和耐刮性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种超疏水玻璃涂层及其制备方法，包括由内至外依次附着在玻璃表面的纳米多孔玻璃膜与低表面能疏水膜，纳米多孔玻璃膜的厚度为150～1000nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为1～100nm；低表面能疏水膜为厚度1～20nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于40mN/m，低表面能疏水膜附着于纳米多孔玻璃膜的外表面以及纳米多孔玻璃膜孔隙的内壁。

进一步的，所述纳米多孔玻璃膜包含摩尔分数80～100%的无定形氧化硅、0～12%的氧化硼与0～8%的氧化钠。

进一步的，所述纳米多孔玻璃膜包含摩尔分数86～98%的无定形氧化硅、0～8%的氧化硼与0～6%的氧化钠；纳米多孔玻璃膜的厚度为200～800nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为1～60nm；低表面能疏水膜为厚度1～15nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于30mN/m。

进一步的，所述纳米多孔玻璃膜包含摩尔分数90～95%的无定形氧化硅、0～5%的氧化硼与0～5%的氧化钠；纳米多孔玻璃膜的厚度为300～500nm，纳米多孔玻璃膜的孔隙尺寸为5～60nm；低表面能疏水膜为厚度5～10nm的硅氧烷或氟化硅氧烷，低表面能疏水膜的表面能小于20mN/m。

本发明还提供一种超疏水玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、清洗玻璃基板；

S2、采用真空射频磁控溅射工艺在玻璃基板上镀制玻璃薄膜，溅射靶材采用质量百分比65～78%的氧化硅、9～14%的氧化钠与18～24%的氧化硼构成的混合靶材；

S3、将得到的玻璃薄膜进行热处理，使玻璃薄膜充分分相；

S4、将分相后的玻璃薄膜通过酸洗后得到纳米多孔玻璃膜；