固体表面的润湿性是由表面的化学组成和几何结构决定的。近年来,超疏水材料由于其独特的润湿性能而具有自清洁、防腐蚀、防结冰、油水分离、减阻等功能,在建筑玻璃、服装纺织、通信设施、输油管道、轮船潜艇等行业发挥重要作用,具有广阔的应用前景。但是,实际投入应用仍然存在着大量亟待解决的问题,如工艺复杂、透明性及耐磨性欠佳等,特别是在对透明性和耐磨性高要求的汽车玻璃领域,普遍存在超疏水透明膜层不耐磨的问题,超疏水汽车玻璃尚未实现应用。表面微纳米凹凸膜层与玻璃基底之间的界面结构的构效关系及其成因,由于尚未得到充分研究,构成了严重制约超疏水玻璃实际应用的技术瓶颈。因此,深入研究超疏水表面的微纳米凹凸膜层与玻璃基底的界面结构的构效关系及其成因,提高超疏水材料的机械耐磨性是现阶段研究中的热点和难点。本文的主要研究内容与结果如下:1.采用一步旋涂的方法,以正硅酸乙酯为前驱体制备而成的酸性SiO2溶胶作为粘结剂,将两种粒径异同的亲水型气相SiO2纳米颗粒与粘结剂混合均匀,在玻璃上旋涂成膜得到单层透明微纳米凹凸膜层。实验探究了 SiO2纳米颗粒与粘结剂的混合工艺(分散液浓度、粘结剂含量、热处理温度以及膜层厚度)对微纳米凹凸膜层与玻璃基底之间的界面结构、以及对膜层性能(超疏水性、透光性和耐磨性)的影响。经氟硅烷表面修饰,水接触角为150.56°,雾度为6.17%,可见光透射比为74.86%,在1 kg/cm2的荷载作用下,往复打磨200次后,水接触角为121.79°,雾度为11.36%,可见光透射比为73.92%,呈现良好的耐磨特性。结果表明,微纳米凹凸膜层的耐磨性取决于界面结构中空隙、孔洞的控制。2.采用两步旋涂的方法,首先在玻璃基底上旋涂以正硅酸乙酯为前驱体制备出的酸性Si02溶胶作为缓冲层,经风干及UVO照射后,再旋涂上述提及的单层透明微纳米凹凸膜层,得到双层透明微纳米凹凸膜层,经氟硅烷表面修饰,水接触角为151.23°,在1 kg/cm2的荷载作用下,往复打磨200次后降低至121.97°,结果表明,双层透明微纳米凹凸膜层的耐磨特性与单层的相当。3.在双层透明微纳米凹凸膜层的基础上,为了进一步提高膜层的耐磨性能,进行了以下两个方向的探索研究:①三层膜层;②SiO2纳米粉体改性。①三层膜层的实验探索:采用喷涂法,在双层透明微纳米凹凸膜层上喷涂以正硅酸乙酯为前驱体制备出的SiO2溶胶作为保护层,通过调控Si02溶胶保护层的厚度,制得三层透明微纳米凹凸疏水膜层,经氟硅烷表面修饰,水接触角为136.59°,在1 kg/cm2的荷载作用下,往复打磨200次后降低至126.90°,与双层透明超疏水膜层相比,其耐磨性得到明显提升,但是其超疏水性能略有下降。②Si02纳米粉体改性的实验探索:采用与上述制备双层透明微纳米凹凸膜层同样的方法,其中,用KH560改性的Si02纳米颗粒来代替未处理的Si02纳米颗粒,制备得到改性Si02双层透明微纳米凹凸膜层,经氟硅烷表面修饰,水接触角为150.82°,在1 kg/cm2的荷载作用下,往复打磨200次后降低至126.45°,与无改性SiO2双层透明超疏水膜层相比,其超疏水性能相当,但是,其耐磨性得到明显提升。