BR102015012395A2 - PROCEDURE FOR OBTAINING ANTIREFLECTORY SUPERHYDROPHIC COATING AND PRODUCT SO OBTAINED - Google Patents

PROCEDURE FOR OBTAINING ANTIREFLECTORY SUPERHYDROPHIC COATING AND PRODUCT SO OBTAINED Download PDF

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BR102015012395A2
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Fabiano Severo Rodembusch
Kelly Cristine Camargo
Alexandre Fassini Michels
Eduardo Bustos Mass
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Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul
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Abstract

a presente invenção refere-se a um processo de obtenção de um revestimento superhidrofóbico e antirrefletor que compreende a etapa de deposição de nanoparticulas via dipcoating ou via spin coating em um substrato transparente e ao produto que é obtido a partir do referido processo. especificamente, o referido processo também compreende a etapa de deposição de filme polimérico via evaporação resistiva. a presente invenção situa-se nas áreas da química e da engenharia dos materiais.The present invention relates to a process for obtaining a superhydrophobic and antireflective coating comprising the step of depositing nanoparticles via dipcoating or spin coating on a transparent substrate and the product obtained from said process. specifically, said process also comprises the step of deposition of polymeric film via resistive evaporation. The present invention is in the fields of chemistry and materials engineering.

Description

(54) Título: PROCESSO DE OBTENÇÃO DE REVESTIMENTO SUPERHIDROFÓBICO ANTIRREFLETOR E PRODUTO ASSIM OBTIDO (51) Int. Cl.: C03C 17/42; C03C 17/30; B32B 17/06; C23C 14/12; C23C 14/24 (52) CPC: C03C 17/42,0030 17/30,B32B 17/06, C23C 14/12,0230 14/24 (73) Titular(es): UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL (57) Resumo: A presente invenção refere-se a um processo de obtenção de um revestimento superhidrofóbico e antirrefletor que compreende a etapa de deposição de nanoparticulas via dipcoating ou via spin coating em um substrato transparente e ao produto que é obtido a partir do referido processo. Especificamente, o referido processo também compreende a etapa de deposição de filme polimérico via evaporação resistiva. A presente invenção situa-se nas áreas da Química e da Engenharia dos Materiais.(54) Title: PROCESS OF OBTAINING ANTI-REFLECTIVE SUPERHYDROPHOBIC COATING AND PRODUCT SO OBTAINED (51) Int. Cl .: C03C 17/42; C03C 17/30; B32B 17/06; C23C 14/12; C23C 14/24 (52) CPC: C03C 17 / 42,0030 17/30, B32B 17/06, C23C 14 / 12,0230 14/24 (73) Holder (s): FEDERAL UNIVERSITY OF RIO GRANDE DO SUL (57 ) Abstract: The present invention relates to a process of obtaining a superhydrophobic and anti-reflective coating that comprises the step of depositing nanoparticles via dipcoating or via spin coating on a transparent substrate and the product that is obtained from that process. Specifically, said process also comprises the stage of deposition of polymeric film via resistive evaporation. The present invention is in the areas of Chemistry and Materials Engineering.

(72) Inventor(es): FLÁVIO HOROWITZ; FABIANO SEVERO RODEMBUSCH; KELLY CRISTINE CAMARGO; ALEXANDRE FASSINI MICHELS; EDUARDO BUSTOS MASS(72) Inventor (s): FLÁVIO HOROWITZ; FABIANO SEVERO RODEMBUSCH; KELLY CRISTINE CAMARGO; ALEXANDRE FASSINI MICHELS; EDUARDO BUSTOS MASS

Figure BR102015012395A2_D0001

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Processo de Obtenção de Revestimento Superhidrofóbico Antirrefletor e Produto Assim ObtidoProcess of Obtaining Anti-Reflective Superhydrophobic Coating and Product Obtained

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um processo de obtenção de um revestimento superhidrofóbico e antirrefletor que compreende a etapa de deposição de nanopartículas via dipcoating ou via spin coating em um substrato transparente e ao produto que é obtido a partir do referido processo. Especificamente, o referido processo também compreende a etapa de deposição de filme polimérico via evaporação resistiva. A presente invenção situa-se nas áreas da Química e da Engenharia dos Materiais.Field of the Invention [001] The present invention relates to a process of obtaining a superhydrophobic and anti-reflective coating that comprises the step of depositing nanoparticles via dipcoating or via spin coating on a transparent substrate and the product that is obtained from said process. Specifically, said process also comprises the stage of deposition of polymeric film via resistive evaporation. The present invention is in the areas of Chemistry and Materials Engineering.

Fundamentos da Invenção [002] As superfícies são objeto de estudo de uma expressiva parcela da comunidade científica devido ao grande interesse de diversos ramos da indústria. Neste sentido, as superfícies que aliam propriedades múltiplas como superhidrofobicidade e alta transmitância apresentam interesse particular no recobrimento de: janelas de aeronaves e automóveis, superfícies de difícil acesso em edificações como teto e janelas, células solares, lentes em óculos, máquinas fotográficas, sensores e dispositivos ópticos em geral. Por exemplo, em edificações, as propriedades superhidrofóbicas propiciam a autolimpeza destas superfícies com a simples ação da chuva ou com um fluxo d’água. Por outro lado, elas permitem maior passagem da luz, aumentando a eficiência destes componentes ou de dispositivos em geral.Fundamentals of the Invention [002] Surfaces are the object of study by a significant portion of the scientific community due to the great interest of several branches of industry. In this sense, surfaces that combine multiple properties such as superhydrophobicity and high transmittance are of particular interest in the covering of: aircraft and automobile windows, hard-to-reach surfaces in buildings such as roofs and windows, solar cells, eyeglass lenses, cameras, sensors and optical devices in general. For example, in buildings, the superhydrophobic properties provide the self-cleaning of these surfaces with the simple action of rain or with a flow of water. On the other hand, they allow greater passage of light, increasing the efficiency of these components or devices in general.

[003] Modificações químicas podem melhorar a hidrofobicidade ao reduzir a energia de superfície e esta, quando combinada a um controle da rugosidade, pode produzir superfícies superhidrofóbicas. A superhidrofobicidade, no entanto, é atingida quando uma gota de água apresenta ângulo de contato maior que 150°, sendo considerada uma superhidrofobicidade dinâmica quando, além do alto valor do ângulo de contato, um pequeno ângulo de inclinação é necessário para fazer a gota deslocar sobre a superfície (baixa histerese angular). Isto se torna possível a partir de uma combinação de micro e nanoestruturas na superfície, ou seja, uma texturização em multiescalas[003] Chemical modifications can improve hydrophobicity by reducing surface energy and this, when combined with a roughness control, can produce superhydrophobic surfaces. Superhydrophobicity, however, is achieved when a drop of water has a contact angle greater than 150 °, being considered a dynamic superhydrophobicity when, in addition to the high value of the contact angle, a small angle of inclination is necessary to make the drop move on the surface (low angular hysteresis). This is made possible by a combination of micro and nanostructures on the surface, that is, a multi-scale texturing

2/22 (Surf. Coat. Technol., 205 (2010) 470-474; A.F. Michels, et al. Filmes Superhidrofóbicos. Cap.5 in: Tópicos em Nanociência e Nanotecnologia (ISBN 97885-7025-477-1). vol. 1 POA: Ed. UFRGS 2008 pp. 67-78; 113). Ao mesmo tempo, as superfícies texturizadas são a chave para obtenção de filmes antirrefletores a partir de revestimentos não homogêneos, melhorando desta forma a transmitância óptica de substratos transparentes, como por exemplo, o vidro. Revestimentos não homogêneos são de grande interesse para a indústria, pois podem ser produzidos em larga escala, como revestimentos antirrefletores em uma ampla variedade de aplicações, com amplos ângulos de incidência. Além dos revestimentos não homogêneos, é também possível obter alta transmitância a partir de filmes interferométricos. No seu caso mais simples, um revestimento antirrefletor consiste numa camada de material transparente com espessura óptica igual a um quarto de onda, no comprimento de onda de destino, cujo índice de refração é a média geométrica do índice de refração do meio e do substrato (H.A. Macleod. Thin-Film Opticai Filters. Macmillan Publiching Company. New York: 1986).2/22 (Surf. Coat. Technol., 205 (2010) 470-474; AF Michels, et al. Superhydrophobic Films. Cap.5 in: Topics in Nanoscience and Nanotechnology (ISBN 97885-7025-477-1). Vol 1 POA: Ed. UFRGS 2008 pp. 67-78; 113). At the same time, textured surfaces are the key to obtaining anti-reflective films from non-homogeneous coatings, thus improving the optical transmittance of transparent substrates, such as glass. Non-homogeneous coatings are of great interest to the industry, as they can be produced on a large scale, as anti-reflective coatings in a wide variety of applications, with wide angles of incidence. In addition to non-homogeneous coatings, it is also possible to obtain high transmittance from interferometric films. In its simplest case, an anti-reflective coating consists of a layer of transparent material with an optical thickness equal to a quarter wave, at the destination wavelength, whose refractive index is the geometric mean of the medium and substrate refractive index ( HA Macleod, Thin-Film Optica Filters, Macmillan Publiching Company, New York: 1986).

[004] Em diversos trabalhos na literatura, são relatados revestimentos hidrofóbicos ou superhidrofóbicos associados a materiais transparentes na região do visível (Langmuir 25 (2009) 6357-6362; Chem. Mater., 17 (2005) 696700; Langmuir 23 (2007) 7293-7298), onde, em geral, foram produzidos revestimentos com propriedades superhidrofóbicas e transparentes na região do visível. Para a região do infravermelho encontraram-se artigos que relacionam propriedades antirrefletoras com superhidrofobicidade em substratos de vidros obtidos a partir de técnicas de litografia (Langmuir 26 (2010) 9842-9847).[004] In several works in the literature, hydrophobic or superhydrophobic coatings associated with transparent materials in the visible region are reported (Langmuir 25 (2009) 6357-6362; Chem. Mater., 17 (2005) 696700; Langmuir 23 (2007) 7293 -7298), where, in general, coatings with superhydrophobic and transparent properties were produced in the visible region. For the infrared region, articles were found that relate anti-reflective properties to superhydrophobicity in glass substrates obtained from lithography techniques (Langmuir 26 (2010) 9842-9847).

[005] O presente invento apresenta um processo de obtenção de filmes/superfícies com propriedades antirrefletoras e superhidrofóbicas sobre um substrato de vidro, a partir de uma combinação da topologia da superfície, revestimentos não homogêneos, e filmes interferométricos. As vantagens da presente invenção referem-se à obtenção simultânea das propriedades de autolimpeza e antirreflexão em substratos de vidro (à incidência normal e[005] The present invention features a process for obtaining films / surfaces with anti-reflective and superhydrophobic properties on a glass substrate, from a combination of surface topology, non-homogeneous coatings, and interferometric films. The advantages of the present invention refer to the simultaneous obtaining of self-cleaning and anti-reflective properties on glass substrates (the normal and

3/22 oblíqua com luz polarizada) a partir de técnicas de baixo custo, tais como dip coating e processo sol-gel, o que torna mais viável e simples a aplicação desses revestimentos.3/22 oblique with polarized light) using low cost techniques, such as dip coating and sol-gel process, which makes the application of these coatings more viable and simple.

[006] A textura da superfície é produzida por grupos de nanopartículas de sílica em multiescala, funcionalizadas com dimetildiclorosilano. Para antirreflexão do vidro, foram testadas várias combinações de filmes, resultando em três rotas estudadas. A primeira rota refere-se a uma camada composta por nanopartículas de sílica, formando um revestimento não homogêneo com índice de refração gradual.[006] The surface texture is produced by groups of multi-scale silica nanoparticles, functionalized with dimethyldichlorosilane. For anti-reflection of the glass, several combinations of films were tested, resulting in three studied routes. The first route refers to a layer composed of silica nanoparticles, forming a non-homogeneous coating with a gradual refractive index.

[007] A segunda rota é composta por duas camadas, sendo a primeira de nanopartículas de sílica e a segunda de politetrafluoretileno (PTFE), com índice de refração baixo (em tomo de n = 1.35) (Macromolecules 24 (1991) 66606663), e aproximadamente um quarto de onda de espessura óptica foi depositado, consistindo num revestimento interferométrico. Além do PTFE atuar como filme interferométrico, este diminui o contraste entre o índice de refração das nanopartículas de sílica e do ar, melhorando a transmitância óptica do conjunto. O mesmo PTFE melhora a hidrofobicidade, devido à sua baixa energia livre de superfície.[007] The second route consists of two layers, the first of which is made of silica nanoparticles and the second of polytetrafluoroethylene (PTFE), with a low refractive index (around n = 1.35) (Macromolecules 24 (1991) 66606663), and approximately a quarter of an optical thickness wave was deposited, consisting of an interferometric coating. In addition to PTFE acting as an interferometric film, it decreases the contrast between the refractive index of silica nanoparticles and air, improving the optical transmittance of the set. The same PTFE improves hydrophobicity, due to its low free surface energy.

[008] A terceira combinação consiste de três camadas, sendo elas compostas respectivamente por nanopartículas de sílica, um filme fino de aerogel (índice de refração da ordem de 1,22) (Nature 374 (1995) 431) e PTFE. O aerogel é aplicado na obtenção de superfícies antirrefletoras devido ao seu baixo valor de índice de refração. Logo, nessa rota utiliza-se a combinação dos revestimentos de índice gradual e interferométrico, compostos por nanopartículas de sílica e aerogel. O PTFE atua nessa rota apenas como um filme de espessura óptica suficientemente baixa para não interferir opticamente no conjunto e auxiliar na obtenção da superhidrofobicidade dinâmica da superfície. Em todas estas combinações poderá ser utilizada uma ou mais camadas adicionais para melhorar a adesão (camada de adesão) entre as camadas dos filmes obtidos. O revestimento, independente da combinação apresenta ainda uma camada de adesão entre o substrato transparente e as nanopartículas de sílica.[008] The third combination consists of three layers, being composed respectively of nanoparticles of silica, a thin film of airgel (refractive index of the order of 1.22) (Nature 374 (1995) 431) and PTFE. Airgel is applied to obtain anti-reflective surfaces due to its low refractive index value. Therefore, this route uses the combination of gradual and interferometric index coatings, composed of silica and airgel nanoparticles. PTFE acts on this route only as a film of sufficiently low optical thickness so as not to interfere optically in the set and assist in obtaining the dynamic superhydrophobicity of the surface. In all these combinations, one or more additional layers can be used to improve the adhesion (adhesion layer) between the layers of the obtained films. The coating, regardless of the combination, also has an adhesion layer between the transparent substrate and the silica nanoparticles.

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Especificamente na condição do vidro como substrato, utiliza-se uma camada de adesão produzida a partir de uma solução aniônica e outra solução catiônica.Specifically in the condition of glass as a substrate, an adhesion layer produced from an anionic solution and another cationic solution is used.

[009] Considerando documentos em bancos de patentes acerca deste tema, se encontram inúmeras descrições de filmes antirrefletores e sua produção ou de filmes que apresentam superhidrofobicidade, bem como também o seu processo de produção, como a seguir citados:[009] Considering documents in patent banks on this topic, there are numerous descriptions of anti-reflective films and their production or films that present superhydrophobicity, as well as their production process, as mentioned below:

[010] O documento BR PI 0616652-0 refere-se a um processo de produção de célula/módulo solar com revestimento anti-reflexivo de sílica porosa. Entretanto, o referido documento difere da presente invenção, dentre outras razões técnicas, pelo fato de apresentar a produção de um revestimento que é, ao mesmo tempo, superhidrofóbico e antirrefletor, e que apresenta boa transmítância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante.[010] BR PI 0616652-0 refers to a solar cell / module production process with porous silica anti-reflective coating. However, this document differs from the present invention, among other technical reasons, in that it presents the production of a coating that is, at the same time, superhydrophobic and anti-reflective, and that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the region. infrared, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating.

[011] O documento BR PI0614552-3 refere-se a substratos transparentes revestidos antirrefletores (AR) e processos de obtenção dos mesmos em que o revestimento AR inclui um polímero fluorado. Entretanto, o referido documento difere da presente invenção, dentre outras razões técnicas, pelo fato de apresentar a produção de um revestimento que é, ao mesmo tempo, superhidrofóbico e antirrefletor, e que apresenta boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante.[011] The document BR PI0614552-3 refers to transparent anti-reflective (AR) coated substrates and processes for obtaining them in which the AR coating includes a fluorinated polymer. However, this document differs from the present invention, among other technical reasons, in that it presents the production of a coating that is, at the same time, superhydrophobic and anti-reflective, and that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the region. infrared, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating.

[012] O documento BR PI0608457-5 refere-se a um substrato que é tratado de modo a melhorar as características antirrefletoras (AR) de um artigo revestido resultante. Entretanto, o referido documento difere da presente invenção, dentre outras razões técnicas, pelo fato de apresentar a produção de um revestimento que é, ao mesmo tempo, superhidrofóbico e antirrefletor, e que apresenta boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante.[012] The document BR PI0608457-5 refers to a substrate that is treated in order to improve the anti-reflective (AR) characteristics of a resulting coated article. However, this document differs from the present invention, among other technical reasons, in that it presents the production of a coating that is, at the same time, superhydrophobic and anti-reflective, and that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the region. infrared, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating.

5/22 [013] O documento US 2012058330 descreve um artigo revestido que inclui um substrato e um revestimento super-hidrofóbico sobre o substrato. Entretanto, o referido documento difere da presente invenção, dentre outras razões técnicas, pelo fato de apresentar a produção de um revestimento que é, ao mesmo tempo, superhidrofóbico e antirrefletor, e que apresenta boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante, [014] O documento US 2012041221 descreve um revestimento fibrilar nanotexturizado que é depositado sobre um substrato por meio de contato do substrato com uma mistura reacional compreendendo um reagente que é hidrolisável para a obtenção de um produto via reação cruzada. Entretanto, o referido documento difere da presente invenção, dentre outras razões técnicas, pelo fato de apresentar a produção de um revestimento que é, ao mesmo tempo, superhidrofóbico e antirrefletor, e que apresenta boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante, [015] O documento WO 2012003004 descreve revestimentos superhidrofóbicos e anti-gelo compostos de resina, partículas aglomeradas, solvente, e/ou um agente tensoativo. Entretanto, o referido documento difere da presente invenção, dentre outras razões técnicas, pelo fato de apresentar a produção de um revestimento que é, ao mesmo tempo, superhidrofóbico e antirrefletor, e que apresenta boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante.5/22 [013] US 2012058330 describes a coated article that includes a substrate and a super hydrophobic coating on the substrate. However, this document differs from the present invention, among other technical reasons, in that it presents the production of a coating that is, at the same time, superhydrophobic and anti-reflective, and that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the region. infrared, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating, [014] US 2012041221 describes a nanotextured fibrillar coating that is deposited on a substrate by contacting the substrate with a reaction mixture comprising a reagent that is hydrolyzable to the obtaining a product via cross reaction. However, this document differs from the present invention, among other technical reasons, in that it presents the production of a coating that is, at the same time, superhydrophobic and anti-reflective, and that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the region. infrared, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating, [015] WO 2012003004 describes superhydrophobic and anti-ice coatings composed of resin, agglomerated particles, solvent, and / or a surfactant. However, this document differs from the present invention, among other technical reasons, in that it presents the production of a coating that is, at the same time, superhydrophobic and anti-reflective, and that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the region. infrared, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating.

[016] Dessa forma, nenhum dos documentos acima citados ora apresentam substratos ou revestimentos superhidrofóbicos ou antirrefletores. A presente invenção descreve o processo de produção de um revestimento superhidrofóbico e antirrefletor, onde estas propriedades são obtidas simultaneamente num mesmo substrato que apresenta boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho,[016] Thus, none of the documents mentioned above now have superhydrophobic or anti-reflective substrates or coatings. The present invention describes the process of producing a superhydrophobic and anti-reflective coating, where these properties are obtained simultaneously on the same substrate that has good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the infrared region,

6/22 sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante, características não atingidas nas patentes citadas. Portanto, não foi encontrado nenhum documento antecipando e/ou sugerindo as particularidades da presente invenção.6/22 thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating, characteristics not attained in the cited patents. Therefore, no document was found anticipating and / or suggesting the particularities of the present invention.

Sumário da Invenção [017] Dessa forma, a presente invenção soluciona o problema indicado no estado da técnica por um processo de obtenção de revestimento superhidrofóbico antirrefletor conforme se revela no presente pedido de patente, bem como o produto que é obtido a partir do referido processo. O revestimento superhidrofóbico antirrefletor que se revela no presente pedido de patente possui diversas vantagens, tais como boa transmitância óptica na região do visível e alta transmitância na região do infravermelho, sendo dessa forma um revestimento transparente, antirrefletor e autolimpante.Summary of the Invention [017] Thus, the present invention solves the problem indicated in the state of the art by a process of obtaining a superhydrophobic anti-reflective coating as revealed in the present patent application, as well as the product that is obtained from said process. . The superhydrophobic anti-reflective coating that is revealed in the present patent application has several advantages, such as good optical transmittance in the visible region and high transmittance in the infrared region, thus being a transparent, anti-reflective and self-cleaning coating.

[018] É um dos objetos da presente invenção um processo de obtenção de revestimento superhidrofóbico antirrefletor que compreende a etapa de deposição de nanopartículas via dipcoating ou via spin coating em um substrato transparente.[018] One of the objects of the present invention is a process for obtaining a superhydrophobic anti-reflective coating that comprises the step of depositing nanoparticles via dipcoating or via spin coating on a transparent substrate.

[019] É outro objeto da presente invenção o produto obtido pelo processo conforme revelado pela presente invenção.[019] Another product of the present invention is the product obtained by the process as disclosed by the present invention.

Descrição das Figuras [020] A Figura 1 mostra um esquema das metodologias de preparação dos revestimentos antirreflexo e superhidrofóbicos.Description of the Figures [020] Figure 1 shows a schematic of the methodologies for preparing the antireflective and superhydrophobic coatings.

[021] A Figura 2 mostra um esquema de deposição dos filmes nas Metodologias 2 e 3, sendo:[021] Figure 2 shows a deposition scheme for films in Methodologies 2 and 3, being:

a) Filme de PTFE; nanopartículas de sílica; e substratoa) PTFE film; silica nanoparticles; and substrate

b) Filme de PTFE; aerogel de sílica; nanopartículas de sílica; e substrato.b) PTFE film; airgel of silica; silica nanoparticles; and substrate.

[022] A Figura 3 mostra a deposição de filme via dipcoating, nas fases:[022] Figure 3 shows the deposition of film via dipcoating, in the phases:

a) imersão do substrato na solução;a) immersion of the substrate in the solution;

b) retirada do substrato com velocidade controlada;b) removal of the substrate with controlled speed;

c) formação do filme devido à evaporação do solvente.c) film formation due to solvent evaporation.

7/22 [023] A Figura 4 mostra um esquema representativo de uma câmara de evaporação resistiva, PVD, composta por:7/22 [023] Figure 4 shows a representative diagram of a resistive evaporation chamber, PVD, composed of:

a) controlador de temperatura;a) temperature controller;

b) substrato no qual o filme fino é depositado;b) substrate on which the thin film is deposited;

c) mostra a posição relativa da amostra depositada sobre a fonte resistiva;c) shows the relative position of the sample deposited on the resistive source;

d) entrada de ar, que é utilizada para ventilar a câmara;d) air inlet, which is used to ventilate the chamber;

e) tubo da bomba de vácuo, [024] A Figura 5 mostra o substrato de vidro recoberto, por dip-coating, com nanopartículas de sílica superhidrofóbicas, os valores encontrados para a superhidrofobicidade estática são em torno de 161° e para a hísterese angular de 11°.e) vacuum pump tube, [024] Figure 5 shows the glass substrate covered, by dip-coating, with superhydrophobic silica nanoparticles, the values found for static superhydrophobicity are around 161 ° and for angular hysteresis 11 °.

[025] A Figura 6 mostra o substrato de vidro recoberto, por dip-coating, com nanopartículas de sílica superhidrofóbicas, e recoberto com uma camada fina de PTFE, via PVD, os valores encontrados para a superhidrofobicidade estática são em torno de 167° e para a hísterese angular de 2°.[025] Figure 6 shows the glass substrate covered, by dip-coating, with superhydrophobic silica nanoparticles, and covered with a thin layer of PTFE, via PVD, the values found for static superhydrophobicity are around 167 ° and for 2 ° angular hysteresis.

[026] A Figura 7 representa as curvas de transmitância em incidência normal para a metodologia 1, Nps de sílica (linha pontilhada) e metodologia 2, Nps de sílica + PTFE (linha tracejada) na região do visível. O substrato de vidro também é apresentado (linha contínua).[026] Figure 7 represents the transmittance curves in normal incidence for methodology 1, Nps of silica (dotted line) and methodology 2, Nps of silica + PTFE (dashed line) in the visible region. The glass substrate is also presented (continuous line).

[027] A Figura 8 apresenta as curvas de transmitância com polarização P a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 1 (linha pontilhada) e metodologia 2 (linha tracejada) na região do visível. O substrato de vidro também é apresentado (linha contínua), [028] A Figura 9 apresenta as curvas de transmitância com polarização S a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 1 (linha pontilhada) e metodologia 2 (linha tracejada), na região do visível. O substrato de vidro também é apresentado (linha contínua).[027] Figure 8 shows the transmittance curves with P polarization at an angle of incidence of 20 ° for methodology 1 (dotted line) and methodology 2 (dotted line) in the visible region. The glass substrate is also presented (continuous line), [028] Figure 9 shows the transmittance curves with S polarization at an incidence angle of 20 ° for methodology 1 (dotted line) and methodology 2 (dashed line), in the visible region. The glass substrate is also presented (continuous line).

[029] A Figura 10 apresenta as curvas de transmitância em incidência normal para a metodologia 1 (linha pontilhada), e metodologia 2, (linha tracejada), na região do infravermelho. As nanopartículas de sílica apresentam boa[029] Figure 10 shows the transmittance curves in normal incidence for methodology 1 (dotted line), and methodology 2, (dotted line), in the infrared region. Silica nanoparticles have good

8/22 transmitância na região do infravermelho, no entanto quanto recobertas com o filme de PTFE essa transmitância é melhorada. O substrato de vidro também é apresentado (linha contínua).8/22 transmittance in the infrared region, however when coated with PTFE film this transmittance is improved. The glass substrate is also presented (continuous line).

[030] A Figura 11 apresenta as curvas de transmitância com polarização P a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 1 (linha pontilhada) e metodologia 2 (linha tracejada), na região do infravermelho. O substrato de vidro também é apresentado (linha contínua).[030] Figure 11 shows the transmittance curves with P polarization at an angle of incidence of 20 ° for methodology 1 (dotted line) and methodology 2 (dashed line), in the infrared region. The glass substrate is also presented (continuous line).

[031] A Figura 12 apresenta as curvas de transmitância com polarização S a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 1 (linha pontilhada) e metodologia 2 (linha tracejada), na região do infravermelho. O substrato de vidro também é apresentado (linha contínua).[031] Figure 12 shows the transmittance curves with S polarization at an angle of incidence of 20 ° for methodology 1 (dotted line) and methodology 2 (dashed line), in the infrared region. The glass substrate is also presented (continuous line).

[032] A Figura 13 mostra o substrato de vidro recoberto via dipcoating, com nanoparticulas de sílica superhidrofóbicas, recoberto por um filme fino de aerogel de sílica via dipcoating, e por uma camada fina de PFTE, via PVD. O valor encontrado para o ângulo de contato foi de 155°, o que caracterizou o filme resultante em uma superfície superhidrofóbica.[032] Figure 13 shows the glass substrate covered by dipcoating, with superhydrophobic silica nanoparticles, covered by a thin film of silica airgel via dipcoating, and by a thin layer of PFTE, via PVD. The value found for the contact angle was 155 °, which characterized the resulting film on a superhydrophobic surface.

[033] A Figura 14 mostra o recobrimento referente à metodologia 3, composto pelas nanoparticulas de sílica, aerogel de sílica e PTFE. O mesmo apresenta a propriedade de autolimpeza.[033] Figure 14 shows the coating referring to methodology 3, composed of silica nanoparticles, silica airgel and PTFE. It has the self-cleaning property.

[034] A Figura 15 apresenta as curvas de transmitância em incidência normal dos filmes da metodologia 3 para a região do visível para substrato de vidro (linha contínua), filmes contendo aerogel (linha pontilhada), filmes contendo NPs de sílica + aerogel (linha tracejada) e filmes contendo NPs de sílica + aerogel + PTFE (linha pontilhada e tracejada).[034] Figure 15 shows the transmittance curves in normal incidence of films of Methodology 3 for the visible region for glass substrate (continuous line), films containing airgel (dotted line), films containing NPs of silica + airgel (line dotted) and films containing silica NPs + airgel + PTFE (dotted and dotted line).

[035] A Figura 16 apresenta as curvas de transmitância com polarização P, a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 3, na região do visível para substrato de vidro (linha contínua), filmes contendo aerogel (linha pontilhada), filmes contendo NPs de sílica + aerogel (linha tracejada) e filmes contendo NPs de sílica + aerogel + PTFE (linha pontilhada e tracejada).[035] Figure 16 shows the transmittance curves with P polarization, at an angle of incidence of 20 ° for methodology 3, in the visible region for glass substrate (continuous line), films containing airgel (dotted line), films containing silica NPs + airgel (dashed line) and films containing silica NPs + airgel + PTFE (dotted and dashed line).

[036] A Figura 17 apresenta as curvas de transmitância com polarização S a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 3, na região do visível para[036] Figure 17 shows the transmittance curves with S polarization at an incidence angle of 20 ° for methodology 3, in the visible region for

9/22 substrato de vidro (linha contínua), filmes contendo aerogel (linha pontilhada), filmes contendo NPs de sílica + aerogel (linha tracejada) e filmes contendo NPs de sílica + aerogel + PTFE (linha pontilhada e tracejada).9/22 glass substrate (continuous line), films containing airgel (dotted line), films containing silica NPs + airgel (dashed line) and films containing silica NPs + airgel + PTFE (dotted and dashed line).

[037] A Figura 18 apresenta as curvas de transmitância em incidência normal para a metodologia 3, na região do infravermelho para substrato de vidro (linha contínua), filmes contendo aerogel (linha pontilhada), filmes contendo NPs de sílica + aerogel (linha tracejada) e filmes contendo NPs de sílica + aerogel + PTFE (linha pontilhada e tracejada).[037] Figure 18 shows the transmittance curves in normal incidence for methodology 3, in the infrared region for glass substrate (continuous line), films containing airgel (dotted line), films containing NPs of silica + airgel (dotted line) ) and films containing silica NPs + airgel + PTFE (dotted and dashed line).

[038] A Figura 19 apresenta as curvas de transmitância com polarização P a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 3, na região do infravermelho para substrato de vidro (linha contínua), filmes contendo aerogel (linha pontilhada), filmes contendo NPs de sílica + aerogel (linha tracejada) e filmes contendo NPs de sílica + aerogel + PTFE (linha pontilhada e tracejada). [039] A Figura 20 apresenta as curvas de transmitância com polarização S a um ângulo de incidência de 20° para a metodologia 3, na região do infravermelho para substrato de vidro (linha contínua), filmes contendo aerogel (linha pontilhada), filmes contendo NPs de sílica + aerogel (linha tracejada) e filmes contendo NPs de sílica + aerogel + PTFE (linha pontilhada e tracejada). Descrição Detalhada da Invenção [040] É um dos objetos da presente invenção um processo de obtenção de revestimento superhidrofóbico antirrefletor que compreende a etapa de deposição de nanoparticulas via dipcoating ou via spin coating em um substrato transparente.[038] Figure 19 shows the transmittance curves with P polarization at an angle of incidence of 20 ° for methodology 3, in the infrared region for glass substrate (continuous line), films containing airgel (dotted line), films containing Silica + airgel NPs (dashed line) and films containing silica + airgel + PTFE NPs (dotted and dashed line). [039] Figure 20 shows the transmittance curves with S polarization at an incidence angle of 20 ° for methodology 3, in the infrared region for glass substrate (continuous line), films containing airgel (dotted line), films containing Silica + airgel NPs (dashed line) and films containing silica + airgel + PTFE NPs (dotted and dashed line). Detailed Description of the Invention [040] One of the objects of the present invention is a process for obtaining a superhydrophobic antireflective coating that comprises the step of depositing nanoparticles via dipcoating or via spin coating on a transparent substrate.

[041] Em uma concretização, o processo compreende adicionalmente a etapa de deposição de filme polimérico via evaporação resistiva.[041] In one embodiment, the process additionally comprises the stage of deposition of polymeric film via resistive evaporation.

[042] Em uma concretização, o processo compreende adicionalmente a etapa de deposição de camada de aerogel, camada esta que está entre as nanoparticulas e o filme polimérico.[042] In one embodiment, the process additionally comprises the step of depositing the airgel layer, which layer is between the nanoparticles and the polymeric film.

[043] Em uma concretização, o processo compreende adicionalmente a etapa prévia de aplicação de pelo menos uma camada obtida a partir da combinação da solução aniônica e da solução catiônica.[043] In one embodiment, the process additionally comprises the previous step of applying at least one layer obtained from the combination of the anionic solution and the cationic solution.

10/22 [044] Em uma concretização, o substrato transparente é vidro com índice de refração entre 1,3 e 1,9.10/22 [044] In one embodiment, the transparent substrate is glass with a refractive index between 1.3 and 1.9.

[045] Em uma concretização, as nanopartículas serem nanopartículas de síltca.[045] In one embodiment, the nanoparticles are synthetic nanoparticles.

[046] Em uma concretização, o filme polimérico é um filme do polímero politetrafluoroetileno.[046] In one embodiment, the polymeric film is a film of the polytetrafluoroethylene polymer.

[047] Em uma concretização, a solução em solvente orgânico destas partículas em uma concentração que pode variar de 0.05% a 50% em massa. [048] Em uma concretização, a deposição de partículas via dipcoating é feita por dip coating a velocidades de 0,1 mm/s a 100 mm/s ou spin coating na faixa de velocidades de 2 rpm a 2000 rpm.[047] In one embodiment, the organic solvent solution of these particles at a concentration that can vary from 0.05% to 50% by weight. [048] In one embodiment, particle deposition via dipcoating is done by dip coating at speeds of 0.1 mm / s to 100 mm / s or spin coating in the speed range from 2 rpm to 2000 rpm.

[049] Em uma concretização, o filme obtido após o depósito das partículas no substrato são secos por 2 a 48h entre 0° C - 50° C.[049] In one embodiment, the film obtained after depositing the particles on the substrate is dried for 2 to 48 hours between 0 ° C - 50 ° C.

[050] Em uma concretização, a etapa de adesão da camada em substrato vítreo (substrato transparente) compreendendo imersão em 10-50% de ácido nítrico durante 2-8 horas, seguido de água deionizada para enxaguar e seca a temperatura ambiente. Posterior imersão em solução de água deionizada: peróxido de hidrogênio 30% (70:30) por 45-60 minutos a 20° C - 70° C e posterior adição de 5 mL a 10 ml_ de NH4OH para cada 100 ml de H2O. Após esfriamento, as lâminas de vidro são lavadas com água deionizada e secas em metanol.[050] In one embodiment, the layer adhesion step on glassy substrate (transparent substrate) comprising immersion in 10-50% nitric acid for 2-8 hours, followed by deionized water to rinse and dry at room temperature. Subsequent immersion in deionized water solution: hydrogen peroxide 30% (70:30) for 45-60 minutes at 20 ° C - 70 ° C and further addition of 5 ml to 10 ml_ of NH 4 OH for each 100 ml of H 2 O. After cooling, the glass slides are washed with deionized water and dried in methanol.

[051] Em uma concretização, a camada de politetrafluoroetileno (PTFE), obtida via PVD (Physical Vapor Deposition) por evaporação resistiva com espessuras de 30 nm - 150 nm na região do visível e de 30 nm - 250 nm para a região do infravermelho.[051] In one embodiment, the polytetrafluoroethylene (PTFE) layer, obtained via PVD (Physical Vapor Deposition) by resistive evaporation with thicknesses of 30 nm - 150 nm in the visible region and 30 nm - 250 nm for the infrared region .

[052] Em uma concretização, a taxa de deposição dos filmes de PTFE depositados via PVD é de 5 nm/min a 10 nm/min a uma temperatura de 20° C a 40° C e pressão de 1 θ'4 Torr. a IO'6 Torr.[052] In one embodiment, the deposition rate of PTFE films deposited via PVD is 5 nm / min to 10 nm / min at a temperature of 20 ° C to 40 ° C and a pressure of 1 θ ' 4 Torr. the IO ' 6 Torr.

[053] Em uma concretização, a camada de aerogel é preparada a partir de uma solução contendo um ou mais precursores do tipo TEOS e/ou TMOS, solvente alcoólico e água em condições ácidas, em temperatura entre 10-80° C[053] In one embodiment, the airgel layer is prepared from a solution containing one or more precursors of the TEOS and / or TMOS type, alcoholic solvent and water in acidic conditions, at a temperature between 10-80 ° C

11/22 sob agitação mecânica ou magnética por 10-180 min, de acordo com as razões molares: (0.1-10)/(0.1-10)/(0.1-10)/(10'5-10'1) para precursor/álcool/H20/ácido. [054] Em uma concretização, a solução contendo um ou mais precursores do tipo TEOS e/ou TMOS é tratada com uma solução básica em solvente alcoólico a uma temperatura entre 10° C - 80° C, resultando em uma razão molar: (0.110)/(1-100)/(0.1 -10)/(10'5-10'1)/(10'5-10'1) para, respectivamente, precursor/álcool/H2O/ácido/base. A solução resultante é levada à estufa a 10° C - 110° C por 2 horas a 48 horas.11/22 under mechanical or magnetic stirring for 10-180 min, according to the molar ratios: (0.1-10) / (0.1-10) / (0.1-10) / (10 ' 5 -10' 1 ) for precursor / alcohol / H 2 O / acid. [054] In one embodiment, the solution containing one or more precursors of the TEOS and / or TMOS type is treated with a basic solution in alcoholic solvent at a temperature between 10 ° C - 80 ° C, resulting in a molar ratio: (0.110 ) / (1-100) / (0.1 -10) / (10 ' 5 -10' 1 ) / (10 ' 5 -10' 1 ) for, respectively, precursor / alcohol / H 2 O / acid / base. The resulting solution is placed in the oven at 10 ° C - 110 ° C for 2 hours to 48 hours.

[055] Em uma concretização, a solução contendo um ou mais precursores do tipo TEOS e/ou TMOS e tratada com solução básica conforme indicado no parágrafo acima é lavada em solvente alcoólico e orgânico apoiar e depois derivatizado com um clorosilano em solução de solvente apoiar a uma razão molar de metikSi equivalente a (0.1-10)(0.1-10). O gel derivatizado é diluído em solvente apoiar e sonicado por um período de 2 minutos a 120 minutos para posterior deposição no substrato via técnica de dip coating.ou spin coating.[055] In one embodiment, the solution containing one or more precursors of the TEOS and / or TMOS type and treated with basic solution as indicated in the above paragraph is washed in alcoholic and organic solvent support and then derivatized with a chlorosilane in solvent solution support at a molar ratio of metikSi equivalent to (0.1-10) (0.1-10). The derivatized gel is diluted in a backing solvent and sonicated for a period of 2 minutes to 120 minutes for subsequent deposition on the substrate using the dip coating technique.or spin coating.

[056] Em uma concretização, a solução aniônica é uma solução de um polímero carregado negativamente (polímero aniônico) ou de materiais híbridos carregados negativamente, de massa molar 1000 g/moi a 5 x106 g/mol, em solvente aquoso, orgânico ou líquido iônico, numa concentração de 10‘7 M a 2 M.[056] In one embodiment, the anionic solution is a solution of a negatively charged polymer (anionic polymer) or negatively charged hybrid materials, of molar mass 1000 g / moi at 5 x 10 6 g / mol, in aqueous, organic or ionic liquid, in a concentration of 10 ' 7 M to 2 M.

[057] Em uma concretização, a solução catiônica é uma solução de um polímero carregado positivamente (polímero catiônico) ou de materiais híbridos carregados positivamente, de massa molar 1000 g/mol a 5 x106 g/mol, em solvente aquoso, orgânico ou líquido iônico, numa concentração de 10'7 M a 2 M.[057] In one embodiment, the cationic solution is a solution of a positively charged polymer (cationic polymer) or positively charged hybrid materials, of molar mass 1000 g / mol to 5 x 10 6 g / mol, in aqueous, organic or ionic liquid, in a concentration of 10 ' 7 M to 2 M.

[058] Em uma concretização, os valores de ângulo de contato são de 150 a 180° e de histerese angular são de 1-15°.[058] In one embodiment, the contact angle values are 150 to 180 ° and angular hysteresis values are 1-15 °.

[059] É outro objeto da presente invenção o produto obtido pelo processo conforme revelado pela presente invenção.[059] Another product of the present invention is the product obtained by the process as disclosed by the present invention.

Definição de alguns termos empregados no presente pedido de patenteDefinition of some terms used in this patent application

Solução catiônicaCationic solution

12/22 [060] Solução catiônica é uma solução de um polímero ou mistura de polímeros ou de materiais híbridos carregados positivamente em solvente aquoso, orgânico ou líquido iônico, numa concentração de 10'7 M a 2 M. Solução aniônica [061] Solução aniônica é uma solução de um polímero ou mistura de polímeros ou de materiais híbridos carregados negativamente em solvente aquoso, orgânico ou líquido iônico, numa concentração de 107 M a 2 M.12/22 [060] Cationic solution is a solution of a polymer or mixture of polymers or hybrid materials positively charged in an aqueous, organic or ionic solvent, in a concentration of 10 ' 7 M to 2 M. Anionic solution [061] Solution anionic is a solution of a polymer or mixture of polymers or hybrid materials negatively charged in an aqueous, organic or ionic solvent, in a concentration of 10 7 M to 2 M.

[062] Nesta etapa serão descritos os detalhes experimentais para a produção dos revestimentos antirreflexo e superhidrofóbicos. Os mesmos podem ser obtidos a partir de três metodologias diferentes (Figura 1).[062] In this step, the experimental details for the production of anti-reflective and superhydrophobic coatings will be described. They can be obtained from three different methodologies (Figure 1).

Exemplos de concretização da presente invenção [063] Especificamente para os substratos de vidro aplicou-se uma camada de adesão produzida a partir de uma solução polimérica aniônica e outra solução catiônica que precedeu a aplicação das metodologias descritas na Figura 1. [064] A metodologia 1 (metodologia 1, no presente pedido de patente, é entendido como o processo de obtenção da revestimento hidrofóbico e antirrefletor) consiste na deposição de nanopartículas de sílica (ou outros óxidos nanoparticulados ou microparticulados), via dipcoating (ou via spin coating) em um substrato de vidro (ou outros substratos transparentes) de forma a utilizar os agregados formados pelas nanopartículas como uma espécie de deposição com índice gradual e melhorar a transmitância óptica. [065] A metodologia 2 (metodologia 2, no presente pedido de patente, é entendido como uma variante do processo de obtenção de revestimento hidrofóbico e antirrefletor) é um incremento da primeira metodologia (metodologia 1) pela deposição de um filme preferencialmente de PTFE (Politetrafluoretileno) ou outro polímero com propriedades similares (Figura 2a), via PVD (Physical Vapor Deposition) por evaporação resistiva, onde o objetivo é melhorar a superhidrofobicidade da amostra e utilizar a camada de PTFE como um revestimento interferométrico de modo a melhorar a transmitância óptica do conjunto.Examples of embodiments of the present invention [063] Specifically for the glass substrates, an adhesion layer produced from an anionic polymeric solution and another cationic solution was applied that preceded the application of the methodologies described in Figure 1. [064] The methodology 1 (methodology 1, in the present patent application, is understood as the process of obtaining the hydrophobic and antireflective coating) consists of the deposition of silica nanoparticles (or other nanoparticulate or microparticulate oxides), via dipcoating (or via spin coating) in a glass substrate (or other transparent substrates) in order to use the aggregates formed by the nanoparticles as a kind of deposition with a gradual index and improve optical transmittance. [065] Methodology 2 (Methodology 2, in this patent application, is understood as a variant of the process of obtaining a hydrophobic and anti-reflective coating) is an increment of the first methodology (Methodology 1) by depositing a film preferably of PTFE ( Polytetrafluoroethylene) or other polymer with similar properties (Figure 2a), via PVD (Physical Vapor Deposition) by resistive evaporation, where the objective is to improve the superhydrophobicity of the sample and use the PTFE layer as an interferometric coating in order to improve optical transmittance of the set.

13/22 [066] A metodologia 3 (metodologia 3, no presente pedido de patente, é entendido como uma variante do processo de obtenção de revestimento hidrofóbico e antirrefletor) tem por objetivo melhorar a transmitância óptica dos filmes. Dessa forma, colocou-se uma camada de aerogel entre as nanopartículas de sílica e o filme fino de PTFE (Figura 2b). Desta forma como aerogel possui um baixo índice de refração ele privilegia a produção de um filme interferométrico com alta transmitância óptica.13/22 [066] Methodology 3 (Methodology 3, in the present patent application, is understood as a variant of the process of obtaining hydrophobic and anti-reflective coating) aims to improve the optical transmittance of the films. Thus, an airgel layer was placed between the silica nanoparticles and the thin PTFE film (Figure 2b). In this way, since airgel has a low refractive index, it favors the production of an interferometric film with high optical transmittance.

[067] A camada de adesão que precede a aplicação das três metodologias conforme descritas acima consiste na aplicação de uma ou mais camadas produzidas a partir de duas soluções:[067] The adhesion layer that precedes the application of the three methodologies as described above consists of the application of one or more layers produced from two solutions:

A) Solução aniônica: solução de um polímero carregado negativamente (polímero aniônico) ou de materiais híbridos carregados negativamente, de massa molar 1000 g/mol a 5 x106 g/mol, em solvente aquoso, orgânico ou líquido iônico, numa concentração de 10' 7 M a 2M, mais precisamente de poli(4-estireno sulfonato de sódio) de massa molar 70.000 g/mol e concentração de 10'2 M (calculado com base no monômero) em solução aquosa, pH 4,0.A) Anionic solution: solution of a negatively charged polymer (anionic polymer) or negatively charged hybrid materials, of molar mass 1000 g / mol to 5 x 10 6 g / mol, in aqueous, organic or ionic solvent, in a concentration of 10 ' 7 M to 2 M, more precisely of poly (sodium 4-styrene sulfonate) of 70,000 g / mol molar mass and 10' 2 M concentration (calculated based on the monomer) in aqueous solution, pH 4.0.

B) Solução catiônica: solução de um polímero carregado positivamente (polímero catiônico) ou de materiais híbridos carregados positivamente, de massa molar 1000 g/mol a 5 x106 g/mol, em solvente aquoso, orgânico ou líquido iônico, numa concentração de 10'7 M a 2M, mais precisamente de poli(cloridrato de alilamina) de massa molar 70.000 g/mol e concentração de 10'2 M (calculado com base no monômero) em solução aquosa, pH 4.0. A esta pode ser adicionada uma solução de nanopartículas de sílica do tipo Ludox® ou similar, de qualquer tamanho de partícula à solução de PAH. Esta solução de nanopartícula de sílica diluída de 10 a 0,01%. Depositam-se então no substrato (substrato este que, nestes exemplos de concretização da invenção, foi vidro) de 1 a 100 camadas desta solução sobre a camada de adesão contendo a solução aniônica.B) Cationic solution: solution of a positively charged polymer (cationic polymer) or positively charged hybrid materials, of molar mass 1000 g / mol to 5 x 10 6 g / mol, in aqueous, organic or ionic solvent, in a concentration of 10 ' 7 M to 2 M, more precisely poly (allylamine hydrochloride) of 70,000 g / mol molar mass and 10' 2 M concentration (calculated based on the monomer) in aqueous solution, pH 4.0. To this can be added a solution of silica nanoparticles of the Ludox® type or similar, of any particle size to the PAH solution. This silica nanoparticle solution diluted from 10 to 0.01%. Then, 1 to 100 layers of this solution are deposited on the substrate (which in this example embodiments of the invention was glass) on the adhesion layer containing the anionic solution.

Deposição das nanopartículasDeposition of nanoparticles

14/22 [068] As nanopartículas de sílica são tratadas com qualquer composto do tipo silano que as torne hidrofóbicas, mais precisamente com dimetildiclorosilano. Podendo ou não nesta etapa adquirir comercialmente as nanopartículas de sílica. Prepara-se uma solução com as nanopartículas em solvente orgânico, preferencialmente tolueno em uma concentração que pode variar de 0.05% a 50%, preferencialmente 2%, observando-se o nível de espalhamento das partículas e procurando minimizá-los.14/22 [068] Silica nanoparticles are treated with any silane-type compound that makes them hydrophobic, more precisely with dimethyldichlorosilane. Whether or not you can purchase silica nanoparticles commercially at this stage. A solution is prepared with the nanoparticles in organic solvent, preferably toluene in a concentration that can vary from 0.05% to 50%, preferably 2%, observing the level of spreading of the particles and trying to minimize them.

[069] A solução de nanopartículas é depositada via dipcoating nos substratos transparentes (Figura 3) a velocidades de 0,1 mm/s a 100 mm/s, preferencialmente de 1 mm/s. Após realizar o dipcoating com a solução de nanopartículas de sílica em tolueno, deixa-se o filme obtido secar por 2 a 48h entre 0° C a 50° C, preferencialmente por 24 horas a temperatura ambiente. A deposição da solução de nanopartículas nesta etapa também pode ser feita via spin coating.[069] The nanoparticle solution is deposited via dipcoating on the transparent substrates (Figure 3) at speeds of 0.1 mm / s to 100 mm / s, preferably 1 mm / s. After performing the dipcoating with the solution of nanoparticles of silica in toluene, the film obtained is allowed to dry for 2 to 48 hours between 0 ° C to 50 ° C, preferably for 24 hours at room temperature. The deposition of the nanoparticle solution in this step can also be done via spin coating.

[070] Para melhorar a adesão da camada no substrato pode-se proceder uma limpeza da superfície vítrea (se o substrato for vidro) por imersão em 20% de ácido nítrico durante 2 horas, seguido de água deionizada para enxaguar e secar à temperatura ambiente. Posteriormente é realizada uma imersão em uma solução com proporções 70:30 de água deionizada: peróxido de hidrogênio 30% (H2O2) por 45 minutos a cerca de 70° C. Em seguida, 5 mL de NH4OH foram lançadas para cada 100 ml de Η2Ο na solução. Após esfriamento, as lâminas de vidro são lavadas com água deionizada e secas em metanol.[070] To improve the adhesion of the layer to the substrate, the glass surface can be cleaned (if the substrate is glass) by immersion in 20% nitric acid for 2 hours, followed by deionized water to rinse and dry at room temperature. . Subsequently, an immersion in a solution with 70:30 proportions of deionized water: 30% hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) for 45 minutes at about 70 ° C is performed. Then, 5 mL of NH4OH were released for every 100 ml of Η 2 Ο in the solution. After cooling, the glass slides are washed with deionized water and dried in methanol.

[071] A solução aniônica deve sempre ser aplicada em conjunto com a solução catiônica. A aplicação deve ser feita preferencialmente em camadas alternadas (p. ex. camada aniônica + camada catiônica, ou vice-versa). Está prevista também a aplicação consecutiva de uma mesma camada aniônica antes da aplicação da camada catiônica e vice-versa. O número de camadas desta solução que devem ser depositadas no substrato antes da aplicação da solução catiônica pode variar de 1 a 50 dependendo da espessura desejada das camadas. Preferencialmente para proporcionar uma boa adesão das[071] The anionic solution must always be applied together with the cationic solution. The application should preferably be done in alternating layers (eg anionic layer + cationic layer, or vice versa). It is also foreseen the consecutive application of the same anionic layer before the application of the cationic layer and vice versa. The number of layers of this solution that must be deposited on the substrate before applying the cationic solution can vary from 1 to 50 depending on the desired thickness of the layers. Preferably to provide good adhesion of the

15/22 nanopartículas de sílica ao substrato é necessária uma camada aniônica e uma catiônica.15/22 silica nanoparticles to the substrate require an anionic and a cationic layer.

Obtenção de Filmes finos de PTFE via Evaporação Térmica [072] A técnica de evaporação térmica consiste em aquecer o material a ser depositado a uma determinada temperatura, na qual a sua pressão de vapor seja suficientemente alta, de forma que suas partículas evaporem e se depositem no substrato. Pelo fato do material estar confinado em um ambiente de baixa pressão, a temperatura de evaporação será menor do que se estivesse à pressão atmosférica. Essa técnica faz parte de um processo conhecido como deposição física de vapor (PVD) e consiste basicamente em etapas. A primeira consiste na emissão de átomos ou moléculas do material a ser depositado devido ao seu aquecimento por uma fonte com aquecimento resistiva e desta forma têm-se a transformação do estado sólido para o estado gasoso. Em segundo as espécies evaporadas deslocam-se, pelo livre caminho médio, até o substrato onde sofrem condensação formando pequenos núcleos com poucos nanômetros. Através da interação físico-química das espécies evaporadas, estes núcleos crescem até formar um filme contínuo e dependendo dos parâmetros do processo de deposição os filmes podem apresentar características distintas.Obtaining PTFE thin films via thermal evaporation [072] The thermal evaporation technique consists of heating the material to be deposited at a certain temperature, in which its vapor pressure is sufficiently high, so that its particles evaporate and settle on the substrate. Because the material is confined to a low pressure environment, the evaporation temperature will be lower than if it were at atmospheric pressure. This technique is part of a process known as physical vapor deposition (PVD) and basically consists of steps. The first consists in the emission of atoms or molecules of the material to be deposited due to its heating by a source with resistive heating and in this way the transformation from the solid state to the gaseous state takes place. Secondly, the evaporated species move, through the free medium path, to the substrate where they undergo condensation, forming small nuclei with a few nanometers. Through the physical-chemical interaction of the evaporated species, these nuclei grow to form a continuous film and depending on the parameters of the deposition process, the films may have different characteristics.

[073] Na Figura 4 apresenta-se um esquema do que seria um sistema simples de PVD via evaporação resistiva, onde se pode observar que o material a ser depositado (amostra), é depositada sobre uma fonte de aquecimento resistivo, com a câmara sob baixa pressão devido a atuação da bomba de vácuo. O substrato fica posicionado acima da amostra, e o ajuste de altura do mesmo controla a uniformidade do filme a ser depositado. A taxa de evaporação é controlada pela temperatura e pressão, e pelo tempo de evaporação da amostra é possível controlar a espessura do filme depositado.[073] Figure 4 shows a scheme of what would be a simple PVD system via resistive evaporation, where it can be seen that the material to be deposited (sample), is deposited on a resistive heating source, with the chamber under low pressure due to vacuum pump operation. The substrate is positioned above the sample, and its height adjustment controls the uniformity of the film to be deposited. The evaporation rate is controlled by temperature and pressure, and by the sample evaporation time, it is possible to control the thickness of the deposited film.

[074] Os filmes depositados de PTFE via PVD tiveram uma taxa de deposição aproximada de 260nm em 30 minutos e pressão de 10'5 Torr.[074] PTFE deposited films via PVD had a deposition rate of approximately 260nm in 30 minutes and a pressure of 10 ' 5 Torr.

[075] O objetivo era de obter filmes com espessuras aproximadamente iguais a 111 nm, na região do visível, e de 203 nm para a região do infravermelho.[075] The objective was to obtain films with thicknesses approximately equal to 111 nm, in the visible region, and 203 nm for the infrared region.

16/22 [076] Com os valores de espessuras de 111 nm e 203 nm, podemos desta forma obter antirreflexão para um filme de PTFE sobre o substrato de vidro, no entanto além dessa camada de PTFE que pode agir como revestimento interferométrico, os filmes possuem uma camada de aglomerados de nanopartículas de sílica, que se assemelha a um revestimento de índice gradual.16/22 [076] With the thickness values of 111 nm and 203 nm, we can thus obtain antireflection for a PTFE film on the glass substrate, however in addition to this PTFE layer that can act as an interferometric coating, the films they have a layer of silica nanoparticle clusters, which resembles a graded index coating.

[077] Valores possíveis para as espessuras do filme de PTFE depositado sobre a camada dos aglomerados de nanopartículas de sílica são de 111 nm a 203 nm e os melhores resultados para o infravermelho próximo foram obtidos para as espessuras próximas ou iguais a 200 nm, uma vez que há menores perdas por espalhamento.[077] Possible values for the thickness of the PTFE film deposited on the layer of the silica nanoparticle clusters are from 111 nm to 203 nm and the best results for the near infrared were obtained for thicknesses close to or equal to 200 nm, an since there are less scatter losses.

[078] Esta mesma camada pode também ser realizada por outras técnicas de evaporação, tais como sputteríng, canhão de elétrons, CVD, etc. ou qualquer outra que permita a obtenção de filmes de PTFE.[078] This same layer can also be carried out by other evaporation techniques, such as sputtering, electron gun, CVD, etc. or any other that allows obtaining PTFE films.

[079] Para a rota contendo filme de aerogel de sílica como revestimento interferométrico, faz-se a deposição do filme de PTFE em torno de 10 nm -100 nm, preferencialmente de 50 nm.[079] For the route containing silica airgel film as an interferometric coating, the PTFE film is deposited at around 10 nm -100 nm, preferably 50 nm.

Obtenção do Aerogel [080] O preparo do aerogel de sílica, para ser utilizado na metodologia 3, é feito a partir da pré-hidrólise de precursores de TEOS ou TMOS, onde o precursor é diluído em solvente alcoólico e água em condições ácidas, em temperatura entre 10° C - 80° C sob agitação mecânica ou magnética por 10180 min, de acordo com as razões molares: (0.1-10)/(0.1-10)/(0.1-10)/(10'5-10' 1) para precursor/ãlcool/H20/ácido. Preferencialmente utilizando-se TEOS em etanol e água em condições ácidas a 60° C sob 90 min. em agitação, de acordo com a seguinte razão molar: 1:3.8:1.1:1.10’3 para respectivamente TEOS:Etanol:H2O:HCI.Obtaining the Airgel [080] The preparation of the silica airgel, to be used in methodology 3, is made from the prehydrolysis of precursors of TEOS or TMOS, where the precursor is diluted in alcoholic solvent and water under acidic conditions, in temperature between 10 ° C - 80 ° C under mechanical or magnetic stirring for 10180 min, according to the molar ratios: (0.1-10) / (0.1-10) / (0.1-10) / (10 ' 5 -10' 1 ) for precursor / alcohol / H2O / acid. Preferably using TEOS in ethanol and water in acidic conditions at 60 ° C under 90 min. under stirring, according to the following molar ratio: 1: 3.8: 1.1: 1.10 ' 3 for TEOS: Ethanol: H2O: HCI respectively.

[081] Após a agitação foi adicionado uma solução básica em solvente alcoólico a uma temperatura entre 10-80° C, resultando em uma razão molar: (0.1-10)/(1-100)/(0.1-10)/(10'5-10'1)/(10'5-10’1) para respectívamente precursor/álcool/H2O/ácído/base. A solução resultante é levada à estufa a 1017/22[081] After stirring, a basic solution in alcoholic solvent was added at a temperature between 10-80 ° C, resulting in a molar ratio: (0.1-10) / (1-100) / (0.1-10) / (10 ' 5 -10' 1 ) / (10 ' 5 -10' 1 ) for the respective precursor / alcohol / H 2 O / acid / base, respectively. The resulting solution is taken to the greenhouse at 1017/22

110° C por 2 a 48 horas. Preferencialmente utilizando-se uma solução de hidróxido de amônia aquosa com etanol à temperatura ambiente, resultando na seguinte razão molar: 1:38.8:3.6:1.10'3:2.10‘3 para respectivamente TEOS:Etanol:H2O:HCI:NH4OH. A solução resultante é levada à estufa a 50° C por 24 horas.110 ° C for 2 to 48 hours. Preferably using a solution of aqueous ammonium hydroxide with ethanol at room temperature, resulting in the following molar ratio: 1: 38.8: 3.6: 1.10 ' 3 : 2.10' 3 for TEOS: Ethanol: H2O: HCI: NH 4 OH respectively. The resulting solution is taken to the oven at 50 ° C for 24 hours.

[082] Após a etapa de envelhecimento o aerogel formado, e este foi lavado em solvente alcoólico e orgânico apoiar e depois derívatizado com um clorosilano em solução de solvente apoiar a uma razão molar de metil:Si equivalente a (0.1-10)(0.1-10). O gel derívatizado é diluído em solvente apoiar e sonicado por um período de 2 a 120 minutos para a deposição de um filme via a técnica de dipcoating. Preferencialmente o aerogel formado é lavado em etanol e hexano e depois derívatizado com trimetilclorosilano, em solução de hexano a uma razão molar de metil:Si equivalente a 1:1.83. O gel derívatizado é diluído em hexano e sonicado por um período de 20 a 25 minutos para a deposição de um filme via a técnica de dipcoating ou spin coating, preferencialmente dipcoating. EXEMPLOS [083] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma. Os experimentos aqui detalhados foram feitos a partir das condições preferenciais, descritas no item anterior.[082] After the aging step the airgel formed, and it was washed in an alcoholic and organic solvent and then derivatized with a chlorosilane in a solvent solution, supporting a molar ratio of methyl: Si equivalent to (0.1-10) (0.1 -10). The derivatized gel is diluted in a backing solvent and sonicated for a period of 2 to 120 minutes for the deposition of a film via the dipcoating technique. Preferably, the formed airgel is washed in ethanol and hexane and then derivatized with trimethylchlorosilane, in a hexane solution at a 1: 1.83 methyl: Si molar ratio. The derivatized gel is diluted in hexane and sonicated for a period of 20 to 25 minutes for the deposition of a film via the dipcoating or spin coating technique, preferably dipcoating. EXAMPLES [083] The examples shown here are intended only to exemplify one of the countless ways of carrying out the invention, however without limiting its scope. The experiments detailed here were made from the preferred conditions, described in the previous item.

Revestimentos preparados via Metodologias 1 e 2 sem camada de adesão.Coatings prepared via Methodologies 1 and 2 without adhesion layer.

Ângulo de Contato e Histerese Angular [084] As medidas de ângulo de contato e histerese angular foram realizadas para os substratos preparados via metodologia 1, onde foram encontrados valores em torno de 161°±2° para o ângulo de contato estático e de 11° para a histerese angular (Figura 5).Contact Angle and Angular Hysteresis [084] The contact angle and angular hysteresis measurements were performed for substrates prepared via methodology 1, where values of around 161 ° ± 2 ° were found for the static and 11 ° contact angle for angular hysteresis (Figure 5).

[085] Para a metodologia 2, os valores medidos do ângulo de contato foram em tomo de 167°±2° e para a histerese angular em torno de 2° (Figura 6).[085] For methodology 2, the measured values of the contact angle were around 167 ° ± 2 ° and for angular hysteresis around 2 ° (Figure 6).

[086] O filme de nanopartículas de sílica recoberto com PTFE apresenta uma ótima superhidrofobicidade dinâmica (elevado ângulo de contato, 167°) e uma[086] The silica nanoparticle film coated with PTFE has an excellent dynamic superhydrophobicity (high contact angle, 167 °) and a

18/22 baixa histerese angular (o filme tornou-se um revestimento com propriedade autolimpante).18/22 low angular hysteresis (the film has become a self-cleaning coating).

índice de Refração e Transmitância Óptica [087] A Figura 7 apresenta as medidas de transmitância óptica para a região do visível onde é possível observar que, para a metodologia 1, há uma transmitância óptica acima da transmitância do vidro, no entanto ainda baixa para ser considerado um revestimento antirrefletor. Na metodologia 2, há uma melhora na transmitância do conjunto. No entanto, apesar do filme resultante ser transparente, a transmitância ainda é baixa para que o revestimento seja considerado antirrefletor ideal (filme com transmitância de conjunto substrato + filmes em torno de 99%).Refraction and Optical Transmittance Index [087] Figure 7 shows the optical transmittance measures for the visible region where it is possible to observe that, for methodology 1, there is an optical transmittance above the glass transmittance, however still low to be considered an anti-reflective coating. In methodology 2, there is an improvement in the transmittance of the set. However, although the resulting film is transparent, the transmittance is still low so that the coating is considered to be the ideal anti-reflector (film with substrate set transmittance + films around 99%).

[088] Foram realizadas medidas de transmitância com luz polarizada, sendo que para a polarização P temos a mesma paralela, enquanto a polarização S apresenta-se como sendo perpendicular ao plano de incidência do feixe. Na Figura 8 tem-se o gráfico com luz polarizada a um ângulo de 20° para polarização P, onde se observa a transmitância na região do visível para os filmes das metodologias 1 e 2 comparados com uma lâmina de vidro limpa. [089] Além de medidas com polarizada na direção P, foram realizadas medidas com polarização S, para verificar o comportamento das curvas de transmitância para ambas as polarizações com um ângulo de incidência de 20°. Desta forma na Figura 9 são apresentadas as medidas de transmitância para polarização S, onde se observa na região do visível os valores obtidos para os filmes das metodologias 1 e 2 comparados com uma lâmina de vidro sem filme. [090] Ao comparar as curvas de transmitância apresentadas nas Figuras 8 e 9 com as curvas da Figura 7 é possível observar que mesmo com luz polarizada com um ângulo de incidência de 20° o decréscimo da transmitância é muito baixo, sendo menos de 2% para a polarização S, ou seja, mesmo em ângulo com luz polarizada os filmes das metodologias 1 e 2 apresentam boa transmitância óptica. Foram também realizadas medidas de transmitância óptica na região do infravermelho (Figura 10).[088] Transmittance measurements were carried out with polarized light, and for polarization P we have the same parallel, while polarization S appears as being perpendicular to the plane of the beam's incidence. Figure 8 shows the graph with polarized light at an angle of 20 ° for polarization P, where the transmittance in the visible region is observed for the films of methodologies 1 and 2 compared to a clean glass slide. [089] In addition to measurements with polarization in the P direction, measurements with S polarization were performed to verify the behavior of the transmittance curves for both polarizations with an incidence angle of 20 °. Thus, in Figure 9, the transmittance measurements for S polarization are presented, where the values obtained for the films of methodologies 1 and 2 are observed in the visible region compared to a glass slide without film. [090] When comparing the transmittance curves shown in Figures 8 and 9 with the curves in Figure 7, it is possible to observe that even with polarized light with an incidence angle of 20 ° the decrease in transmittance is very low, being less than 2% for S polarization, that is, even at an angle with polarized light, the films of methodologies 1 and 2 present good optical transmittance. Optical transmittance measurements were also performed in the infrared region (Figure 10).

19/22 [091] A Figura 11 apresenta as curvas de transmitância com polarização P, com um ângulo de incidência de 20°, para a região do infravermelho. Com polarização S a um ângulo de incidência de 20° obteve-se as curvas de transmitância apresentadas na Figura 12.19/22 [091] Figure 11 shows the transmittance curves with P polarization, with an incidence angle of 20 °, for the infrared region. With polarization S at an incidence angle of 20 °, the transmittance curves shown in Figure 12 were obtained.

[092] Ao compararmos as medidas de transmitância obtidas na região do visível e na região do infravermelho é possível observar que para o infravermelho os valores são maiores, indicando uma melhor transmitância. O mesmo ocorre, porque os comprimentos de ondas incidentes na região do infravermelho são maiores do que os da região do visível, assim verifica-se a possibilidade dos agregados micrométricos, formado pelas nanopartículas de sílica, causarem espalhamento de luz na região do visível.[092] When comparing the transmittance measurements obtained in the visible and in the infrared region, it is possible to observe that for the infrared the values are higher, indicating a better transmittance. The same occurs, because the wavelengths incident in the infrared region are greater than those in the visible region, thus there is a possibility that micrometric aggregates, formed by silica nanoparticles, cause light scattering in the visible region.

Revestimentos preparados via Metodologia 3 sem camada de adesão.Coatings prepared via Methodology 3 without adhesion layer.

Ângulo de Contato e Histerese Angular [093] Para o filme obtido via metodologia 3, os valores de ângulo de contato foram em torno de 155°, e da histerese angular baixa, em torno de 2° (Figura 13). Podemos verificar que a partir de uma superfície hidrofílica obtivemos uma superhidrofóbica, apenas diminuindo a energia de superfície ao adicionarmos o PTFE, e nanotexturizando a mesma pela deposição via PVD do PTFE.Contact Angle and Angular Hysteresis [093] For the film obtained via methodology 3, the contact angle values were around 155 °, and for low angular hysteresis, around 2 ° (Figure 13). We can verify that from a hydrophilic surface we obtained a superhydrophobic one, just decreasing the surface energy when adding PTFE, and nanotexturing it by deposition via PVD of PTFE.

[094] Devido ao baixo valor da histerese angular e ao alto ângulo de contato o filme apresenta propriedades de autolimpeza (self-cleaning). Pode-se obrservar na Figura 14, que a superfície do filme repele a água, desta forma, apresenta a capacidade de remover os contaminantes da superfície, num processo de autolimpeza provocado pelo deslocamento das gotas que arrastam as impurezas depositadas na superfície.[094] Due to the low value of the angular hysteresis and the high contact angle, the film has self-cleaning properties. It can be observed in Figure 14, that the surface of the film repels water, in this way, it has the ability to remove contaminants from the surface, in a self-cleaning process caused by the displacement of the drops that drag the impurities deposited on the surface.

índice de Refração e Transmitância Óptica [095] Mediram-se os valores dos índices de refração, utilizando a técnica de elipsometria, dos filmes de aerogel de sílica sendo de aproximadamente 1.28, para o aerogel menos poroso (com baixo volume de etanol), e de 1.22 para o aerogel mais poroso (produzido com alto volume de etanol). O índice de refração do PTFE é de 1,35, no entanto nessa metodologia o filme de PTFE é tão fino, de modo a interferir o menos possível ao conjunto da metodologia 3,Refraction index and optical transmittance [095] The values of the refraction indexes were measured, using the ellipsometry technique, of the silica airgel films being approximately 1.28, for the less porous airgel (with low volume of ethanol), and 1.22 for the most porous airgel (produced with a high volume of ethanol). The refractive index of PTFE is 1.35, however in this methodology the PTFE film is so thin, so as to interfere as little as possible with the set of methodology 3,

20/22 pois nesse conjunto o filme que atua como um revestimento interferométrico é o filme de aerogel de sílica e as nanoparticulas de silica continuam atuando como um revestimento não homogêneo de índice gradual. A Figura 15 apresenta as curvas de transmitância em incidência normal para os filmes da metodologia 3 na região do visível.20/22 because in this set the film that acts as an interferometric coating is the silica airgel film and the silica nanoparticles continue to act as an inhomogeneous graded-index coating. Figure 15 shows the transmittance curves in normal incidence for the films of methodology 3 in the visible region.

[096] Foram realizadas medidas em ângulo com luz polarizada (Figura 16) para a transmitância em polarização P, paralela ao plano de incidência do feixe, a um ângulo de 20°.[096] Measurements were made at an angle with polarized light (Figure 16) for transmittance in polarization P, parallel to the plane of incidence of the beam, at an angle of 20 °.

[097] A Figura 17 mostra as curvas de transmitância para a metodologia 3 com polarização S, perpendicular ao plano de incidência do feixe, a um ângulo de 20° .[097] Figure 17 shows the transmittance curves for methodology 3 with S polarization, perpendicular to the beam incidence plane, at an angle of 20 °.

[098] Comparando todas as curvas de transmitância, observa-se que mesmo em ângulo e com luz polarizada a perda de transmitância é muito baixa, cerca de 1% para a região do visível. As Figuras 15-17 mostram que os filmes da metodologia 3 apresentaram altos valores de transmitância óptica, sendo de fato filmes com propriedades antirrefletoras para região do visível, no entanto a medida que o comprimento de onda diminui, abaixo de 650nm, percebe-se que a transmitância começa a diminuir, isso se deve possivelmente aos agregados micrométricos de nanoparticulas de sílica que causam fenômenos de espalhamento. No filme que contém o aerogel de sílica, ocorre mesmo fenômeno de perda de transmitância óptica para comprimentos de onda menores que 650nm, o que de fato é esperado, pois um aerogel poroso, dependendo do tamanho de seus poros pode causar espalhamento de luz da mesma maneira que os agregados de nanoparticulas de sílica.[098] Comparing all transmittance curves, it is observed that even at an angle and with polarized light the loss of transmittance is very low, about 1% for the visible region. Figures 15-17 show that the films of methodology 3 showed high values of optical transmittance, being in fact films with anti-reflective properties for the visible region, however as the wavelength decreases, below 650nm, it is noticed that transmittance begins to decrease, this is possibly due to micrometric aggregates of silica nanoparticles that cause scattering phenomena. In the film containing the silica airgel, there is the same phenomenon of loss of optical transmittance for wavelengths less than 650nm, which is in fact expected, because a porous airgel, depending on the size of its pores, can cause light scattering of the same as the aggregates of silica nanoparticles.

[099] Foram também realizadas medidas de transmitância para a região do infravermelho, para incidência normal as curvas referentes a metodologia 3 estão apresentadas na Figura 18, onde podemos observar que os valores de transmitância são bem altos. Nessa faixa de comprimento de onda o conjunto da rota 3 atua como um revestimento antirrefletor dentro do denominado “estado da arte” apresentando uma transmitância acima de 99,5% na faixa de comprimento de onda de 1600nm e 2100nm.[099] Transmittance measures were also taken for the infrared region, for normal incidence the curves referring to methodology 3 are shown in Figure 18, where we can see that the transmittance values are quite high. In this wavelength range, the set of route 3 acts as an anti-reflective coating within the so-called “state of the art” presenting a transmittance above 99.5% in the 1600nm and 2100nm wavelength range.

21/22 [100] As medidas de transmitância apresentadas na figura anterior mostram que os filmes são antirrefletores e apresentam uma transmitância bem maior que a do vidro nessa região do espectro, no entanto a medida que diminuímos o comprimento de onda a transmitância óptica diminui, mantendo-se acima da transmitância do substrato de vidro com mais de 4%, o que já é significativo para algumas aplicações. A Figura 19 apresenta as curvas de transmitância para polarização P a um ângulo de incidência de 20°, onde é possível observar o comportamento antirrefletor dos filmes da metodologia 3, da mesma maneira que na Figura 18.21/22 [100] The transmittance measures shown in the previous figure show that the films are anti-reflective and have a much higher transmittance than that of glass in this region of the spectrum, however as we decrease the wavelength the optical transmittance decreases, remaining above the transmittance of the glass substrate with more than 4%, which is already significant for some applications. Figure 19 shows the transmittance curves for polarization P at an angle of incidence of 20 °, where it is possible to observe the anti-reflective behavior of the films of methodology 3, in the same way as in Figure 18.

[101] Foram realizadas medidas de transmitância com polarização S a um ângulo de 20° para a região do infravermelho, as curvas obtidas estão apresentadas na Figura 20.[101] Transmittance measurements were carried out with S polarization at an angle of 20 ° to the infrared region, the curves obtained are shown in Figure 20.

[102] As curvas de transmitância com luz polarizada na região do infravermelho apresentaram uma perda de menos de 2% na transmitância óptica quando comparada com as curvas de incidência normal, o que mostra que os filmes obtidos são de boa qualidade, em termos de transmitância óptica, não apenas para incidência normal, mas sim para altos ângulos de incidência e com luz polarizada. As medidas de transmitância óptica para os filmes da metodologia 3 apresentaram um grande avanço em termos da obtenção de revestimentos antirrefletores com propriedades autolimpantes em substratos de vidro. Os filmes possuem propriedades antirrefletoras, que para algumas faixas de comprimento de onda apresentam refletividade menor que 1%, apresentando uma transmitância óptica acima de 99%, e uma baixa perda de transmitância com luz polarizada em altos ângulos de incidência do feixe, menos de 2%.[102] The transmittance curves with polarized light in the infrared region showed a loss of less than 2% in optical transmittance when compared to the normal incidence curves, which shows that the films obtained are of good quality, in terms of transmittance optics, not just for normal incidence, but for high incidence angles and with polarized light. The optical transmittance measures for the films of Methodology 3 showed a great advance in terms of obtaining anti-reflective coatings with self-cleaning properties on glass substrates. The films have anti-reflective properties, which for some wavelength ranges have reflectivity less than 1%, with an optical transmittance above 99%, and a low loss of transmittance with polarized light at high beam incidence angles, less than 2 %.

[103] Desse modo, o processo/método revelado no presente pedido de patente permite a obtenção de uma superfície superhidrofóbica e refletora que apresenta a possibilidade de aplicações diversas e sem limitação como, por exemplo, no recobrimento de janelas de aeronaves e automóveis, superfícies de difícil acesso em edificações como teto e janelas, células solares, lentes em óculos, máquinas fotográficas, sensores e dispositivos ópticos em geral. Por[103] In this way, the process / method disclosed in the present patent application allows the obtainment of a superhydrophobic and reflective surface that presents the possibility of diverse applications without limitation, such as, for example, the covering of aircraft and automobile windows, surfaces difficult to access in buildings such as roofs and windows, solar cells, eyeglass lenses, cameras, sensors and optical devices in general. Per

22/22 exemplo, em edificações, as propriedades superhidrofóbicas propiciam a autolimpeza destas superfícies com a simples ação da chuva ou com um fluxo d’água. Por outro lado, elas permitem maior passagem da luz, aumentando a eficiência destes componentes ou de dispositivos em geral.22/22 example, in buildings, the superhydrophobic properties provide the self-cleaning of these surfaces with the simple action of rain or with a flow of water. On the other hand, they allow greater passage of light, increasing the efficiency of these components or devices in general.

[104] Esse revestimento consiste em três camadas, a saber, nanopartículas de sílica, aerogel de sílica e politetrafluoretileno, depositados por processos simples e de baixo custo. Dependo do substrato e da aplicação, o revestimento apresenta ainda uma camada de adesão entre o substrato transparente e as nanopartículas de sílica. Especificamente na condição do vidro como substrato, utiliza-se uma camada de adesão produzida a partir de uma solução aniônica e outra solução catiônica.[104] This coating consists of three layers, namely, silica nanoparticles, silica airgel and polytetrafluoroethylene, deposited by simple and low-cost processes. Depending on the substrate and application, the coating also has an adhesion layer between the transparent substrate and the silica nanoparticles. Specifically in the condition of glass as a substrate, an adhesion layer produced from an anionic solution and another cationic solution is used.

[105] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.[105] Those skilled in the art will value the knowledge presented here and will be able to reproduce the invention in the modalities presented and in other variants, covered by the scope of the attached claims.

1/11/1

Claims (10)

ReivindicaçõesClaims 1. Processo de obtenção de revestimento superhidrofóbico antirrefletor caracterizado por compreender a etapa de deposição de nanopartículas via dipcoating ou via spin coating em um substrato transparente.1. Process of obtaining a superhydrophobic antireflective coating characterized by understanding the stage of deposition of nanoparticles via dipcoating or via spin coating on a transparent substrate. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender a etapa de deposição de filme polimérico via evaporação resistiva.Process according to claim 1, characterized in that it additionally comprises the step of deposition of polymeric film via resistive evaporation. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por adicionalmente compreender a etapa de deposição de camada de aerogel, camada esta que está entre as nanopartículas e o filme polimérico.Process according to claim 2, characterized in that it additionally comprises the step of depositing the airgel layer, which layer is between the nanoparticles and the polymeric film. 4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por adicionalmente compreender a etapa prévia de aplicação de pelo menos uma camada obtida a partir da combinação da solução aniônica e da solução catiônica.Process according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it additionally comprises the previous step of applying at least one layer obtained from the combination of the anionic solution and the cationic solution. 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado peio substrato transparente ser vidro com índice de refração entre 1,3 e 1,9.Process according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the transparent substrate is glass with a refractive index between 1.3 and 1.9. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelas nanopartículas serem nanopartículas de sílica.Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the nanoparticles are silica nanoparticles. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo filme polimérico ser um filme do polímero politetrafluoroetileno.Process according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the polymeric film is a film of the polytetrafluoroethylene polymer. 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo filme polimérico ser um filme do polímero politetrafluoroetileno.Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the polymeric film is a polytetrafluoroethylene polymer film. 9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo filme polimérico ser um filme do polímero politetrafluoroetileno.Process according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the polymeric film is a polytetrafluoroethylene polymer film. 10. Produto caracterizado por ser obtido pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.10. Product characterized by being obtained by the process as defined in any one of claims 1 to 9. 1/101/10
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