[发明专利]一种减反射无氟超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种减反射无氟超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述薄膜主要由SiO₂纳米颗粒组成，薄膜本身及制备过程皆不涉及氟化物或者氟元素；所述薄膜具有显著的减反射功能，超疏水功能。所述薄膜的制备主要包括溶胶制备、溶胶涂覆、干燥等工艺环节；所述方法，首先将硅酸酯类有机物、无氟烷氧基硅烷及去离子水按照一定摩尔比在碱性有机溶剂中共水解，经陈化、回流混合后即可得到稳定的改性纳米SiO₂胶体溶液；再将多种稳定的改性纳米SiO₂胶体溶液共混，得到用于制备自清洁纳米涂层的溶液；所得溶胶液体，利用浸渍提拉法涂覆在玻璃、陶瓷板、大理石、红砖、青砖、卫生洁具的物体表面，自然干燥后获得SiO₂纳米薄膜。所述薄膜的水接触角范围为135～165°，水滚动角范围为3～10°。

2.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述的硅酸酯类有机物为正硅酸四乙酯、正硅酸四丁酯的一种或两种混合物。

3.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述的无氟硅氧烷为甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、二氯二乙基硅烷、二氯二己基硅烷、三氯己基硅烷、三氯十八烷基硅烷、丙基三氯硅烷、癸基三氯硅烷、丁基三氯硅烷、十二烷基三氯硅烷、氯(十二烷基)二甲基硅烷中的一种或多种混合。

4.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述的碱性有机溶剂为氨水、NaOH、KOH的一种或者多种在有机溶剂中的混合物，其pH范围为8～13。

5.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇、异丙醇的一种或者多种混合。

6.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述硅酸酯类有机物与有机溶剂的体积比为1∶10～30，硅酸酯类有机物与无氟烷氧基硅烷的摩尔比为1∶0.1～5，硅酸酯类有机物与去离子水的摩尔比为1∶0.1～10，共水解温度为20℃～60℃，共水解时间为0.5～24h，陈化时间为1～30d，回流温度为50～90℃，回流时间为2～48h。

7.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述的共混方法为将2～15种碱性催化得到的纳米SiO₂溶液进行物理共混，共混比例为每种胶体溶液占混合溶液体积的10％～90％。

8.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：所述的改性纳米SiO₂粒径范围为20～300nm，纳米薄膜的膜层厚度范围为20～500nm。

9.根据权利要求1所述的超疏水自清洁纳米薄膜及其制备方法，其特征在于：当固体表面为玻璃片时，该自清洁纳米涂层的水接触角范围为135～155°，可见光绝对透过率范围为93％～99％；当固体表面为陶瓷板、大理石、红砖、青砖、卫生洁具中的任意一种时，该自清洁纳米涂层的水接触角范围为150～165°。