有机硅微纳米结构制备增透易清洁涂层文献综述
2020-06-09 22:40:33
文 献 综 述 1.引言 光学仪器镜头在使用过程中很容易被污染,例如摄影摄像时暴露在大气中的镜头易沾上人的指纹以及水滴,污染痕迹很难彻底清除;医疗中临床上使用的内窥镜,很容易被污染影响医生作业在军用上,光学镜头作为暴露在大气中的窗口,更应具备承受雨雪等各种恶劣天气环境的能力和提高表面的抗污染能力。
含氟辛基硅烷系列有机材料对于改善光学玻璃表面的抗油污、憎水以及防划伤性能有着优异的效果.在工业生产中制备材料大部分是采用溶胶凝胶工艺生产的,但是对于有着特殊光谱性能要求的光学元件来说,这种方法并不适用。
一方面溶胶凝胶工艺会对原有的膜层产生破坏,影响光谱性能;另一方面形成的涂层不够均匀,膜层较厚.用真空镀膜的方法来沉积这种有机材料,则可以得到较均匀的膜层,对防油污制备技术的发展有着重要意义.根据增透原理和膜层结构 ,增透膜可分为单层、多层和折射率渐变型三种。
单层增透膜增透范围窄,但制备简单 ;多层和折射率渐变增透膜增透范围宽,但制备过程复杂 ,成本高。
单层增透膜的关键在于降低薄膜折射率,有效的方法是在光学膜中引入纳米孔,例如可以采用选择性溶解、刻蚀法、溶胶-凝胶法等, 但这些方法复杂耗时, 或需要额外的步骤生成孔洞 。
近年来开始采用纳米粒子制备增透膜 ,由于纳米粒子之间会形成大量纳米尺度的孔隙 ,因此所制备的纳米粒子膜不需要后处理。
目前沉积纳米粒子增透膜的方法有静电吸引、弯月面法等 , 然而这些已报道的方法复杂 、成本高,且粒子膜的孔隙率可调性差。
中科赛纳玻璃技术有限公司据此开发出了高透低反射纳米自清洁TiO2涂层材料,常温条件下在玻璃表面应用直接涂覆的加工工艺,可形成超双亲纳米TiO2 薄膜,水滴在其表面完全铺展,形成均匀水膜,粘附于基材表面的灰尘等污染物被水或其它溶剂冲刷后即自然干净,从而达到良好的自清洁效果。
以正硅酸四乙酯为前驱体通过酸性水解法制备纳米二氧化硅溶胶,加入PVP、PEG、PPG等高分子作为模板,在玻璃基底上提拉成膜,高温除去模板后,增加表面的光透过率,再通过等离子体引发含氟丙烯酸树脂在涂层表面上聚合增加表面疏水疏油性能,以实现表面易清洁的功能。
得到的疏水疏油增透涂层,耐久性提高,环境抵抗力增强,透光率提高,在保持表面增透的基础上提高疏水疏油效果。