[发明专利]光学透明超疏水薄膜

说明书

公开了一种易于施涂、透明、粘合良好且超疏水的涂层。一方面，一种用于涂覆基底的方法包括提供具有表面的基底，邻近该表面布置涂料组合物，该组合物包括疏水氟化溶剂、包括疏水氟化聚合物的粘合剂、以及疏水热解法二氧化硅纳米粒子。还公开了一种包括涂料层的制品，该涂料层包括部分暴露在其外表面上的多个纳米粒子。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年2月27日提交的第62/635,993号美国临时专利申请、2018年5月29日提交的第15/991,873号美国专利申请和2019年2月26日提交的第16/286,545号美国专利申请的优先权；每个专利的全部内容在此引入作为参考。

背景技术

除非本文中另有指示，否则本部分中描述的材料不是本申请中权利要求的现有技术，并且通过包括在本部分中不被认为是现有技术。

具有优异防水性能的超疏水表面和涂层(coating)在许多努力领域都有潜在的应用。与光学透明的超疏水涂层一样，已经获得了粘合良好的光学透明涂层。但是仍然需要易于施涂、光学透明、粘合良好、超疏水的涂层或薄膜。这是因为当使用传统的薄膜材料和方法时，能够实现这三个特性的物理性能往往是相互排斥的。例如，超疏水材料通常具有微米至纳米的表面粗糙度，其倾向于散射光并使光学透明度难以实现。同样，具有高光学透明度的材料倾向于具有低表面粗糙度(即非常光滑的表面)，并且通常不允许与低表面能(lowsurface energy)疏水材料粘合良好。还存在对在大量磨损后仍能保持疏水性的超疏水涂层的需求。

发明内容

在一个方面，本公开提供了一种涂覆基底的方法，该方法包括提供具有表面的基底；邻近该表面布置涂料组合物；该组合物包括疏水氟化溶剂、包括疏水氟化聚合物的粘合剂和二氧化硅纳米粒子；以及蒸发氟化溶剂。

另一方面，本公开提供了一种包括涂料层的制品，该涂料层具有内表面和相对的外表面，邻近基底表面布置该内表面，其中该涂料层包括疏水氟化聚合物和多个纳米粒子，并且至少一部分纳米粒子部分暴露在涂料层的外表面上。

通过阅读以下具体实施方式，并参考适当的附图，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据本公开的方面的示例超疏水光学薄膜的视图，该示例超疏水光学薄膜包括各种薄膜层和相关联的疏水纳米粒子。

图2示出了根据本公开的方面的示例超疏水光学薄膜的视图，包括各种薄膜层、相关联的疏水纳米粒子和来自被置换的纳米粒子的凹陷。

图3描绘了根据示例实施例的方法的流程图。

具体实施方式

以下具体实施方式描述了所公开的方法、组合物和结构的各种特征和功能。本文描述的说明性实施例不意味着是限制性的。容易理解的是，所公开的方法、组合物和结构的某些方面可以以各种不同的配置进行排列和组合，所有这些都在本文中被考虑。

描述了一种超疏水组合物，其在不牺牲疏水性或光学透明度的情况下易于施涂且粘合良好。本文所用的“超疏水”描述水接触角至少约为130°的表面或涂层。同样如本文所用，“光学透明”涂层透射波长在300nm至1500nm范围内的入射光的至少约90％。本文所用的“粘合良好”是指当作为涂层或薄膜施涂到基底上时，该组合物粘附到基底上，从而不容易用相对少量的剪切力(例如摩擦)或暴露于环境条件(例如，阳光、雨水、风等)而除去。

一方面，本公开提供了一种组合物，包括：

疏水氟化溶剂；

包括疏水氟化聚合物的粘合剂；

疏水热解法二氧化硅纳米粒子；以及

可选地，疏水气凝胶纳米粒子。