專利名稱：易于清潔的涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及-種通過(guò)用疏水材料進(jìn)行表面涂覆而制造具有易清潔表面的產(chǎn)品的方法，以及用此方法獲得的產(chǎn)品。
給物品配備防污物質(zhì)是眾所周知的。例如，借助聚硅氧烷來(lái)處理玻璃、玻璃陶瓷、釉質(zhì)或石材的表面以使其具有防污和防水性是公知的。通常優(yōu)選的是，通過(guò)涂覆一種液體組合物使欲處理的物品表面變得疏水。因此，通常會(huì)使用大量的化學(xué)試劑，特別是使用硅油和/或氟硅烷。這樣處理的表面表現(xiàn)出難濕潤(rùn)性，水會(huì)從其上滾落。污物僅僅輕微地附著在處理的表面上，因此易于清除。這些在露天使用時(shí)產(chǎn)生了好的影響，例如在屋頂窗和/或屋頂玻璃以及溫室等方面，通過(guò)雨水的滾落帶走了堆積的污物從而得到了清理。基于此方法，使不用額外清潔的窗戶能顯現(xiàn)持久的潔凈。
然而這樣的方法會(huì)帶來(lái)缺點(diǎn)，涂抹的化學(xué)試劑僅能與直接在物質(zhì)材料表面可用的OH-基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，并會(huì)牢固地交聯(lián)。由于沒(méi)有相應(yīng)的預(yù)處理，例如氫/氧等離子體，在物品表面特別是玻璃表面上不存在足夠的活性O(shè)H-基團(tuán)，借助所述方法僅能夠制出一個(gè)很薄的、大體上是單分子的疏水層，其在使用時(shí)，特別是在有機(jī)械負(fù)荷時(shí)，例如在清潔和/或被風(fēng)和粉塵磨蝕時(shí)，其磨損得很快，所以喪失了所希望的自凈化性能。
因此已經(jīng)嘗試提高這種涂層的耐久性。EP-A-0658525公開(kāi)了一種防水多層薄膜的制備方法。其中制備三個(gè)不同的溶膠溶液、混合并涂抹在玻璃基底上，并在玻璃表面產(chǎn)生了凝膠薄層。然后通過(guò)加熱制造出一個(gè)金屬氧化物表面層。如前所述，在所述金屬氧化物層上涂覆氟烷基硅烷層。
JP-A-11092175中公開(kāi)了一種方法，其中在直徑為100nm的細(xì)顆粒表面上固著了包含氟烴鏈的甲氧基硅烷或乙氧基硅烷化合物。然后將如此改性的顆粒溶解在一種含水介質(zhì)中并涂抹在欲涂覆的表面上，除去溶劑，隨后烘烤殘余物。用此方法，可以獲得用疏水的細(xì)顆粒涂覆的表面。
WO99/64363中公開(kāi)了一種防水表面的制備方法，其中首先使玻璃表面粗糙，并清除所有存在于表面的金屬離子。接著用本身已知的方法將一種防水薄膜涂覆在事先處理過(guò)的表面上?？梢杂檬杷畡⑼ㄟ^(guò)表面的粗糙化所得到的粗糙溝槽添滿。
WO99/02463中公開(kāi)了一種耐刮劃涂層的制備方法，其中在表面涂抹一種具有硅樹(shù)脂類網(wǎng)狀的有機(jī)物質(zhì)。接著進(jìn)行熱處理，其溫度和時(shí)間是這樣選擇的，即涂覆的純凈的有機(jī)層在很大程度上被分解和/或被清除，在最上面的分子層中能夠產(chǎn)生一種載體材料的無(wú)機(jī)分子和涂覆物質(zhì)的有機(jī)分子的化合物。用此方法，有機(jī)物質(zhì)，例如甲基基團(tuán)，可以直接與玻璃表面的硅原子結(jié)合而形成Si-C鍵。
DE69502671T2(WO95/24053)中公開(kāi)了-種帶熒光屏的顯示裝置，其具有非吸收性覆蓋層，該層由混合的無(wú)機(jī)-有機(jī)材料與由硅氧化物和金屬氧化物組成的無(wú)機(jī)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成。其中用無(wú)機(jī)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將聚合鏈連接起來(lái)并構(gòu)成了混合的無(wú)機(jī)-有機(jī)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。然而卻顯示出，在此涂層中的有機(jī)成分，特別是疏水有機(jī)成分，如氟烷基，不是均一地嵌入此涂層中，而是基本上堆積在載體層所阻隔的表面上?；诖?，所述疏水外層相應(yīng)地也容易擦掉。
所有這些方法所產(chǎn)生的疏水的以及可能防污的特性，在使用時(shí)表現(xiàn)出不足的耐久性并且特別地在機(jī)械載荷下會(huì)很快失效。
因此，本發(fā)明的目的是，提供一種易于保養(yǎng)的物品，其易于保養(yǎng)的和防污的表面涂層可以保持耐久性，在應(yīng)力下，其也具有耐磨性，從而使物品或產(chǎn)品長(zhǎng)久保持有前述易于保養(yǎng)的特性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種用于光學(xué)元件的這種表面涂層，其中元件的光學(xué)特性不會(huì)改變或者無(wú)顯著改變。
本發(fā)明的這些目的由權(quán)利要求所限定的方法以及所得到的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。
已發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明，可以如下在產(chǎn)品上獲得一個(gè)在橫截面上有性能均一的均勻的、有抵抗能力的涂層或薄層在其表面上形成一個(gè)涂層，此層包括薄的金屬氧化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或金屬氧化物基體，其中包含了在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中均勻分布的疏水物質(zhì)。此層通常是由一種相連接的平面狀展開(kāi)的金屬氧化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成的均勻?qū)?。本發(fā)明的金屬氧化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可能是敞開(kāi)的或閉合的孔。
本發(fā)明的金屬氧化物層可以通過(guò)對(duì)涂覆的凝膠層進(jìn)行熱處理而得到，并作為牢固薄層或涂層而保留在產(chǎn)品上。疏水物質(zhì)均勻地分布在本發(fā)明的涂層中，也就是說(shuō)，疏水物質(zhì)以均勻的濃度存在于從涂層與載體材料粘接的一側(cè)到涂層的外表面的整個(gè)橫截面上，并且不只是或者不主要聚集在外層表面。用此方法，在表面摩擦的情況下，表面層仍然保留了本發(fā)明所期望的特性。
本發(fā)明所使用的凝膠特別地是金屬氧化物凝膠，其可以通過(guò)溶膠-凝膠方法而制造。由此在欲涂覆的物品或產(chǎn)品的涂覆期間就地形成此凝膠，由此在欲涂覆的物品表面上產(chǎn)生了均勻連續(xù)的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的金屬氧化物是SiO2、Al2O3、Fe2O3、In2O3、SnO2、ZrO2、B2O4和/或TiO2。優(yōu)選的凝膠是水凝膠、醇凝膠(Alkogele)、干凝膠和/或氣凝膠。根據(jù)本發(fā)明所述的疏水的，也可能是疏油的物質(zhì)，是在凝膠形成之前或形成期間加入溶膠混合物中，這樣，使疏水物質(zhì)均勻地分布在形成的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的整個(gè)體積中，并且通過(guò)縮聚反應(yīng)，如它的硅烷醇基團(tuán)，而產(chǎn)生化學(xué)連接。用此方法，就可能對(duì)這樣處理的表面賦予特別耐磨和耐久的防污特性。
用溶膠-凝膠方法來(lái)制造凝膠層的一般方法是本身公知的并被多次描述過(guò)。通常這樣來(lái)實(shí)施，即在溶液中，優(yōu)選含水的和/或醇的溶液中，用無(wú)機(jī)金屬鹽或金屬有機(jī)化合物，如金屬醇鹽，通過(guò)水解而產(chǎn)生聚合反應(yīng)，其中形成膠體懸浮液，即溶膠。通過(guò)進(jìn)一步水解，由溶膠形成了相連接的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝膠優(yōu)選直接在涂覆期間形成。優(yōu)選通過(guò)加熱加速整個(gè)凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的最終形成。一般對(duì)此的溫度是0℃到200℃，優(yōu)選是20℃到200℃，更優(yōu)選是室溫到170℃，其中150℃是最優(yōu)選的。通過(guò)水解條件的選擇而盡可能地使其密實(shí)，也就是說(shuō)，形成或多或少無(wú)孔或者僅有最微小孔的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。金屬醇鹽優(yōu)選為C1～C4-金屬醇鹽，其中金屬甲醇鹽和金屬乙醇鹽是特別優(yōu)選的。金屬鹽中，金屬硝酸鹽是優(yōu)選的。在溶膠形成時(shí)的水解是通過(guò)過(guò)量的蒸餾水引起的，通過(guò)在環(huán)境溫度下或者可能地在較高溫度下靜置長(zhǎng)的一段時(shí)間，例如兩天到四天，可以制得溶膠。
一般地適合作為疏水物質(zhì)的是可以摻入(einlagem)到形成的凝膠中的所有的疏水物質(zhì)。對(duì)于本發(fā)明的方法優(yōu)選使用這樣的疏水物質(zhì)，即其可以在形成凝膠的溶膠溶液中盡可能地均勻分布。因此，本發(fā)明的方法中使用的疏水物質(zhì)優(yōu)選本身是微溶于水的或者能夠借助增溶劑或通過(guò)水解而成為水溶性的。在另-優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明所使用的疏油物質(zhì)中具有化學(xué)改性，以調(diào)節(jié)其水溶性。所述化學(xué)改性是水溶性的基團(tuán)，如氨基或酸基。對(duì)此的實(shí)例是天然或合成的油和/或長(zhǎng)鏈脂肪酸，特別是具有至少6個(gè)C-原子鏈的脂肪酸，優(yōu)選至少10個(gè)C-原子。然而更優(yōu)選的疏水疏油物質(zhì)是硅樹(shù)脂和硅烷、硅氧烷、硅油、硅脂(silikonfette)。本發(fā)明所使用的硅化合物可以是直鏈的或支鏈的，或者如果需要也包括環(huán)狀硅烷基團(tuán)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，其包括調(diào)節(jié)水溶性的官能團(tuán)，如氨基，它的氫原子是取代或未取代的。
本發(fā)明中所使用的疏水物質(zhì)優(yōu)選為含氟的，并且具有至少5％，優(yōu)選至少10％的氟原子(基于燒結(jié)后已填充的疏水物質(zhì)的原子總數(shù))。然而更優(yōu)選具有至少20％的氟原子，至少30％是最優(yōu)選的。雖然這表明，通過(guò)在就地制備過(guò)程中本發(fā)明所述疏水物質(zhì)的填充，使防污的表層涂料具有耐久性，卻優(yōu)選借助活性基團(tuán)，特別是借助活性硅烷醇基團(tuán)，將疏水物質(zhì)與溶膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)化學(xué)連接。特別合適的是帶有甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或異氰酸根基的疏水材料以及氯代硅烷。
本發(fā)明所述方法中優(yōu)選的硅烷具有下述通式(CFxHy)-(CFaHb)n-(CFa’Hb’)m-Si-(OR)3其中x和y相互獨(dú)立地為0、1、2或3，并且x+y＝3，a、a’和b、b’相互獨(dú)立地為0、1或2，并且a+b＝2以及a’+b’＝2，n和m相互獨(dú)立地代表0到20的整數(shù)，之和最大為30，R是直鏈的、支鏈的、飽和的或不飽和(任選具有雜原子)的C1-到C8-烷基。優(yōu)選烷基是甲基、乙基和丙基，以及它們的氨基衍生物。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選這樣的硅烷，其具有可以提高或調(diào)節(jié)硅烷的水溶性的雜原子或包含雜原子的官能團(tuán)。所述雜原子和/或官能團(tuán)被嵌入烷基碳鏈和/或氟烷基碳鏈的骨架中和/或作為取代基存在。按照本發(fā)明特別優(yōu)選的是氨基烷基和/或氨基氟烷基。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，x＝3和y＝0，因此上述通式具有CF3-的端基。在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，a＝2和a’＝0，因此產(chǎn)生了CF2-和CH2-嵌段。很明顯在該鏈中能夠存在2個(gè)以上的嵌段，CF2-和CH2-嵌段交替出現(xiàn)。不過(guò)優(yōu)選將氟化嵌段盡可能安置在末端的Si-原子上。優(yōu)選n值為1-10，更優(yōu)選為1-8，以及優(yōu)選m值為0-10，更優(yōu)選為0-8。待涂覆的凝膠溶液中，疏水物質(zhì)和凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的重量比優(yōu)選為0.01∶1到1∶1，優(yōu)選為0.05∶1至0.2∶1。
本發(fā)明所述由凝膠和疏水物質(zhì)組成的混合物用一般的涂覆方法來(lái)涂覆，優(yōu)選噴涂和浸漬的方法。通過(guò)對(duì)粘度和使欲涂覆的物品從浸漬液中牽引出來(lái)的牽引速率的調(diào)節(jié)，來(lái)調(diào)節(jié)涂層的厚度。因此，在一個(gè)特別的實(shí)施方式中，涂料混合物還包括粘度調(diào)節(jié)劑，如PVP、PVA和PEO。本發(fā)明優(yōu)選可制造的層厚為0.5nm到1μm之間，優(yōu)選層厚＜200nm。涂覆后，優(yōu)選在室溫下將涂層干燥至少1分鐘，優(yōu)選至少3分鐘，緊接著在較高溫度下硬化，其中任選所添加的物質(zhì)，如粘度調(diào)節(jié)劑，會(huì)熱解或燃燒。干燥時(shí)間取決于產(chǎn)生的層厚度、實(shí)際溫度以及溶劑的蒸氣壓力，并且優(yōu)選至少為1分鐘，特別優(yōu)選為至少3分鐘。一般的干燥時(shí)間為4-6分鐘。涂層的燒結(jié)和硬化適合在150℃-400℃的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選為250℃-380℃。硬化持續(xù)時(shí)間一般最大為1小時(shí)，優(yōu)選最多為45分鐘，更優(yōu)選最多為30分鐘。
通過(guò)控制水解程度，可以調(diào)整涂覆溶液的粘度，特別是浸漬液粘度，恰好至可牽引的值。用此方法，在已知粘度和已知牽引速率下，可以精確地再現(xiàn)在每種情況下所獲得的層厚度。涂覆或浸漬溶液在使用時(shí)粘度的改變可以簡(jiǎn)單的方式，借助于稀釋溶劑，如乙醇或者按計(jì)量加入其他的能水解的溶膠-凝膠溶液達(dá)到每種情況下所期望的值。
本發(fā)明所述方法中，也可以調(diào)整載體材料上涂層的折射率。這例如可以通過(guò)不同金屬氧化物相混合而成為可能。SiO2的折射率為n＝1.45，TiO2為n＝2.3。在SiO2/TiO2系統(tǒng)中，按其組成不同，在其極值范圍內(nèi)折射數(shù)值任意可調(diào)。通過(guò)對(duì)折射率和層厚的調(diào)整，本發(fā)明所述方法也適宜于干涉涂層的制造，如對(duì)于消反射層。
在本發(fā)明特別優(yōu)選的方案中，采用適宜的措施，在熱硬化之前、之中或之后形成了具有表面微結(jié)構(gòu)的耐久性疏水層，從而涂層的疏水特性得到加強(qiáng)，并且變得易于清潔或者此層具有了消反射的作用或加強(qiáng)了消反射的作用。可以用微粒填充或壓印來(lái)實(shí)現(xiàn)這些方法。以此方式，可以獲得表面微結(jié)構(gòu)，其例如具有粒結(jié)，其將本發(fā)明所述涂覆的表面與有污漬的部分的接觸只局限于很少的接觸點(diǎn)，如在所謂的蓮花效果(Lotuseffekt)下是這種情況。用此方法，所期望的清潔效果得到進(jìn)一步提高。
原則上，用本發(fā)明所述方法可以涂覆所有任意的經(jīng)受住上述的燒結(jié)溫度的材料。對(duì)此特別包括金屬、塑料、無(wú)機(jī)礦物和石料，如大理石、花崗巖、焙燒陶土。然而特別優(yōu)選用本發(fā)明所述方法涂覆的是玻璃和玻璃陶瓷。其中優(yōu)選的玻璃品種是硼硅酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃和光學(xué)玻璃。本發(fā)明所述方法特別適于制造易于清潔的平板玻璃和特別是浮法玻璃，此外，還適宜于制造拱形玻璃、光學(xué)透鏡、玻璃管、TV-和PC-熒光屏以及附加片(Vorsatzscheiben)，還適宜于制造玻璃陶瓷制品、交通工具玻璃、上釉和/或陶瓷制品。優(yōu)選的平面玻璃是例如窗戶玻璃、鏡面玻璃、淋浴間玻璃、玻璃架子、用于太陽(yáng)能收集器的覆蓋玻璃、櫥窗玻璃、儀表配件玻璃、玻璃鍵盤、觸屏面板、顯示屏覆蓋玻璃、如用于移動(dòng)電話和便攜式電腦、用于爐灶的玻璃、如烤爐盤、玻璃烤盤或/和玻璃烘烤器具、光源覆蓋玻璃，以及用于冰箱和家具的玻璃。拱形玻璃優(yōu)選是例如探照燈和汽車前燈玻璃、光源覆蓋玻璃、鐘表玻璃或/和衛(wèi)生玻璃。玻璃透鏡例如是眼鏡玻璃、光學(xué)儀器上的目鏡和物鏡玻璃。玻璃管例如是太陽(yáng)能收集器管和污水管。交通工具玻璃例如是用于機(jī)動(dòng)車、有軌機(jī)動(dòng)車，如鐵路等、船和飛機(jī)的窗戶和儀表配件覆蓋玻璃。上釉產(chǎn)品例如是烘烤金屬板、鍋和衛(wèi)生物品如水盆、尿壺、浴缸和坐便器。陶瓷制品例如為瓷磚、瓦以及前面所述的衛(wèi)生物品。
本發(fā)明所述方法也適用于涂覆家用產(chǎn)品，如飲水玻璃制品、玻璃廚具和由玻璃陶瓷制成的烹調(diào)區(qū)，例如市售的商品名為CERAN的產(chǎn)品。對(duì)于上釉廚具的涂覆，例如平底鍋和鍋，本發(fā)明所述方法已經(jīng)證明是合適的。
用本發(fā)明所述方法還能夠形成干涉光學(xué)的包裹層，如消反射層。這樣的本發(fā)明的消反射涂層優(yōu)選形成與周圍或與空氣接界的最外層。
用下面的實(shí)施例對(duì)發(fā)明做更詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1-制備疏水改性的SiO2-浸漬溶液a)制備由13.6g四甲基正硅酸鹽(CAS681-84-5，從Degussa Frankfurt/德國(guó)以名稱DynasilTMM獲得)和13.6g 96％的乙醇組成的混合物(混合物A)，以及由3.75g蒸餾水和0.15g36％的HCl組成的混合物(混合物B)?；旌匣旌衔顰和B，并在室溫下攪拌10分鐘。之后，在攪拌條件下加入1.4g水溶性的改性的氟烷基硅氧烷(CAS64-17-5，Degussa Frankfurt/德國(guó)以商標(biāo)DynasylTMF8800獲得)和175g 96％乙醇組成的混合物。將此混合物會(huì)用作浸漬溶液。
b)與a)相似，混合物A由13.6g乙基聚硅酸酯(由從Degussa AG Frankfurtam Main/德國(guó)得到名為DynasylTM40的四乙基硅酸酯制得)和13.6g 96％的乙醇組成，混合物B由3.8g水和0.15g 36％的鹽酸組成，然后混合這兩種混合物并攪拌10分鐘。之后，在攪拌條件下加入1.4g包括氨基烷基官能取代基的水溶性的改性的氟烷基硅氧烷(CAS Nr.64-17-5，從Degussa Frankfurt/德國(guó)所得的DynasylTMF8800)和175g 99.5％的乙醇組成的混合物。
c)將由254.2g 99.5％的乙醇、77.6g水、7.2g冰醋酸和90.8g四甲基正硅酸酯(上述的DynasilTMM)組成的混合物拌勻，并靜置24小時(shí)。然后將25g這樣獲得的濃縮物和75g 99.5％的乙醇在攪拌條件下共混，之后，與由100g99.5％的乙醇和1.4g氟烷基官能的水溶性聚硅氧烷(其借助氨基烷基官能取代基成為水溶性)(CAS Nr.64-17-5，DynasylanTMF8800)組成的混合物共混攪拌，由此形成了制成的浸漬溶液。
d)向240ml乙醇中拌入88.6ml硅酸甲基酯、80ml蒸餾水和10ml冰醋酸。將所得溶液放置72小時(shí)。然后用1580ml乙醇稀釋并用37％的鹽酸2ml來(lái)阻止水解。之后，在攪拌條件下加入十三氟辛基三乙氧基硅烷(從DEGUSSA-HULS，F(xiàn)rankfurt，德國(guó)得到的Dynasylan F8261)。
根據(jù)本發(fā)明借助于單一的浸涂過(guò)程來(lái)涂覆所述涂層。接著，在室溫下干燥5分鐘并在250℃下焙燒最大30分鐘，從而硬化了硅凝膠。
實(shí)施例2 本發(fā)明所述涂層的制造和測(cè)試一個(gè)清潔的、10×20cm大小、2mm厚的由硼硅酸鹽玻璃制成的平板，在室溫下用前面實(shí)施例1中所述SiO2-浸漬液浸漬，并以速率20cm/min從溶液中牽引出來(lái)。接著將此牽引的層在室溫下干燥5分鐘，然后在爐子中以250℃(表1，層1)或300℃(表1，層2)焙燒20分鐘。經(jīng)過(guò)這樣的焙燒之后，本發(fā)明所述涂層具有120nm的厚度。通過(guò)測(cè)定與水的接觸角來(lái)完成疏水性的評(píng)定。測(cè)定是用KR_SS公司，Hamburg，的接觸角測(cè)量?jī)x“G10”進(jìn)行的。由此表明，例如新清潔的玻璃表面的接觸角為≤20度，貯藏的玻璃表面約為60度，干凈疏水的表面為≥100度。
用此方法，在本發(fā)明所述制造完成后直接在室溫下測(cè)量，其值為110度。之后，如下進(jìn)行磨刷測(cè)試在一個(gè)具有約3cm2接觸面的涂覆層上放置被水濕潤(rùn)的氈片，其總負(fù)載重量為m＝1kg，將該負(fù)載的氈片在該試樣上來(lái)回移動(dòng)。其中一個(gè)負(fù)載循環(huán)是一個(gè)來(lái)回移動(dòng)。
借助這種磨刷測(cè)試，在500次負(fù)載循環(huán)后，接觸角還有102度，在1000次負(fù)載循環(huán)后，有103度，在2000次負(fù)載循環(huán)后有100度，測(cè)量精確度為±3度。
實(shí)施例3(對(duì)比實(shí)施例)使用氟烷基硅烷的疏水性按照現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)涂覆十三氟辛基三乙氧基硅烷(DEGUSSA-H_LS的“F8262”)而制造疏水玻璃表面用一塊織物完全覆蓋氟烷基硅烷，并在200℃或250℃下固化20分鐘。在制造后直接測(cè)得水接觸角，其測(cè)量值為108度。在磨刷測(cè)試(上述)的500次負(fù)載循環(huán)后接觸角為81度，在1000次負(fù)載循環(huán)后為68度，在2000次負(fù)載循環(huán)后為67度。不同制造商的疏水化玻璃表面在相同的測(cè)驗(yàn)下獲得類似的值。
實(shí)施例4(對(duì)比實(shí)施例)使用硅油的疏水性按照現(xiàn)有技術(shù)，通過(guò)涂覆氫甲基聚硅氧烷(DOW CORNING的“Fluid 1107”)而制造疏水玻璃表面用一塊織物完全覆蓋硅油，并在180℃下固化20分鐘。在制造后直接獲得的水接觸角的測(cè)量值為102度。在磨刷測(cè)試(上述)的500次負(fù)載循環(huán)后接觸角為87度，在1000次負(fù)載循環(huán)后為71度，在2000次負(fù)載循環(huán)后為51度。不同制造商的疏水玻璃在相同的測(cè)驗(yàn)下獲得類似的值。
實(shí)施例5(對(duì)比實(shí)施例)市售疏水玻璃表面的情況市售的4種不同制造商的不同疏水玻璃經(jīng)受了實(shí)施例2中負(fù)載或磨刷測(cè)試。結(jié)果總結(jié)在表1中。
表1對(duì)不同的疏水性玻璃表面進(jìn)行n次負(fù)載循環(huán)后的水接觸角(度)
權(quán)利要求
1.通過(guò)用疏水材料涂覆表面來(lái)制備具有耐用易清潔的表面的物品的方法，其特征在于，在表面上涂覆一種混合物，該混合物包括一種可水解的、形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠以及疏水物質(zhì)。
2.權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，在涂覆之后硬化該凝膠。
3.上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，所述凝膠是水凝膠、醇凝膠、干凝膠和/或氣凝膠。
4.上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，所述凝膠由SiO2、Al2O3、Fe2O3、In2O3、SnO2、ZrO2、B2O3和/或TiO2形成。
5.上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，疏水物質(zhì)和凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)化學(xué)連接。
6.上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，使用硅烷作為疏水物質(zhì)。
7.上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，所述硅烷具有通式(CFxHy)-(CFaHb)n-(CFa’Hb’)m-Si-(OR)3其中x和y相互獨(dú)立為0、1、2或3，并x+y＝3，a、a’和b、b’相互獨(dú)立為0、1或2，并且a+b＝2以及a’+b’＝2，n和m相互獨(dú)立代表0到20的整數(shù)，并且之和最大為30，R是直鏈的、支鏈的、飽和的或不飽和的具有或不具有雜原子的C1-到C8-烷基。
8.上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法，其特征在于，制備一種在凝膠形成條件下可水解的金屬有機(jī)溶膠溶液，將疏水物質(zhì)溶解在其中并將該溶液涂覆到欲處理的表面上。
9.權(quán)利要求8所述方法，其特征在于，通過(guò)用溶液浸漬、噴涂、旋涂、輥涂、幕涂或絲網(wǎng)印刷來(lái)完成涂覆。
10.按權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)所述方法而得到的具有易清潔表面的產(chǎn)品。
11.權(quán)利要求10所述產(chǎn)品，其特征在于，該產(chǎn)品是窗戶玻璃、鏡面玻璃、淋浴間玻璃、玻璃架子、用于太陽(yáng)能收集器的覆蓋玻璃、櫥窗玻璃、儀表配件玻璃、玻璃鍵盤、觸屏面板、顯示屏覆蓋玻璃、用于爐灶的玻璃、用于冰箱和家具的玻璃、探照燈玻璃、汽車前燈玻璃、光源覆蓋玻璃、鐘表玻璃、衛(wèi)生玻璃、眼鏡玻璃、光學(xué)儀器上的目鏡和物鏡玻璃、太陽(yáng)能收集器管、污水管、TV-和PC-熒光屏、TV-和PC-附加片、用于機(jī)動(dòng)車、火車、船或飛機(jī)的窗戶玻璃和儀表配件覆蓋玻璃、烘烤金屬盤、鍋、衛(wèi)生物品、瓷磚或瓦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造具有耐用易清潔表面的產(chǎn)品的方法。其中，將一種混合物涂覆到表面上，該混合物包括一種可水解的形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠和疏水物質(zhì)。所述凝膠優(yōu)選自SiO
文檔編號(hào)G02B1/10GK1509258SQ02810136
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月18日
發(fā)明者B·梅茨, G·韋伯, M·布萊克, B 梅茨, 晨 申請(qǐng)人:肖特玻璃制造廠