耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及涂層技術(shù)領域，特別涉及一種可用于車窗玻璃的耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔貼膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

汽車在雨天行駛中車窗玻璃容易受到雨水的影響，從而影響駕駛員在行駛過程中對路況做出正確的判斷，由此引發(fā)交通事故甚至造成人員傷亡。前車窗玻璃可以通過雨刷來解決問題，但測窗玻璃和大部分后車窗只能借助于疏水型玻璃或玻璃膜來解決。然而，由于側(cè)窗玻璃經(jīng)常升降在其密封膠條處承受嚴重的表面磨損，迄今尚無良好耐磨性的玻璃或玻璃膜可用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜及其制備方法，以解決上述技術(shù)問題。本發(fā)明貼膜包含透明柔性有機基膜、透明納米粗糙膜、微米顆粒凸起。該貼膜在傳統(tǒng)車窗玻璃貼膜基礎上進一步增加了超疏水、自清潔、耐磨損和腐蝕的特性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜，包括依次設置的透明柔性有機基膜、微米顆粒層和透明納米粗糙膜。

進一步的，所述的透明柔性有機基膜為有機高分子材料的玻璃貼膜。

進一步的，所述的透明柔性有機基膜，是有機高分子材料的貼膜材料基礎上復合了隔熱、隔紫外線、單向隱蔽中的一種或幾種特性的貼膜。

進一步的，所述的透明納米粗糙膜，表面起伏平均不超過200nm、厚度不超過5μm；透明納米粗糙膜的材料為氧化硅、氧化釔、氧化鈦或氧化鋅中的一種或幾種。

進一步的，微米顆粒層為平均高度不超過15μm的表面分布的微米顆粒；微米顆粒層中顆粒材料為氧化硅、氧化鋯、氧化釔、氧化鈦、氧化鋅、氮化硅、碳化硅、氮化鈦或碳化鈦中的一種或幾種。

進一步的，所述耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的透光率不低于85％，疏水接觸角不低于165°。

進一步的，透明納米粗糙膜與透明柔性有機基膜之間設有一層底層納米粗糙膜；底層納米粗糙膜表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.5～3μm；底層納米粗糙膜的材料為氧化硅、氧化釔、氧化鈦或氧化鋅中的一種或幾種。

耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)貼膜表面預處理：去除透明柔性有機基膜表面附著或吸附的污漬；

(2)采用真空冷噴涂或真空噴射沉降的方式在透明柔性有機基膜表面制備一層微米顆粒；

(3)在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在透明柔性有機基膜表面沉積制備一層透明納米粗糙膜，團簇是指原子個數(shù)不少于3不多于200的原子聚集體。

進一步的，步驟(1)中還采用等離子體表面活化方法使有機膜表面分子產(chǎn)生懸鍵。

進一步的，步驟(2)中制備微米顆粒前，先在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在步驟(1)預處理后的透明柔性有機基膜表面沉積制備一層底層納米粗糙膜；微米顆粒沉積在底層納米粗糙膜上；透明納米粗糙膜沉積在微米顆粒和底層納米粗糙膜上。

進一步的，所述真空噴射沉降，是在腔室內(nèi)將微米顆粒噴射分散經(jīng)自然沉降后落在底層納米粗糙膜表面；或者，是在腔室內(nèi)將帶電的微米顆粒噴射分散經(jīng)重力自然沉降后落在底層納米粗糙膜表面；或者，是在腔室內(nèi)將帶電的微米顆粒噴射分散經(jīng)在其沉降路徑上設置的電場作用下加速后碰撞在底層納米粗糙膜表面。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明公開一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜及其制備方法，通過團簇沉積和真空冷噴涂或真空噴射霧沉降混合的方法，制備出包含透明柔性有機基膜、透明納米粗糙膜、微米顆粒凸起的耐磨、耐腐蝕超疏水自清潔涂層。本發(fā)明所涉及的貼膜，首先保證了良好的透明性；其次，基于納米粗糙膜和微米顆粒凸起的配合，實現(xiàn)了良好的超疏水自清潔作用；再次，微米顆粒與納米粗糙膜之間或基地之間結(jié)合牢固，具有耐磨損特性；最后，選用耐腐蝕的非金屬材料制備作為貼膜膜層材料，實現(xiàn)了優(yōu)異的抗腐蝕性能?？傊?，在滿足涂層透光率不低于85％的前提下實現(xiàn)疏水接觸角不低于165°的超疏水涂層，同時具有耐磨、耐腐蝕的性能，顯著提高了汽車貼膜使用性能。

附圖說明

圖1為三步驟制備方法沉積示意圖；

圖2為三步驟制備方法結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為四步驟制備方法沉積示意圖；

圖4為四步驟制備方法結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下是發(fā)明人給出的具體實施例，需要說明的是，這些實施例是本發(fā)明較優(yōu)的例子，用于本領域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。

實施例1：

一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的制備方法，包含以下步驟：

對透明柔性有機基膜1表面預處理，去除表面附著或吸附的污漬，進一步采用等離子體表面活化方法使透明柔性有機基膜1表面分子產(chǎn)生懸鍵，以利于后續(xù)膜結(jié)合。然后，采用粒徑為1～3μm的氧化鋯粉末，通過真空冷噴涂的方式在透明柔性有機基膜1上制備一層微米顆粒層2。然后，采用粒氧化硅在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在貼膜表面沉積制備一層表層納米粗糙膜3，該團簇是指原子個數(shù)不少于3不多于200的原子聚集體，團簇沉積時借助于其巨大的表面能與沉積基體形成牢固結(jié)合。表層納米粗糙膜3為表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.2～0.5μm。整個涂層沉積過程如圖1所示，最終得到如圖2所示的貼膜結(jié)構(gòu)，所制備貼膜實現(xiàn)了保證不低于85％的透光率前提下，具備疏水接觸角不低于165°的超疏水性能，同時具有耐磨、耐腐蝕的性能。

實施例2：

一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的制備方法，包含以下步驟：

對透明柔性有機基膜1表面預處理，去除表面附著或吸附的污漬，以利于后續(xù)膜結(jié)合。采用粒徑為2～5μm的氧化釔粉末，通過真空噴射沉降的方式，在腔室內(nèi)將帶電的微米顆粒噴射分散經(jīng)重力自然沉降后落在透明柔性有機基膜，顆粒接觸透明柔性有機基膜的時刻與表面發(fā)生放電使微米顆粒牢固結(jié)合在表面，形成微米顆粒層2。采用氧化鈦在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在貼膜表面沉積制備一層表層納米粗糙膜3，該團簇是指原子個數(shù)不少于3不多于200的原子聚集體，團簇沉積時借助于其巨大的表面能與沉積基體形成牢固結(jié)合。表層納米粗糙膜3為表面起伏平均不超過150nm、厚度為0.3～1μm的粗糙表面的薄膜。最終得到如圖2所示的貼膜結(jié)構(gòu)，所制備貼膜實現(xiàn)了保證不低于85％的透光率前提下，具備疏水接觸角不低于160°的超疏水性能，同時具有耐磨、耐腐蝕的性能。

實施例3：

一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的制備方法，包含以下步驟：

對透明柔性有機基膜1表面預處理，去除表面附著或吸附的污漬，進一步采用等離子體表面活化方法使有機膜表面分子產(chǎn)生懸鍵，以利于后續(xù)納米粗糙膜結(jié)合。采用氧化釔在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在透明柔性有機基膜1表面沉積制備一層底層納米粗糙膜4，團簇沉積時借助于其巨大的表面能與沉積基體形成牢固結(jié)合。底層納米粗糙膜4為表面起伏平均不超過100nm、厚度為0.5～3μm的粗糙表面的薄膜。然后，采用粒徑為1～3μm的碳化硅粉末，通過真空冷噴涂的方式制備一層微米顆粒層2。然后，采用氧化釔再通過團簇沉積的方式繼續(xù)沉積形成表層納米粗糙膜3，同時，沉積在微米顆粒與底層納米粗糙膜4界面附近的材料將微米顆粒與底層納米粗糙膜4之間的界面強化。表層納米粗糙膜3為表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.2～1.5μm的粗糙表面的薄膜。整個涂層沉積過程如圖3所示，最終得到如圖4所示的貼膜結(jié)構(gòu)，所制備貼膜實現(xiàn)了保證不低于85％的透光率前提下，具備疏水接觸角不低于165°的超疏水性能，同時具有耐磨、耐腐蝕的性能。

實施例4：

一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的制備方法，包含以下步驟：

對透明柔性有機基膜1表面預處理，去除表面附著或吸附的污漬，以利于后續(xù)納米粗糙膜結(jié)合。采用氧化硅在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在貼膜表面沉積制備一層底層納米粗糙膜4，團簇沉積時借助于其巨大的表面能與沉積基體形成牢固結(jié)合。底層納米粗糙膜4為表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.5～3μm的粗糙表面的薄膜。然后，采用粒徑為1～3μm的氮化硅粉末，通過真空噴射沉降的方式，在腔室內(nèi)將帶電的微米顆粒噴射分散經(jīng)在其沉降路徑上設置的電場作用下加速后碰撞在底層納米粗糙膜4表面，顆粒接觸底層納米粗糙膜4表面的時刻與表面發(fā)生放電使微米顆粒牢固結(jié)合在表面，形成一層微米顆粒層2。然后，采用氧化硅再通過團簇沉積的方式繼續(xù)沉積形成表層納米粗糙膜3，同時，沉積在微米顆粒與底層納米粗糙膜4界面附近的材料將微米顆粒與底層納米粗糙膜4之間的界面強化。表層層納米粗糙膜3為表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.5～3μm的粗糙表面的薄膜。最終得到如圖4所示的貼膜結(jié)構(gòu)，所制備貼膜實現(xiàn)了保證不低于85％的透光率前提下，具備疏水接觸角不低于165°的超疏水性能，同時具有耐磨、耐腐蝕的性能。

實施例5：

一種耐磨耐腐蝕的超疏水自清潔車窗玻璃貼膜的制備方法，包含以下步驟：

對透明柔性有機基膜1表面預處理，去除表面附著或吸附的污漬，進一步采用等離子體表面活化方法使有機膜表面分子產(chǎn)生懸鍵，以利于后續(xù)納米粗糙膜結(jié)合。采用氧化鈦在壓力為10^-5～10⁴Pa的腔室內(nèi)通過團簇沉積的方式，在透明柔性有機基膜1表面沉積制備一層底層納米粗糙膜4，團簇沉積時借助于其巨大的表面能與沉積基體形成牢固結(jié)合。底層納米粗糙膜4表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.5～3μm的粗糙表面的薄膜。然后，采用粒徑為1～3μm的氧化釔粉末，通過真空噴射沉降的方式，在腔室內(nèi)將帶電的微米顆粒噴射分散經(jīng)重力自然沉降后落在底層納米粗糙膜4表面，顆粒接觸底層納米粗糙膜4表面的時刻與表面發(fā)生放電使微米顆粒牢固結(jié)合在表面，形成一層微米顆粒層2。然后，采用氮化鈦再通過團簇沉積的方式繼續(xù)沉積形成表層納米粗糙膜3，同時，沉積在微米顆粒與底層納米粗糙膜4界面附近的材料將微米顆粒與底層納米粗糙膜4之間的界面強化。表層納米粗糙膜3為表面起伏平均不超過200nm、厚度為0.3～1μm的粗糙表面的薄膜。最終得到如圖4所示的貼膜結(jié)構(gòu)，所制備貼膜實現(xiàn)了保證不低于85％的透光率前提下，具備疏水接觸角不低于165°的超疏水性能，同時具有耐磨、耐腐蝕的性能。