纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃及其制备方法【技术领域】,特别是涉及一种纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃及其制备方法。[0002]CXD监控摄像镜头常年在户外工作，温度变化范围达到_50°C?_40°C，相对湿度变化范围达到20%?100%。由于湿度和气温的变化，镜头表面容易冷凝结雾，同时由于户外空气的不清洁，在镜头表面沉积灰尘颗粒，影响CCD镜头的成像清晰度。严重情况下，在气温变化的结雾情况，甚至完全不能监控。在户外条件下，如此大量的CXD镜头，频繁用人工来擦除镜头保护玻璃的尘埃和污物，显然不现实，成本高、工作量大，还有一定的危险性。因此，为减少人工擦拭次数，消除结雾天气CCD监控不佳的情况，有必要提出一种纳米自清洁和防雾功能的CCD监控镜头保护玻璃。[0003]现有技术中申请号为201210042082.7的专利申请揭示了一种超亲水自清洁防雾的减反增透涂层及其制备方法，其表面具有与自然界中的荷叶表面相似的结构，并且由纳米粒子组装而成，或者在玻璃表面涂覆各种功能的涂层起到防雾功能。然而现有技术中的减反增透涂层虽然具有超亲水防雾功能，但其性能稳定性不高，且工艺复杂，制作成本高。[0004]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃及其制备方法。
[0005]有鉴于此，为了解决所述现有技术中的问题，本发明提供了一种纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃及其制备方法。[0006]为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下:
[0007]—种纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃，所述保护玻璃从上向下依次包括第一纳米结构层、透明光学玻璃层、树脂层及第二纳米结构层，所述第一纳米结构层和第二纳米结构层为阵列纳米结构，材质为具有疏水特性的树脂，所述树脂层中形成有网格沟槽，沟槽中形成有金属网格，树脂层的边缘周围设有与金属网格电性导通的金属线，金属网格通过金属线与外电路电性连接。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述第一纳米结构层和第二纳米结构层上的阵列纳米结构为随机分布的凸状纳米结构，纳米结构尺度范围为70nm?200nm，纳米结构高度为IOOnm ?500nm。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述阵列纳米结构为阵列蛾眼纳米结构或阵列荷叶纳米结构。
[0010]作为本发明的进一步改进,所述树脂层的厚度为IOum?lOOum。
[0011]作为本发明的进一步改进，所述沟槽的线宽为2um?50um,深度为2um?50um。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述金属网格的线宽为2um?50.，金属网格的平均宽度为 20um-500um。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述金属线的线宽为50um?2mm。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述金属线与外电路相连后金属网格的温度为20°C?60。。。
[0015]相应地，一种纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃的制备方法，所述方法包括:
[0016]S1、在透明光学玻璃层上下表面分别涂布偶联剂；
[0017]S2、在透明光学玻璃层上表面用含有阵列纳米结构的模具通过UV压印固化的方式，将模具表面的阵列纳米结构转移复制到透明光学玻璃层上表面上，形成第一纳米结构层；
[0018]S3、在透明光学玻璃层下表面用含有网格结构的凸型模具通过UV压印固化的方式，将网格结构复制到透明光学玻璃层下表面上，形成具有网格沟槽的树脂层，在网格沟槽填充金属导电浆料，通过低温烧结形成金属网格，并在树脂层边缘周围形成与金属网格电性导通的金属线；
[0019]S4、在树脂层的表面上用含有阵列纳米结构的模具通过UV压印固化的方式，将模具表面的阵列纳米结构转移复制到透明光学玻璃层上表面上，形成第二纳米结构层。
[0020]本发明采用纳米压印的方法，可以高效复制纳米结构，性能稳定性高、成本低，突出地利用了金属网格加热实现防雾功能。



[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本发明中保护玻璃的侧视结构示意图；
[0023]图2为本发明一具体实施例中金属网格的结构示意图。

[0024]以下将结合附图所示的对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0025]本发明公开了一种纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃，参图1、图2所示，该保护玻璃从上向下依次包括第一纳米结构层10、透明光学玻璃层20、树脂层30及第二纳米结构层40，其中，第一纳米结构层10和第二纳米结构层20为阵列纳米结构，材质为具有疏水特性的树脂；树脂层30中形成有网格沟槽31，沟槽31中形成有金属网格50，树脂层30的边缘周围设有与金属网格50电性导通的金属线51，金属网格50通过金属线51与外电路(未图示)电性连接。
[0026]以下对本发明中各层作具体说明。
[0027]第一层为第一纳米结构层10，为阵列纳米结构，阵列纳米结构为随机分布的凸状纳米结构，材质为具有疏水特性的树脂。优选地，纳米结构尺度范围为70nm?200nm,纳米结构高度为IOOnm?500nm。
[0028]本发明中的阵列纳米结构为阵列蛾眼纳米结构或阵列荷叶纳米结构，这种纳米结构具有超疏水特性，水滴在纳米结构上的表面张角达到120-150°，因此，表面不易受到污染，具有自清洁的作用。
[0029]第二层为透明光学玻璃层20，如普通CXD监控摄像镜头上的玻璃等。
[0030]第三层为树脂层30，位于透明光学玻璃层30的下表面，优选地，树脂层的厚度为IOum ?lOOum。
[0031]树脂层30中形成有网格沟槽31，沟槽31可以为几何规则形状或者非规则随机分布。优选地，沟槽的线宽为2um?50um,深度为2um?50um。沟槽31中形成有金属网格50，优选地，金属网格的线宽为2um?50um，金属网格的平均宽度为20um_500um。如参图2所示，本发明的一优选实施例中，沟槽和金属网格呈蜂窝结构，在其他实施例中也可以为梳妆结构等规则或不规则形状。
[0032]树脂层30的边缘周围还设有与金属网格50电性导通的金属线51，金属网格50通过金属线51与外电路电性连接。优选地，金属线的线宽为50um?2mm。
[0033]当金属线两端通过低压电流时，金属网格发热，控制温度达到20-60°C，由于金属网格极细，在可见光区具有95%以上的光线透过，不影响光学镜头的成像品质，通电后金属网格的作用就是电热丝，发热时可以起到主动防雾功能。
[0034]第四层为第二纳米结构层40，第二纳米结构层40与第一纳米结构层10完全相同，在此不再进行赘述。
[0035]相应地，本发明中保护玻璃的制备方法，具体包括:
[0036]S1、在透明光学玻璃层20上下表面分别涂布偶联剂，偶联剂用于增强树脂材料与玻璃的粘接力；
[0037]S2、在透明光学玻璃层20上表面用含有阵列纳米结构的模具通过UV压印固化的方式，将模具表面的阵列纳米结构转移复制到透明光学玻璃层上表面上，形成第一纳米结构层10。其中模具材料可以为柔性PDMS、或金属镍片、或PET薄膜；
[0038]S3、在透明光学玻璃层20下表面用含有网格结构的凸型模具通过UV压印固化的方式，将网格结构复制到透明光学玻璃层下表面上，形成具有网格沟槽31的树脂层30，沟槽线宽2um?50um、深度2um?50um。在网格沟槽填充金属导电衆料,通过低温烧结形成金属网格50，并在树脂层边缘周围形成与金属网格电性导通的金属线51，金属线线宽50um?2mm ；
[0039]S4、在树脂层30的表面上用含有阵列纳米结构的模具通过UV压印固化的方式，将模具表面的阵列纳米结构转移复制到透明光学玻璃层上表面上，形成第二纳米结构层40。
[0040]本发明中保护玻璃当两端金属线通电后，金属网格也有电流通过而发热，可使玻璃表面的温度达到高于常温(比如20°C?60°C )，防止玻璃表面的冷凝结雾。
[0041]本发明一优选实施方式中，当控制金属网格线宽2um，可见光和红外光的透过率可由现有技术中的92 %提高到98.5 %，树脂材料选择合适UV加硬树脂，表面疏水结构材料的硬度达到3H?5H，可防止玻璃表面刮伤。
[0042]综上所述，本发明纳米自清洁和主动防雾功能的保护玻璃及其制备方法采用纳米压印的方法，可以高效复制纳米结构，性能稳定性高、成本低，突出地利用了金属网格加热实现防雾功能。
[0043]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0044]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。