玻璃表面雾化防刮纳米涂层及其制备方法

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112608679A(43)申请公布日2021.04.06(21)申请号202011066191.3C03C17/22(2006.01)(22)申请日2020.09.30(30)优先权数据62/910,4032019.10.03US17/035,7372020.09.29US(71)申请人纳米及先进 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 研发院有限公司地址中国香港新界沙田香港科学园科技大道西8号尚湖楼5楼515-517室(72)发明人鲍素萍　罗文君　高磊　沈文龙　(74)专利代理机构深圳宜保知识产权代理事务所(普通合伙)44588代理人王琴　曹玉存(51)Int.Cl.C09D183/08(2006.01)C09D7/20(2018.01)权利要求书3页说明书7页附图7页(54)发明名称玻璃 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面雾化防刮纳米涂层及其制备方法(57)摘要本发明提供一种用于在水接触角约为90°或更大、摩擦系数降低50％或更高、表面粗糙度降低的玻璃基板或表面上进行涂层的耐久、疏水和防刮纳米涂层，其包括一层氟化二氧化硅，所述氟化二氧化硅为从具有至少三个烷氧基基团的一个或多个四烷氧基硅烷和一个或多个具有至少一个三烷氧基硅烷和15到17个氟原子的一个或多个聚氟硅烷之间的溶胶‑凝胶水解在一催化剂以及一溶剂存在下，与所述一个或多个四烷氧基硅烷和所述一个或多个聚氟硅烷之间的一溶胶‑凝胶水解反应混合物产生而得。本发明还提供了一种通过将含酸或含碱溶液和溶胶‑凝胶前体溶液雾化到玻璃表面来制备纳米涂层的相关方法。CN112608679ACN112608679A权　利　要　求　书1/3页1.一种耐久、疏水和防刮的纳米涂层，用于涂覆在水接触角约为90°或更大的玻璃基板或表面上，与不具有所述纳米涂层的玻璃基板或表面的摩擦系数相比，所述摩擦系数降低50％或更多，以及与不具有所述纳米涂层的玻璃基板或表面的粗糙度相比，所述表面粗糙度降低至少四倍，所述纳米涂层其特征在于:一层氟化二氧化硅，所述氟化二氧化硅为从具有至少三个烷氧基基团的一个或多个四烷氧基硅烷和具有至少一个三烷氧基硅烷和15到17个氟原子的一个或多个聚氟硅烷之间的溶胶-凝胶水解在一催化剂以及一溶剂存在下，与所述一个或多个四烷氧基硅烷和所述一个或多个聚氟硅烷之间的一溶胶-凝胶水解反应混合物产生而得。2.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述一个或多个四烷氧基硅烷由以下化学式表示：其中OR’选自脂肪族或环脂肪族烷氧基。3.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述一个或多个四烷氧基硅烷由以下化学式(I)和(II)表示：4.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述一个或多个聚氟硅烷系由以下化学式表示：其中OR’选自脂肪族或环脂肪族烷氧基。5.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述一个或多个聚氟硅烷系由以下化学式(III)和(IV)表示：6.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述一个或多个四烷氧基硅烷和所述一个或多个聚氟硅烷的重量比为1:3到3:1。2CN112608679A权　利　要　求　书2/3页7.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述玻璃表面或基板由包含至少一种强酸和一种弱酸的一含酸溶液或者含有氨水的碱溶液进行预处理。8.根据权利要求7的所述纳米涂层,其中所述含碱溶液进一步包括过氧化氢。9.根据权利要求7的所述纳米涂层,其中所述强酸选自盐酸，所述弱酸选自磷酸，强酸与弱酸的重量比为2:1到1:2。10.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述溶胶-凝胶水解在压缩空气和15至30℃的温度下进行。11.根据权利要求1的所述纳米涂层,其中所述催化剂小于重量百分比5％所述溶胶-凝胶水解反应混合物。12.根据权利要求10所述的纳米涂层，其中所述催化剂为氨溶液。13.根据权利要求1所述的纳米涂层，其中所述溶剂为甲醇。14.根据权利要求1所述的纳米涂层，其中所述纳米涂层具有约100nm或更低的厚度。15.根据权利要求1所述的纳米涂层，其中所述纳米涂层对可见光基本透明。16.一种在玻璃表面或基板上制造耐久、疏水和防刮纳米涂层的方法，其特征在于:制备用于对所述玻璃表面或基板进行预处理的一含酸溶液或含碱溶液，以将所述玻璃表面或基板的水接触角降低至20度或更低，并降低表面粗糙度；合成一溶胶-凝胶前体溶液，所述溶液包含一个或多个具有至少三个烷氧基基团的四烷氧基硅烷、一个或多个具有至少一个三烷氧基硅烷和15到17个氟原子的聚氟硅烷和一溶剂,其中所述一个或多个四烷氧基硅烷和所述一个或多个聚氟硅烷在一催化剂和所述溶剂存在下水解；清洁所述玻璃表面或基板，并将所述清洁玻璃置于一雾化室中；将所述含酸或含碱溶液雾化到所述雾化室中，以降低所述玻璃表面或基板的表面粗糙度和水接触角；将所述溶胶-凝胶前体溶液雾化到所述雾化室中，在所述玻璃表面或基板上形成所述纳米涂层，使得所述玻璃表面或基板的水接触角增加到至少90°左右，并且所述玻璃表面或基板的摩擦系数降低至少50％；在排空所述雾化室后获得涂有所述纳米涂层的玻璃表面或基底。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述雾化在15至30℃的温度下进行。18.根据权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个四烷氧基硅烷和一个或多个聚氟硅烷的重量比为1:3到3:1。19.根据权利要求16所述的方法，其中所述含酸溶液包括至少一种强酸和至少一种弱酸，所述至少一种强酸选自盐酸，所述至少一种弱酸选自磷酸，且强酸和弱酸的重量比为2:1至1:2。20.根据权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个四烷氧基硅烷由以下式(I)和(II)表示：3CN112608679A权　利　要　求　书3/3页21.根据权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个聚氟硅烷由以下 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 表示：其中OR'选自脂肪族或环脂肪族烷氧基。22.根据权利要求16的所述纳米涂层,其中所述一个或多个聚氟硅烷系由以下化学式(III)和(IV)表示：23.根据权利要求16所述的纳米涂层，其中所述催化剂为氨溶液。24.根据权利要求16所述的纳米涂层，其中所述溶剂为甲醇。4CN112608679A说　明　书1/7页玻璃表面雾化防刮纳米涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明提供了一种玻璃基板/表面雾化防刮纳米涂层及其制造方法。具体而言，本发明之纳米涂层系由液态溶胶-凝胶前驱体合成，并藉由雾化方法将其涂布于玻璃基板/表面以形成防刮纳米涂层。这种雾化工艺可用于制备功能性纳米涂层，用于玻璃/镜子表面的各种应用，包括玻璃/镜子表面保护、用于玻璃/镜子的疏水性和/或亲水性纳米涂层等。背景技术[0002]玻璃在使用期间容易被各种外来研磨物质刮伤，因此玻璃上的刮痕通常是一个令人烦恼的问题。在保持玻璃原有外观的前提下，采用了一些预防措施，如添加硬质纳米涂层，可显著减少玻璃刮伤。[0003]美国专利申请编号2017/0253523 A1公开了一种形成摩擦学薄膜的方法，更具体地说其涉及在玻璃基板上形成耐久、耐刮伤涂层的溶胶-凝胶方法。例如，氧化锆涂层是由八水氯氧化锆溶液在有机溶剂中形成的。[0004]美国专利第9663400号公开了形成摩擦学薄膜的方法，更具体地说，公开了以溶胶-凝胶方式形成耐久、耐刮伤涂层的方法。该方法提供了在第一极性溶剂中包含锆化合物的第一溶液和在第二极性溶剂中由石墨烯纳米颗粒组成的第二溶液和/或将所述组合溶液沉积到显示玻璃基板上以形成涂层，然后进行退火处理。通过在玻璃基板上旋涂各自的溶液，制备出厚度约为50微米的涂层。石墨烯掺杂氧化锆涂层显示玻璃的摩擦系数约为0.10-0.11，而裸玻璃的摩擦系数约为0.3-0.4。[0005]美国专利申请编号2009/0053465 A1公开了一种具有多层结构的光学元件或组件，其具有优异的防雾效果和/或防薄雾效果，并且表现出优异的耐刮和/或减反射效果，甚至任选地表现出疏水和/或憎油特性。该发明在合成树脂透镜上涂上硬化硅薄膜，再涂上防雾膜作为吸水层，然后在吸水层上真空施涂防反射层系统。硬层由无机材料通过等离子增强层沉积技术或化学气相沉积(CVD)或传统涂层方法(包括浸渍、喷涂或纺丝方法)形成。硬层的厚度设定为小于20μm，尤其优选为1至5μm。疏水和/或憎油涂层包括具有至少一个含氟基团的硅烷，并且优选通过包括层蒸发、CVD或浸渍方法在内的常规方法涂覆该涂层。疏水和/或憎油涂层的厚度优选≤20nm。[0006]美国专利申请编号2017/0336536 A1公开了一种显示屏的抗蓝光玻璃保护片，其包括：一玻璃基板，其一侧表面具有防指纹涂层的雾化层，另一侧具有抗蓝光涂层和A/B胶层的玻璃基板与所述蓝光涂层的表面粘合。所述防指纹涂层表面非常光滑，摩擦系数小于0.02。所述防指纹涂层/薄膜的厚度范围为15–25nm。[0007]美国专利第10285292 B2号公开了一种纳米晶体层，该纳米晶体层由一个或多个层分离或与一个或多个其他层包括非晶体或非晶态材料隔开或穿插而成。该纳米晶层可通过沉积过程或离子注入和退火过程形成，以形成尺寸小于10纳米的晶体，用以保护电子设备免受因撞击而引起的刮擦和/或损坏。[0008]美国专利申请编号2012/0132053A1涉及在玻璃加工和包装过程中通过形成长链5CN112608679A说　明　书2/7页有机材料的不连续层来保护玻璃板表面，所述长链有机材料具有包含至少12个碳原子的主碳链和在所述玻璃板表面上的主链一端的亲水基。有机材料可以通过各种方式进行涂覆，包括喷涂和浸涂。该材料也可由载气流施加，而长链有机材料可以以固体、液体或气体形式存在于载气流中。该气流温度应高于长链有机材料的熔点，但不应高于60℃，以避免长链有机材料的崩解、氧化、反应、燃烧和爆炸。这种玻璃板表面保护特别适用于玻璃板的抛光，如磨边和抛光。[0009]美国专利申请编号2014/0131091 A1公开了一种通过形成包含亚稳四方晶型氧化锆的相变耐刮层而制备的防刮玻璃基板。厚度在10nm到2000nm之间的相变层可以减少刮痕的形成和刮痕的可见性。[0010]美国专利申请编号2014/0093711 A1公开了一种通过在低于500℃的工艺温度下使用物理气相沉积从诸如金属氧化物、金属、氮化物、金属碳化物或金属硼化物等无机材料形成硬的耐刮层而制备的防刮玻璃基板。[0011]美国专利第6245387B1号公开了一种通过化学键合连接到表面的硅酮膜。硅酮膜由硅氧烷基团链组成，每个链端接于一个端分子，该端分子是酯、醚或卤素。所述端分子与水反应生成OH基团。然后将该表面与封端剂接触，该封端剂与OH基团反应生成一个新的端基，从而改善膜的性能。硅酮膜为表面，尤其是玻璃表面提供防水性。[0012]美国专利申请编号20170313819 A1涉及可在水介质中溶解或分散且可用于涂覆物品(例如玻璃制品)的氟化硅烷化合物和组合物。[0013]美国专利第5587209号公开了一种对基板表面具有强附着力的氟碳基聚合物层压涂层膜。在本发明中，具有–Si–键的单分子或聚合物吸收膜是通过键合在基板表面上的脱氯化氢或脱乙酰孔形成的，从而产生能够与活性氢反应的硅烷基表面活性材料。然后通过交联反应将氟基聚合物键结在吸附膜上。含氟树脂涂层的材料适用于各种物品，如煎锅、不锈钢卷、盘子等。[0014]美国专利第5587209号公开了一种用于玻璃、陶瓷或陶瓷基板的疏水涂层，该涂层包括一底漆层和一涂层层以及获得该涂层的方法。包含Si-R-Si基的底漆层可直接涂覆到基材上，并且与底漆层连接的涂层其包含具有疏水/憎油全氟端基的烷基硅烷。[0015]美国专利申请编号20150210587 A1公开了一种形成涂布玻璃基板的方法，其包括：a)将包含可水解硅烷的第一组合物施加到玻璃基板的表面以形成经处理的玻璃表面；b)将包括氟化聚醚改性硅烷的第二组合物施加于经处理表面，以形成中间涂布玻璃基板及c)使该中间涂布玻璃基板经受高温，从而固化该第二组合物并形成涂布玻璃基板。该涂布玻璃基板具有防污性能。[0016]大多数最先进的玻璃防刮涂层制备方法的共同特点是通过传统的涂层工艺，如喷涂、浸渍或沉积方法，将无机或有机材料制成的多层涂层应用于玻璃。但是，多层膜的可见厚度和复杂的工艺限制了这种材料的应用。近十年来，纳米涂层技术及其应用得到了极大的发展，在建筑材料领域也引起了越来越多的关注。因此，通过雾化沉积在玻璃基板/表面上的低摩擦系数的耐久、疏水和防划伤涂层至关重要。发明内容[0017]本发明的第一方面涉及一种耐久、疏水的，以及由溶胶-凝胶前体溶液合成的防刮6CN112608679A说　明　书3/7页纳米涂层，在溶胶-凝胶前体雾化之前通过雾化过程在玻璃基板/表面上经含有一种以上酸的溶液预处理而在所述玻璃基板/表面形成纳米涂层。[0018]本发明的纳米涂层赋予玻璃基板/表面疏水性，相对于未经处理的玻璃基板/表面，摩擦系数降低超过50％，且水接触角约为或大于90°。与传统的玻璃基板/表面涂层方法不同，本发明提供了一种在玻璃基板/表面上具有耐久性和疏水性的纳米涂层。[0019]本发明的第二方面涉及一种从溶胶-凝胶前体溶液在玻璃基板/表面上形成纳米涂层的方法，所述方法包括溶胶-凝胶前体溶液的雾化，使得溶胶-凝胶前体在15至30℃的压缩空气下或在约室温下通过任何可用的方法(如雾化喷嘴)从液态变为气态。具体而言，溶胶-凝胶前体溶液包括一个或多个四烷氧基硅烷和一个或多个聚氟硅烷，其中在催化剂和溶剂存在下，一个或多个四烷氧基硅烷和一个或多个聚氟硅烷之间的水解反应后，所制备的纳米涂层赋予玻璃基板/表面疏水性。在溶胶-凝胶前体溶液雾化之前，用包含至少一种强酸和一种弱酸的含酸溶液或包含氨水的碱性溶液处理玻璃基板/表面。用含酸或含碱溶液对玻璃基板/表面进行预处理，与未经处理的玻璃表面相比，使其具有亲水性，水接触角更低，表面粗糙度较未处理玻璃表面/基板的原始表面粗糙度低。所制备的玻璃基板/表面涂有耐久和防刮的纳米涂层，其水接触角约为或大于90°。附图说明[0020]图1示意性地描述了根据本发明一个实施例制造耐久、防刮纳米涂层的方法。[0021]图2是总结本纳米涂层制备方法一般步骤的流程图。[0022]图3A显示了未经处理玻璃表面的原子力显微镜(AFM)显微照片。[0023]图3B显示了用本发明含酸溶液处理的玻璃表面的原子力显微镜(AFM)显微照片。[0024]图3C显示了根据本发明实施例涂有本纳米涂层的玻璃表面的原子力显微镜(AFM)显微照片。[0025]图4A显示了如图3A所示的未处理玻璃表面的水接触角的测量。[0026]图4B显示了本发明如图3B所示对含酸溶液处理过的玻璃表面的水接触角测量。[0027]图4C显示了根据与图3C中相同的实施例，对涂覆当前纳米涂层的经处理玻璃表面的水接触角测量。[0028]图5A显示了随时间施加在玻璃表面上的力而言,未经处理的玻璃表面的摩擦系数测量值。[0029]图5B示出了随时间施加在玻璃表面上的力而言,根据本发明实施例涂覆有本发明纳米涂层的玻璃表面的摩擦系数测量值。[0030]图6A显示了根据本发明实施例，在玻璃表面施加不同重量和/或摩擦循环的摩擦试验前后，涂有本发明纳米涂层玻璃表面的水接触角的变化。[0031]图6B示出了根据本发明实施例涂有本发明纳米涂层的玻璃表面在不同时间的紫外线照射前后的水接触角的变化。具体实施方式[0032]防刮涂层可定义为涂覆在基材表面形成薄膜，从而为基材提供保护目的的材料。一般而言，多层结构防刮涂层的厚度对底层基材的外观有明显的负面影响。即使是透明的7CN112608679A说　明　书4/7页玻璃防刮涂料，由于存在微米厚度的涂层，玻璃的可见光透明度降低，影响玻璃外观。随着纳米技术在材料领域的进步，已经进行了大量的研究来开发新的纳米涂层材料，客户总是喜欢使用涂层产品，保留底层基底的初始外观并具有附加功能。因此，纳米涂料的应用在满足高透明度的同时又具有功能性，从而提高了整体性能，延长了使用寿命，降低了能耗，保护了环境。目前，纳米涂层通常是通过化学气相沉积或纳米喷涂技术在基体表面沉积一层新的薄膜。纳米涂层可以通过复杂的设备从气体、液体或固体状态物理或化学性在基底上形成。整个生产过程成本高昂，纳米涂层的性能受到纳米层形貌的限制。因此，这些纳米涂层材料很难实现大规模生产和广泛应用。本发明提供一种由一种或多种聚氟硅烷及一种或多种四烷氧基硅烷水解而得的溶胶-凝胶前体溶液，并提供一种使用该含该溶胶-凝胶前体之组合物经由雾化过程在玻璃基板/表面上形成防刮奈米层之方法。在将含有溶胶-凝胶前体的组合物应用于玻璃基板/表面之前，用含酸溶液对玻璃基板/表面进行处理，以去除玻璃基板/表面的“凹谷”，从而获得光滑的玻璃表面。溶胶-凝胶前体溶液和含酸溶液均可通过雾化工艺应用于玻璃基板/表面。[0033]本发明提供一种在玻璃表面制备具有疏水性的防刮纳米涂层的方法。该方法包括在酸溶液或碱溶液处理后在玻璃表面提供活性层，并从一种或多种类型的四烷氧基硅烷和一种或多种类型的聚氟硅烷制备溶胶-凝胶前体溶液，其能够在室温下在催化剂的溶剂中进行溶胶-凝胶水解。该含酸或含碱溶液和溶胶-凝胶前体溶液可采用雾化沉积法，其中液态溶液可通过压缩空气机和雾化喷嘴转化为气体。制备过程应在本发明中称为雾化室的密封室中进行。所制备的防刮伤纳米涂层具有耐摩擦和紫外线照射的耐久性，并且具有至少90°的水接触角。玻璃表面纳米涂层的疏水性显著降低了玻璃表面的摩擦系数。本发明的溶胶-凝胶前体溶液通过在玻璃表面与硅醇基(Si-O-)形成键结而表现出对玻璃表面的强粘附性。耐久的疏水性纳米涂层还能够承受摩擦和紫外线照射。除了在玻璃表面形成疏水性纳米涂层外，本发明的溶胶-凝胶前体溶液能够将摩擦系数降低到低于未处理玻璃表面的一半。[0034]本发明还提供了一种用于处理玻璃表面的含酸溶液或含碱溶液。所述的含酸溶液包括至少一种挥发性酸和另一种稳定的酸。所述含碱溶液包括至少一种氨溶液和其他溶剂(如过氧化氢)所述含酸溶液或含碱溶液能够处理表面使玻璃表面具有亲水性的活性层，并且所述亲水性层能够填充玻璃表面的凹谷，从而降低玻璃表面凹谷的高度。与未经处理的玻璃表面相比，涂有本酸溶液的玻璃表面的水接触角较低，且经酸溶液处理的玻璃表面粗糙度较低。在一个实施例中，经本酸溶液处理的表面具有20°的水接触角，且经酸处理的玻璃的粗糙度为6.6nm。根据本发明实施例的纳米涂层具有约100nm或更低的粗糙度，优选在30-50nm范围内。本发明的纳米涂层基本上可见光可穿透。[0035]在一个实施例中，在溶剂和催化剂存在下从四烷氧基硅烷和聚氟硅烷合成溶胶-凝胶前体。催化剂的重量百分比小于5％。以下是本发明的四烷氧基硅烷的示意图：[0036]本发明的四烷氧基硅烷的烷氧基(-OR’)可以是本领域技术人员所认识到的任何8CN112608679A说　明　书5/7页脂肪族或环脂肪族烷氧基。用于形成本发明溶胶-凝胶前体溶液的四烷氧基硅烷为正硅酸乙酯，即式(I)或正硅酸四甲基,即式(II)，或其组合，如下所示：[0037]聚氟硅烷能够使玻璃表面排斥水，从而在聚氟硅烷和四烷氧基硅烷在溶剂和催化剂存在下形成溶胶-凝胶前体溶液的水解反应后赋予玻璃表面疏水性。本发明的氟化硅烷是一种具有至少三烷氧基硅烷的聚氟化合物，如下所示：其中-OR’选自脂肪族或环脂肪族烷氧基。[0038]式(III)和式(IV)中给出了聚氟硅烷的两个实例：[0039]在优选实施例中，本发明的聚氟硅烷包含至少一个三烷氧基硅烷和15到17个氟原子。[0040]在一个实施例中，四烷氧基硅烷和聚氟硅烷的重量比在1:3到3:1之间。将溶剂加入到硅烷混合物中以进行溶胶-凝胶反应。本发明中可使用的溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇或其组合。所形成的溶胶-凝胶前体溶液也可以用包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇四氢呋喃、二甲基甲酰胺或其组合的溶剂稀释。本发明制备溶胶-凝胶前体溶液的方法包括添加用于启动溶胶-凝胶反应的催化剂，其中所述催化剂可以是本发明中公开的候选者或本领域技术人员容易知道的任何催化剂。本发明提供了一种通过雾化方法得到的酸溶液和溶胶-凝胶前体溶液的应用途径。[0041]图1说明利用溶胶-凝胶前体溶液的雾化沉积技术在玻璃表面形成耐用、疏水和防刮纳米涂层的制造过程的示意图。首先，通过雾化表面改性剂，即含有一种强酸和一种弱酸的含酸溶液对玻璃表面进行预处理，以赋予亲水性(较低的水接触角)，并去除“凹谷”，即通9CN112608679A说　明　书6/7页过蚀刻使表面粗糙度更平滑，然后进行包含至少一种四烷氧基硅烷和至少一种聚氟硅烷的溶胶-凝胶前体溶液的雾化。氟化二氧化硅由溶胶-凝胶前体溶液在合适的催化剂和有机溶剂(如甲醇)存在下水解形成。氟化二氧化硅在玻璃表面/基板预处理的同一腔室中雾化。之后形成本发明的纳米涂层。[0042]图2总结了本发明制造纳米涂层的方法,从雾化含酸溶液(或含碱溶液于其他实施例)，然后雾化溶胶-凝胶前体溶液到玻璃表面上。该方法包括但不限于以下步骤：通过混合一种强酸和一种弱酸的两种酸(s101)，制备用于对玻璃表面或基板进行预处理的含酸溶液，含有氨水的碱溶液也可以对玻璃表面或羁绊进行预处理，以将玻璃表面或基板的水接触角降低至20°或更低，并降低表面粗糙度；合成一种溶胶-凝胶前体溶液(s102)，其包含一个或多个具有至少三个烷氧基基团的四烷氧基硅烷、一个或多个具有至少一个三烷氧基硅烷和15到17个氟原子的聚氟硅烷和溶剂，其中所述一个或多个四烷氧基硅烷和所述一个或多个聚氟硅烷在所述催化剂和所述溶剂存在下水解；清洁所述玻璃表面或基板，并将所述清洁玻璃置于一雾化室中(s103)；将所述含酸溶液雾化到所述雾化室中(s104)，以降低所述玻璃表面或基板的表面粗糙度和水接触角；将所述溶胶-凝胶前体溶液雾化到所述雾化室中(s105)，在所述玻璃表面或基板上形成所述纳米涂层，使得所述玻璃表面或基板的水接触角增加到至少90°左右，并且所述玻璃表面或基板的摩擦系数降低至少50％；在排空所述雾化室后获得涂有所述纳米涂层的所述玻璃表面或基板(s106)。[0043]实施例1[0044]根据本发明制备酸溶液和溶胶-凝胶前体溶液。酸溶液由盐酸和磷酸按3:2的比例混合而成。溶胶-凝胶前体溶液形成如下：在玻璃烧瓶中填充含有15至17个氟原子,例如:1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltriethoxysilane(17FTS)(即，式IV)的聚氟硅烷,其可包括式III化合物和正硅酸乙酯(TEOS)以1:1的比例与甲醇作为溶剂。以300rpm的速度搅拌混合物10分钟，并添加0.05wt％催化剂(28％氨溶液)。然后以350rpm的速度搅拌该混合物30分钟以形成溶胶-凝胶前体溶液。[0045]采用雾化沉积法将酸性溶液和溶胶-凝胶前驱体溶液涂在玻璃表面。这意味着溶液通过压缩空气雾化蒸发。酸性溶液用于处理玻璃表面，以去除玻璃的凹谷。如图3所示，未经处理的玻璃表面粗糙度约为28nm，经酸处理后表面粗糙度降至6.6nm。由于纳米涂层的存在，玻璃表面粗糙度提高到38nm。[0046]测量了经酸处理和涂有纳米涂层的玻璃表面的水接触角，并与未经处理的玻璃表面进行了比较。未经处理的玻璃表面的水接触角约为43°(图4A)。经酸溶液处理的玻璃表面的水接触角明显减小(图4B)。如图4C，所示对涂有本纳米涂层的玻璃表面观察到大于90°的水接触角。[0047]涂有本纳米涂层的玻璃表面的摩擦系数(～0.23)(图5B)比未经处理的玻璃表面的摩擦系数(～0.51)(图5B)低。本发明的玻璃表面纳米涂层具有耐久性，通过摩擦试验和加速老化试验证明了其疏水性。图6A所示为涂有本涂层的玻璃在摩擦试验前后，在50g 2000次循环、100g 2000次循环、100g 10000次循环和200g 10000次循环中的水接触角值的10CN112608679A说　明　书7/7页结果。结果表明，经过摩擦试验后，涂层玻璃的水接触角均在90°以上。在图6B中，在120小时、240小时、360小时和480小时等不同时间持续时间的紫外线暴露试验后，测量涂覆了本纳米涂层的玻璃的水接触角值的变化。结果显示，涂覆本纳米涂层的玻璃的水接触角保持在90°以上，表明该纳米涂层在紫外线照射480小时以上仍具有疏水性。[0048]对于本领域技术人员来说显而易见的是，除了已经描述的那些 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 之外，在不脱离本文的发明构思的情况下还可以有许多修改方案。因此，在本公开的精神下，本发明的主题不受限制。此外，在解释本公开时，所有术语应以与上下文一致的尽可能广泛的方式解释。特别地，术语“包括”、“包含”应当被解释为以非排他的方式指代要素、组件或步骤，表明所提及的要素、组件或步骤可以与未明确提及的其他要素、组件或步骤一起存在、或利用或组合。11CN112608679A说　明　书　附　图1/7页图112CN112608679A说　明　书　附　图2/7页图213CN112608679A说　明　书　附　图3/7页图3A图3B14CN112608679A说　明　书　附　图4/7页图3C图4A图4B15CN112608679A说　明　书　附　图5/7页图4C图5A16CN112608679A说　明　书　附　图6/7页图5B图6A17CN112608679A说　明　书　附　图7/7页图6B18