專利名稱：一種透明疏水膜溶膠及其配制方法和鍍制疏水膜方法
技術領域：
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本發明涉及一種透明疏水膜溶膠及其配制方法和鍍制疏水膜方法，屬于涂層 技術領域，特別適用于在玻璃、陶瓷等含有硅酸鹽成分物質表面鍍制透明疏水膜。
背景技術：
透明疏水性薄膜在物件面上，特別是汽車擋風玻璃、野外使用的光電儀器、 電子顯示屏、眼鏡片、太陽能電池基片、玻璃幕墻、暖房玻璃、高壓絕緣子、文 物保護等方面有巨大的應用需求。
目前，制備透明疏水薄膜的方法主要有溶膠-凝膠法、化學氣相沉積法和物理 氣相沉積法。物理氣相沉積法主要蒸發含氟的有機聚合物(如特富綸)，使這類聚 合物蒸發至物體表面，從而使物體具備疏水性。物理氣相沉積法制造出來的疏水 膜缺點是膜層較薄(厚度小于20nin)，疏水層較軟，此外，抗紫外老化性能差， 不適合長期在野外使用。化學氣相沉積法主要利用氣態有機硅垸(如六甲基乙硅 烷、三甲基甲氧基硅烷等)作為原料，通過等離子體放電而使疏水性的有機硅烷沉 積到基底表面，從而使基底具備疏水性能。化學氣相沉積法的缺點是設備成本 高，尾氣處理系統復雜，不利于推廣應用。溶膠-凝膠法是一種價格較為低廉的疏 水膜鍍制方法，采用液態含氟碳基、甲基、甲氧基等活性基團的有機硅烷對二氧 化硅膜進行改性，現有公開報道的技術中，均采用兩步法進行鍍制，即先鍍制二 氧化硅膜，然后再將鍍有二氧化硅膜的基體浸入溶解有液態有機硅烷的溶液中， 通過二氧化硅膜層本身存在的多孔結構將有機硅烷吸附，再經熱處理后形成疏水 膜。現有溶膠-凝膠法的缺點是疏水膜層主要保留在二氧化硅膜層最外層，使用 壽命非常有限，且工藝復雜，不易控制。
發明內容
本發明的目的在于，克服現有技術的缺點，提供一種透明疏水膜溶膠及其配 制方法和鍍制疏水膜方法。所述透明疏水膜溶膠鍍制的透明疏水膜，其疏水性能、透過率、強度、耐候性、抗紫外線老化能力等產品綜合性能好；所述配制方法， 其程序簡單、易于控制、成品率高；所述鍍制方法，適應在復雜形狀表面鍍制、
易于操作、膜層質量易于保證。
本發明一種透明疏水膜溶膠的技術方案 其溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水活性物質
=8 10 : 35 50 : 1.5 4 : 5 8 : 0.01 0-35 : 0-03 2; 所述的活性物質為有機硅烷。
所述的有機硅垸為甲基三乙氧基硅垸、3-(七氟異丙氧基)丙基三氯硅烷和Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲基硅垸至少其中的一種。 所述的溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水有機硅垸 ——8. 5 10 : 35 45 : 2~4 : 6 8 : 0.01 — 0.3 : 0. 03 1-5
所述的溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水甲基三乙氧基 硅烷3-(七氟異丙氧基)丙基三氯硅烷Y-縮水甘油醚氧基丙基三 甲基硅烷=8 : 45 : 3. 5 : 6. 5 : 0. 15 : 0. 5 : 0.6 : 0.22。
所述的溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水甲基三乙氧基硅 烷=8 : 45: 3. 5: 6. 5: 0. 15: 1. 5。
本發明透明疏水膜溶膠的制配方法，包括下述步驟
A、 按透明疏水膜溶膠配方備料 透明疏水膜溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水活性物質 =8 10 : 35 50: 1.5 4 : 5 8 : 0.01 0. 35 : 0.03 2;
B、 按配方將活性物質有機硅垸與異丙醇充分混合后，成為活性溶液備用；
C、 按配方將正硅酸四乙脂、無水乙醇、正丁醇、水混合成為混合溶液
D、 將B步驟的活性溶液全部緩慢加入C步驟的混合溶液中，在加入過程中
充分攪拌，形成初始狀態透明疏水膜溶膠
E、 最后將D步驟形成的初始狀態透明疏水膜溶膠進行一段時間陳化，形成
穩定的透明疏水膜溶膠產品。所述的陳化，其陳化時間為20 26小時。
使用本發明的透明疏水膜溶膠鍍制透明疏水膜的方法，鍍制步驟如下-
1) 、透明疏水膜鍍制根據基底的尺寸和外形特點，選用提拉法、或旋轉法、 或浸漬法、或噴涂法，將透明疏水膜溶膠鍍制到基底表面，形成溶膠態透明疏水 膜
2) 、溶膠態透明疏水膜的烘干對基底表面鍍制的溶膠態透明疏水膜以15(TC 以下的溫度進行烘干
3) 、烘干的透明疏水膜的固化將烘干的鍍制有的透明疏水膜的物件轉入熱 處理爐中，以35(TC以下的溫度對烘干的透明疏水膜進行固化。
所述的將透明疏水膜溶膠鍍制到基底表面，所鍍制厚度為10 niD 100 nm。 本發明的一種透明疏水膜溶膠及其配制方法和鍍制疏水膜方法，效果顯著
所述透明疏水膜溶膠其疏水性能好、強度高、耐候性好、抗紫外線老化能
力強、適合長期在野外使用、使用壽命長、易于配制和鍍制施工、其原料為成熟
的、無需特殊合成的化工原料、成本低；
所述配制方法采用一步法配制，具體操作過程簡單易行，易于控制，成品 率高；
所述鍍制方法適應性強，可采用浸漬鍍制法或噴涂法等多種作業方式進行 鍍制，能在復雜形狀表面鍍制，易于操作、膜層質量易于保證；
本發明所提供的透明疏水膜的疏水活性物質均勻地分布在膜層中，成功避免 了疏水活性物質僅僅停留在膜層的最外層，從而大幅增加了疏水膜的使用壽命。
具體實施例方式
實施例1:
A、按透明疏水膜溶膠配方備料 透明疏水膜溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水活性物質 =8 10 : 35 50: 1.5 4 : 5 8 : 0. 01 0. 35 : 0. 03 2; 本實施例活性物質為有機硅烷，具體為有機硅烷為甲基三乙氧基硅烷、 3-(七氟異丙氧基)丙基三氯硅烷和Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲基硅烷， 按如下配方分別備料，透明疏水膜溶膠組成物質以升計量，分別為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水甲基三乙氧基硅烷3-(七氟異丙氧基)丙基三氯硅烷Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲 基硅烷=8 : 45 : 3. 5 : 6. 5 : 0. 15 : 0. 5 : 0. 6 : 0.22。
B、 按上述配方將活性物質有機硅烷與異丙醇充分混合后，成為活性溶液備用；
C、 按上述配方將正硅酸四乙脂、無水乙醇、正丁醇、水混合成為混合溶液；
D、 將B步驟的活性溶液全部緩慢加入C步驟的混合溶液中，在加入過程中充 分攪拌，形成初始狀態透明疏水膜溶膠
E、 最后將D步驟形成的初始狀態透明疏水膜溶膠進行一段時間陳化，形成穩 定的透明疏水膜溶膠產品。
所述的陳化時間為20 26小時，本實施例陳化時間為22小時。 實施例2:
與實施例l不同的是，所述的溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水有機硅烷 —8. 5 10 : 35 45 : 2 4 : 6 8 : 0.01 0. 3 : 0.03 1.5 實施例3:
與實施例l、 2不同的是，所述的溶膠組份和體積比為
正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水甲基三乙氧基硅烷 =8 : 45: 3. 5: 6. 5: 0. 15: 1. 5。 實施例4:
一種使用本發明的透明疏水膜溶膠鍍制透明疏水膜的方法，本實施例是玻璃 表面鍍制透明疏水膜，其鍍制步驟如下
1) 、透明疏水膜鍍制
以上述實施例1的透明疏水膜溶膠進行鍍制根據基底的尺寸和外形特點， 選用提拉法、或旋轉法、或浸漬法、或噴涂法，將透明疏水膜溶膠鍍制到基底表 面，(所鍍制厚度為10nffl 100rim,按需要選定所鍍制厚度)；形成溶膠態透明疏 水膜；本實施例是采用提拉法，將陳化的溶膠鍍制至K9玻璃表面；
2) 、溶膠態透明疏水膜的烘干
對基底表面鍍制的溶膠態透明疏水膜以100'C的溫度進行烘烤30分鐘(視 溶膠含水量及空氣濕度、被鍍制物品品質、大小等條件，在15(TC以下范圍選烘干 溫度)
3) 、烘干的透明疏水膜的固化 將烘干的鍍制有的透明疏水膜的物件轉入熱處理爐中，以30(TC溫度對烘干的透明疏水膜進行固化，處理2小時，隨爐冷卻至室溫后取出(視溶膠特性、厚 度、被鍍制物件品質、大小等條件，在35(TC以下范圍選固化溫度)。 本實施例的透明疏水膜的效果好，性能優越
① 透過率
玻璃雙面鍍制的透明疏水膜后，玻璃在425 675nm范圍內平均透過率增加 1. 5% 2. 5%。
② 憎水性
K9玻璃雙面鍍制的透明疏水膜后，憎水角在105 11(T之間。
③ 耐候性
在紫外老化箱中，按3年太陽光輻射量進行老化試驗后，透明疏水膜的憎水 角下降小于8"，透過率變化小于1%。
本發明專利權保護范圍不限于上述實施例。
權利要求
1、一種用于在含有硅酸鹽成分物質表面鍍制疏水膜的透明疏水膜溶膠，其特征在于，溶膠組份和體積比為正硅四乙脂∶無水乙醇∶正丁醇∶異丙醇∶水∶活性物質＝8～10∶35～50∶1.5～4∶5～8∶0.01～0.35∶0.03～2；
2、 按照權利要求1所述的透明疏水膜溶膠，其特征在于，所述的活性物質為有機硅綜。
3、 按照權利要求2所述的透明疏水膜溶膠，其特征在于，所述的有機硅烷為甲基三乙氧基硅烷、3-(七氟異丙氧基)丙基三氯硅烷和Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲基硅 烷至少其中的一種。
4、 按照權利要求2所述的透明疏水膜溶膠，其特征在于，所述的溶膠組份和體積比為正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水有機硅烷 =8.5 10 : 35 45 : 2 4 : 6 8 : 0.01 0.3 : 0.03 1. 5。
5、 按照權利要求3所述的透明疏水膜溶膠，其特征在于，所述的溶膠組份和體積比為正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水甲基三乙氧基硅烷 3-(七氟異丙氧基)丙基三氯硅垸Y-縮水甘油醚氧基丙基三甲基硅烷 =8 : 45 : 3. 5 : 6.5 : 0.15 : 0. 5 : 0. 6 : 0.22。
6、 按照權利要求3所述的透明疏水膜溶膠，其特征在于，所述的溶膠組份和體積比為正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水甲基三乙氧基硅烷 =8 : 45: 3.5: 6.5: 0.15: 1.5。
7、 本發明透明疏水膜溶膠的制配方法，其特征在于，它包括下述步驟A、 按透明疏水膜溶膠配方備料 透明疏水膜溶膠組份和體積比為正硅四乙脂無水乙醇正丁醇異丙醇水活性物質 =8 10 : '35 50: 1. 5 4 : 5 8 : 0.01 0.35 : 0.03 2;B、 按配方將活性物質有機硅烷與異丙醇充分混合后，成為活性溶液備用；C、 按配方將正硅酸四乙脂、無水乙醇、正丁醇、水混合成為混合溶液；D、 將B步驟的活性溶液全部緩慢加入C步驟的混合溶液中,在加入過程中充分攪拌， 形成初始狀態透明疏水膜溶膠；E、 最后將D步驟形成的初始狀態透明疏水膜溶膠進行一段時間陳化，形成穩定的 透明疏水膜溶膠產品。
8、 按照權利要求7所述的透明疏水膜溶膠的制配方法，其特征在于，所述的陳化，其陳化時間為20 26小時。
9、 一種使用本發明的透明疏水膜溶膠鍍制透明疏水膜的方法，其特征在于，鍍制步驟如下1) 、透明疏水膜鍍制根據基底的尺寸和外形特點，選用提拉法、或旋轉法、或浸漬法、或噴涂法，將 透明疏水膜溶膠鍍制到基底表面，形成溶膠態透明疏水膜2) 、溶膠態透明疏水膜的烘干 對基底表面鍍制的溶膠態透明疏水膜以150'C以下的溫度進行烘干；3) 、烘干的透明疏水膜的固化 將烘干的鍍制有的透明疏水膜的物件轉入熱處理爐中，以350。C以下的溫度對烘 干的透明疏水膜進行固化。
10、 按照權利要求9所述的鍍制透明疏水膜的方法，其特征在于，所述的將透明疏水膜溶膠鍍制到基底表面，所鍍制厚度為10 rnn 100 nni。
全文摘要
本發明涉及一種透明疏水膜溶膠及其配制方法和鍍制疏水膜方法，屬于涂層技術領域，特別適用于在含有硅酸鹽成分物質表面鍍制透明疏水膜。溶膠組份為正硅四乙酯、無水乙醇、正丁醇、異丙醇、水、活性物質。溶膠的制配方法包括下述步驟按配方備料、按配方混合活性溶液備用、按配方合成混合溶液、制得初始狀態透明疏水膜溶膠、初始狀態透明疏水膜溶膠進行陳化。鍍制疏水膜步驟為透明疏水膜鍍制、溶膠態透明疏水膜的烘干、烘干的透明疏水膜的固化。優點是透明疏水膜溶膠其疏水性能好、強度高、抗紫外線老化能力強、使用壽命長、成本低；配制方法易于控制、成品率高；鍍制方法適應性強、易于操作、膜層質量易于保證。
文檔編號C03C17/30GK101407646SQ20081019795
公開日2009年4月15日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者何光宗, 姚細林, 謐 朱, 李錢陶, 放 楊, 熊長新 申請人:中國船舶重工集團公司第七一七研究所