本發(fā)明屬于玻璃制品加工，具體涉及一種疏油疏水玻璃制品及在灶具面板中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、疏油疏水玻璃是指玻璃表面同時(shí)擁有疏油性能和疏水性能的“雙疏”玻璃制品。因其具有不易沾染油污及易清潔的特性，廣泛用于高檔灶具面板的制造。

2、目前“雙疏”玻璃制品的制備方法普遍是通過在玻璃基體表面制備一層疏油疏水涂層，以實(shí)現(xiàn)“雙疏”效果。如在專利cn?113045212?a中即公開了采用特殊的納米級疏油疏水的涂料對玻璃表面進(jìn)行處理，所述納米級疏油疏水的涂料采用硅化試劑·sio2與2,2-三氟-1，l，2.三氯乙烷(f113)及含氟混合物制備得到。cn?103951278?a公開了一種超疏水超疏油增透玻璃表面層及其制備方法，先通過cf3/o2等離子體刻蝕玻璃本體表面來構(gòu)建亞微米粗糙結(jié)構(gòu)，然后化學(xué)鍵合一層sio2納米多孔層，通過添加致孔劑調(diào)控空間填充因子，構(gòu)建成具有懸垂結(jié)構(gòu)的雙級粗糙玻璃表面層，最后進(jìn)行氟化修飾以降低表面自由能。cn105505087?a公開了一種疏水疏油抗污玻璃基材及其生產(chǎn)方法，所述疏水疏油抗污涂層包括如下重量份的成分：全氟烴基丙烯酸乙酯70～90份、丙烯酸十八酯50～60份、甲基丙烯酸十八酯30～40份，雙十八烷基二甲基氯化銨：10～20份，聚丙二醇：30～40份，三聚磷酸鋁10-30份，磷酸鋅：20-50份，碳化硅：1-5份，聚酰胺：5～10份，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚：5～10份，表面活性劑：1～5份，去離子水300～400份。以上現(xiàn)有技術(shù)普遍是采用氟碳材料以降低其表面能達(dá)到“雙疏”效果。但氟碳材料一般是以碳?xì)滏湠橹麈?，其碳碳鍵及碳?xì)滏I易在高溫下斷裂降解，導(dǎo)致“雙疏”性能降低。同時(shí)氟碳材料與玻璃表面的結(jié)合力較弱，導(dǎo)致“雙疏”性能持久性較差。且需采用等離子體刻蝕表面處理，處理工藝較為復(fù)雜。

3、氟硅材料因其具有低表面特性及耐高溫特性可用于“雙疏”涂層制備。如專利cn118307212a公開了一種疏水疏油易潔玻璃的制備方法，由配置好的涂層組合物噴涂于玻璃表面固化而成，所述涂層組合物的組分包括26％～30％的甲基九氟丁基醚、62％～68％的乙基九氟丁基醚、2％～3％的氟改性硅烷偶聯(lián)劑、1.0％～1.2％的表面活性劑、1％～2％的流平劑以及0.2％～0.7％的基材潤濕劑。該現(xiàn)有技術(shù)雖然公開了采用氟改性硅烷偶聯(lián)劑增強(qiáng)與玻璃表面的結(jié)合力，并可采用氟硅油作為潤濕劑，但其涂層的主要成分為小分子的含氟化合物，組分之間相互作用力較弱，且高溫下易揮發(fā)或分解，導(dǎo)致“雙疏”性能持久性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種疏油疏水玻璃制品的制備方法。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的疏油疏水玻璃制品。

3、本發(fā)明的再一目的在于提供上述疏油疏水玻璃制品在灶具面板中的應(yīng)用。

4、本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

5、一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，包括如下制備步驟：

6、(1)將玻璃基材經(jīng)清洗干燥預(yù)處理后噴涂硅溶膠溶液，80～150℃烘干去除溶劑后升溫至200～400℃固化，得到sio2涂層；

7、(2)在步驟(1)的sio2涂層表面噴涂含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷溶液，80～150℃烘干后得到含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷涂層；

8、(3)在步驟(2)的聚硅氧烷涂層表面噴涂含氟聚硅氧烷預(yù)聚物溶液，90～160℃干燥固化后得到疏油疏水玻璃制品；

9、步驟(2)中所述含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷溶液通過如下方法制備得到：

10、將乙烯基硅烷偶聯(lián)劑和含氫硅油在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下混合均勻，升溫至60～90℃，加入鉑金催化劑進(jìn)行加成反應(yīng)，加成反應(yīng)完成后加入無水稀釋溶劑混勻，得到含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷溶液。

11、所述含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷溶液的制備涉及反應(yīng)路線如圖1所示。本發(fā)明所述含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷以疏水疏油、耐高溫及穩(wěn)定性好的聚硅氧烷為主鏈，并含有可與sio2進(jìn)行偶聯(lián)及與硅羥基進(jìn)行交聯(lián)的偶聯(lián)基團(tuán)，顯著提高與sio2涂層的結(jié)合力并參與后續(xù)含氟聚硅氧烷預(yù)聚物的交聯(lián)固化反應(yīng)，提高涂層的“雙疏”效果及耐久性。

12、進(jìn)一步地，步驟(1)中所述硅溶膠溶液優(yōu)選固含量為5％～20％，平均粒徑為50～500nm的硅溶膠水溶液。上述硅溶膠對玻璃基材具有良好的結(jié)合力，同時(shí)與含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷能夠進(jìn)行良好的偶聯(lián)反應(yīng)，且能構(gòu)建表面粗糙結(jié)構(gòu)。

13、進(jìn)一步地，步驟(2)中所述乙烯基硅烷偶聯(lián)劑選自乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷；所述含氫硅油選自含氫量為0.2％～1.2％(wt％)、平均分子量為2000～20000g/mol的端和/或側(cè)基含氫硅油；所述乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的加入量與含氫硅油的質(zhì)量比為0.2～1:1。

14、進(jìn)一步地，步驟(2)中所述鉑金催化劑為氯鉑酸或卡斯特催化劑(雙(1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷)鉑)。

15、進(jìn)一步地，步驟(2)中所述加成反應(yīng)的時(shí)間為2～6h。

16、進(jìn)一步地，步驟(2)中所述無水稀釋溶劑為乙醇、丙醇或異丙醇。

17、進(jìn)一步地，步驟(3)中所述含氟聚硅氧烷預(yù)聚物溶液通過如下方法制備得到：

18、將三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷(d3f)加熱至70～100℃，然后加入四甲基氫氧化銨催化劑水溶液攪拌混合進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，開環(huán)聚合反應(yīng)完成后加入稀釋溶劑，得到羥基封端的含氟聚硅氧烷預(yù)聚物溶液。

19、所述含氟聚硅氧烷預(yù)聚物溶液的制備涉及如下反應(yīng)：

20、n/3[me(cf3ch2ch2)sio]3+h2o→ho[me(cf3ch2ch2)sio]nh。

21、本發(fā)明所采用的含氟聚硅氧烷預(yù)聚物以低表面能的氟烴基為側(cè)鏈，以疏水疏油、耐高溫及穩(wěn)定性好的聚硅氧烷為主鏈，并含有可與剩余偶聯(lián)基團(tuán)進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)的硅羥基，能夠顯著提高涂層的“雙疏”效果及耐久性。

22、進(jìn)一步地，所述四甲基氫氧化銨催化劑的加入量為d3f質(zhì)量的0.02％～0.2％；所述水的加入量為d3f質(zhì)量的0.1％～0.5％。

23、進(jìn)一步地，所述稀釋溶劑為甲基異丁基酮。

24、進(jìn)一步地，步驟(3)中所述干燥固化是指先在90～120℃干燥去除溶劑并保溫固化反應(yīng)30～120min，然后升溫至120～160℃分解去除四甲基氫氧化銨催化劑。

25、一種疏油疏水玻璃制品，通過上述方法制備得到。

26、上述疏油疏水玻璃制品在灶具面板中的應(yīng)用。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

28、本發(fā)明的制備方法無需采用等離子體對玻璃表面進(jìn)行刻蝕處理，通過依次構(gòu)建的sio2涂層、含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷涂層和含氟聚硅氧烷涂層，各涂層之間通過si-o-si化學(xué)鍵鏈接，顯著提高涂層結(jié)合力。同時(shí)“雙疏”涂層以聚硅氧烷為主鏈，耐高溫及穩(wěn)定性好，“雙疏”性能持久性顯著提高。

技術(shù)特征：

1.一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述硅溶膠溶液為固含量為5％～20％，平均粒徑為50～500nm的硅溶膠水溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述乙烯基硅烷偶聯(lián)劑選自乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷；所述含氫硅油選自含氫量為0.2％～1.2％、平均分子量為2000～20000g/mol的端和/或側(cè)基含氫硅油；所述乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的加入量與含氫硅油的質(zhì)量比為0.2～1:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述鉑金催化劑為氯鉑酸或卡斯特催化劑；所述加成反應(yīng)的時(shí)間為2～6h；所述無水稀釋溶劑為乙醇、丙醇或異丙醇。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述含氟聚硅氧烷預(yù)聚物溶液通過如下方法制備得到：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，所述四甲基氫氧化銨催化劑的加入量為d3f質(zhì)量的0.02％～0.2％；所述水的加入量為d3f質(zhì)量的0.1％～0.5％。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，所述稀釋溶劑為甲基異丁基酮。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種疏油疏水玻璃制品的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述干燥固化是指先在90～120℃干燥去除溶劑并保溫固化反應(yīng)30～120min，然后升溫至120～160℃分解去除四甲基氫氧化銨催化劑。

9.一種疏油疏水玻璃制品，其特征在于，通過權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的方法制備得到。

10.權(quán)利要求9所述的一種疏油疏水玻璃制品在灶具面板中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于玻璃制品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種疏油疏水玻璃制品及在灶具面板中的應(yīng)用。所述疏油疏水玻璃制品的制備方法包括如下步驟：將玻璃基材經(jīng)清洗干燥預(yù)處理后噴涂硅溶膠溶液，80～150℃烘干去除溶劑后升溫至200～400℃固化，得到SiO<subgt;2</subgt;涂層；在SiO<subgt;2</subgt;涂層表面噴涂含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷溶液，80～150℃烘干后得到含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷涂層；在聚硅氧烷涂層表面噴涂含氟聚硅氧烷預(yù)聚物溶液，90～160℃干燥固化后得到疏油疏水玻璃制品。本發(fā)明通過依次構(gòu)建的SiO<subgt;2</subgt;涂層、含偶聯(lián)基團(tuán)的聚硅氧烷涂層和含氟聚硅氧烷涂層，所得玻璃制品具有良好的“雙疏”性能及耐高溫持久性能，可用于高端灶具面板的制造。

技術(shù)研發(fā)人員：周洪江,李南勇,周樹初,湯福建
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中山市泰源玻璃工藝制品有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2