專利名稱：一種通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減反射增透玻璃領(lǐng)域，具體涉及ー種通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法。
背景技術(shù)：
玻璃主要應(yīng)用于建筑 物的門窗等，其主要作用是擋風(fēng)透光。普通玻璃的反射率在8%以上，存在炫目刺眼和投射影像的清晰度低等問題。減反射玻璃將光的反射率由8%降低到3%以下，同時(shí)使得90%以上的光線可以穿透。目前國內(nèi)外多采用提拉鍍膜的方法增加玻璃的透過性，該方法對エ藝精度要求較高，制備エ藝以及エ藝條件較為復(fù)雜，所需設(shè)備昂貴，成本較高，且對膜料和被鍍件也有一定的限制，并且易出現(xiàn)膜層不均勻、易脫落等問題。丹麥Sunarc公司研制出了采用浸蝕的方法制備減反射玻璃的一種新的生產(chǎn)エ藝，但該公司一直將技術(shù)保密，沒有公開發(fā)明。北京市天陽能研究所有限公司對浸蝕減反射玻璃也做了大量相關(guān)的研究，但存在生產(chǎn)エ藝耗時(shí)長、エ藝復(fù)雜的問題，針對上述問題，本發(fā)明對浸蝕法進(jìn)行了深入研究，提供ー種エ藝簡單、耗時(shí)短、成本低的減反射增透玻璃的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種エ藝簡單、耗時(shí)短、成本低、透過率高的減反射增透玻璃的制備方法，本發(fā)明具體提供ー種通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法。本發(fā)明提供ー種通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其主要包括酸洗、選蝕；所述酸洗是將玻璃放入酸洗液中進(jìn)行洗滌，所述酸洗液由H2SiF6、山梨醇或丙三醇、硼酸配制而成；所述選蝕為將酸洗后的玻璃放入選蝕液中進(jìn)行選蝕，所述選蝕液由H2SiF6. SiO2、硼酸配制而成。所述酸洗液中各物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為20 40%H2SiF6、0.8 3.0%山梨醇或
O.6% 2. 5丙三醇、2 10%。硼酸；進(jìn)一步優(yōu)選32%H2SiF6、l. 0%山梨醇或O. 8%丙三醇、4%。砸酸。另外，所述酸洗為室溫下酸洗2 Smin。所述選蝕液中各物質(zhì)的質(zhì)量百分含量分別為15 40% H2SiF6.0. 9 1.8%SiO2,4 10% 硼酸，進(jìn)ー步優(yōu)選36% H2SiF6U. 5% Si02、8% 硼酸。所述選蝕的溫度為50 60°C，優(yōu)選56°C，所述選蝕的時(shí)間為15 30min，優(yōu)選22min。在所述酸洗步驟之前還可以包括醇洗，所述醇洗為將玻璃放入無水こ醇中，超聲清洗5 IOmin。另外，在選蝕過程中以循環(huán)或攪拌強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)。另外，所述的選蝕液的配制是以水為溶劑配制H2SiF6、SiO2的懸濁液，再向上述懸濁液中加入硼酸。
本發(fā)明采用一種浸蝕的方法把玻璃表面的氧化鈉、氧化鈣等選擇性地腐蝕掉，只保留ニ氧化硅骨架，形成一個(gè)ニ氧化硅薄層，當(dāng)薄膜的厚度適當(dāng)時(shí)，在薄膜的兩個(gè)面上反射的光，路程差恰好等于半個(gè)波長，因而能夠發(fā)生相消干渉。這就大大減少了光的反射損失，增強(qiáng)了透射光的強(qiáng)度。具體地，在本發(fā)明中，在進(jìn)行酸洗步驟之前，可以用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈，再將清洗干凈的玻璃放入盛有無水こ醇的容器中，使醇液沒過玻璃，超聲清洗5 lOmin，即醇洗。通過醇洗以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用。所述醇洗是為了進(jìn)ー步?jīng)坊ＡП砻妫÷栽摬襟E不會(huì)影響本發(fā)明的效果。所述酸洗，將玻璃放入以水為溶劑，由H2SiF6、山梨醇或丙三醇、硼酸配置而成的酸洗液中,在室溫下洗滌。通過酸洗可以將玻璃表面難溶性的鹽清洗掉,并使玻璃露出新鮮的剖面。所述選蝕為酸的選擇性腐蝕，選蝕所用溶液為首先以水為溶劑將H2SiF6和SiO2混 和均勻配置成懸濁液，再往懸濁液中加入硼酸，即為選蝕溶液。加入硼酸是使硼酸和氟硅酸(H2SiF6)之間建立化學(xué)平衡，穩(wěn)定溶液的PH值。選蝕溫度一般為50 60°C,選蝕時(shí)間為15 30min。在本發(fā)明中，選蝕溫度的升高會(huì)加速腐蝕時(shí)間，但也會(huì)致使溶液大量揮發(fā)，造成溶液不穩(wěn)定。選蝕時(shí)間過短不能將玻璃表面除ニ氧化硅以外的其他物質(zhì)有選擇的徹底腐蝕干凈，選蝕過長會(huì)致使ニ氧化硅骨架脫落。本發(fā)明，在選蝕過程中可用循環(huán)泵或攪拌器強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)以增加選蝕溶液的均勻性。通過本發(fā)明的方法制備的減反射增透玻璃的表面會(huì)形成一層干涉膜，增加選蝕液湍動(dòng)可減少選蝕時(shí)間，并可使表面干渉膜的均勻性得到顯著改善。以本發(fā)明的浸蝕方法所制備的減反射增透玻璃，在玻璃表面能夠觀察到ー層淡淡的干渉膜，干渉膜的顔色為淡藍(lán)色或淡紫色。出現(xiàn)紫色干渉的玻璃的透過性優(yōu)于藍(lán)色干渉，且干涉顔色越深，玻璃增透效果越好。本發(fā)明的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，與現(xiàn)有エ藝相比，エ藝簡單、選蝕時(shí)間大大縮短、成本低。通過本發(fā)明的減反射增透玻璃的制備方法能夠制備反射率小、透過率高的減反射增透玻璃，可將其廣泛應(yīng)用于太陽集熱器、光伏組件、太陽房等太陽能利用裝置。


圖I、玻璃表面分子結(jié)構(gòu)示意圖。圖2、光在單層膜上的反射示意圖。圖3、入射光和反射光在玻璃表面的干涉示意圖。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明中，如圖I所示，通過浸蝕的方法腐蝕掉玻璃表面的氧化鈉、氧化鈣，只保留ニ氧化硅骨架，形成ー個(gè)多孔ニ氧化硅薄層。如圖2及圖3所示，當(dāng)薄膜的厚度適當(dāng)吋，在薄膜的兩個(gè)面上反射的光，路程差恰好等于半個(gè)波長，發(fā)生相消干渉，因而大大減少了光的反射損失，使得透過率得以增加。實(shí)施例I首先將玻璃(廊坊市新華玻璃實(shí)業(yè)有限公司)切割成5cmX 5cm的正方形小塊；水洗，用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈；醇洗，把用水清洗干凈的玻璃放入盛有400ml無水こ醇(北京化工廠，AR)的容器中，并使醇液沒過玻璃，超聲波清洗5min，以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用； 酸洗，將玻璃放入酸洗液中，室溫酸洗2min。將玻璃表面難溶性的鹽清洗掉，并使玻璃露出新鮮的剖面。酸洗液的具體配制方法量取200g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氟硅酸(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入4g山梨醇(北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司，AR)，加I. 6g硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，然后加入195ml水配制成均勻溶液。選蝕，將酸洗后的玻璃放入下述選蝕液中50°C下選蝕15min。得到減反射增透玻
璃O選蝕過程中以循環(huán)泵強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)至選蝕結(jié)束。所述選蝕液的具體配制方法量取395g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的H2SiF6 (西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入3. 6g SiO2 (西龍化工股份有限公司，AR)，充分?jǐn)嚢枧渲瞥蓱覞嵋?，向上述懸濁液中加入I. 6g硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，混合均勻后得到選蝕液。實(shí)施例2水洗，用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈；醇洗，把用水清洗干凈的玻璃放入盛有無水こ醇的容器中，并使醇液沒過玻璃，超聲波清洗lOmin，以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用。酸洗，將玻璃放入酸洗液中，室溫酸洗8min。所述酸洗液的具體配制方法量取395g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氟硅酸(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入2. 4g丙三醇(北京化工廠，AR)，加O. Sg硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，混合均勻后配制成酸洗溶液。選蝕，將酸洗后的玻璃放入以下述方法配置的選蝕液中，在60°C下選蝕30min。選蝕液的具體配制方法先量取55g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的H2SiF6(西龍化工股份有限公司，AR)加入500ml燒杯中，以IOOml水稀釋，加入2. 7gSi02(西龍化工股份有限公司，AR)，充分?jǐn)嚢枧渲瞥蓱页匾?，向上述懸池液中加入O. 6g硼酸,混合均勻后配制成選蝕液。選蝕過程中用攪拌器強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)至選蝕結(jié)束。實(shí)施例3首先將玻璃(廊坊市新華玻璃實(shí)業(yè)有限公司)切割成5cmX5cm的正方形小塊；水洗，用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈；醇洗，把用水清洗干凈的玻璃放入盛有400ml無水こ醇(北京化工廠，AR)的容器中，并使醇液沒過玻璃，超聲波清洗5min，以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用；酸洗，將玻璃放入酸洗液中，室溫酸洗2min。將玻璃表面難溶性的鹽清洗掉，并使玻璃露出新鮮的剖面。酸洗液的具體配制方法量取200g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氟硅酸(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入3. 2g山梨醇(北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司，AR)，加4. Og硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，然后加入195ml水配制成均勻溶液。選蝕，將酸洗后的玻璃放入下述選蝕液中50°C下選蝕15min。得到減反射增透玻
璃O選蝕過程中用循環(huán)泵強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)至選蝕結(jié)束。所述選蝕液的具體配制方法量取395g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的H2SiF6(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，カロ入3. 6g SiO2(西龍化工股份有限公司，AR)，充分?jǐn)嚢枧渲瞥蓱覞嵋海蛏鲜鰬覞嵋褐屑尤?br> I.6g硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，混合均勻后得到選蝕液。

實(shí)施例4水洗，用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈；醇洗，把用水清洗干凈的玻璃放入盛有無水こ醇的容器中，并使醇液沒過玻璃，超聲波清洗lOmin，以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用。酸洗，將玻璃放入酸洗液中，室溫酸洗8min。所述酸洗液的具體配制方法量取395g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氟硅酸(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入12g山梨醇(北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司，AR)，加O. Sg硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，混合均勻后配制成酸洗溶液。選蝕，將酸洗后的玻璃放入以下述方法配置的選蝕液中，在60°C下選蝕30min。選蝕液的具體配制方法先量取300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的H2SiF6(西龍化工股份有限公司，AR)加入500ml燒杯中，以IOOml水稀釋，加入2. 7gSi02(西龍化工股份有限公司，AR)，充分?jǐn)嚢枧渲瞥蓱页匾?，向上述懸池液中加入O. 6g硼酸,混合均勻后配制成選蝕液。選蝕過程中用攪拌器強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)至選蝕結(jié)束。實(shí)施例5水洗，用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈；醇洗，把用水清洗干凈的玻璃放入盛有無水こ醇的容器中，并使醇液沒過玻璃，超聲波清洗8min，以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用。酸洗，將玻璃放入酸洗液中，室溫酸洗6min。酸洗液的具體配制方法量取320g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氟硅酸(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入80ml水稀釋，加入IOg丙三醇(北京化工廠，AR)，加1.6g硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，混合均勻后配制成酸洗溶液。選蝕，將酸洗后的玻璃放入選蝕液中，在56°C下，選蝕22min。選蝕液的具體配制方法量取360g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的H2SiF6(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入40ml水稀釋。加入6. OgSiO2(西龍化工股份有限公司，AR)，充分?jǐn)嚢枧渲瞥蓱覞嵋海蛏鲜鰬覞嵋褐屑尤?. Og硼酸，混合均勻后制得選蝕液。選蝕過程中用循環(huán)泵強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)至選蝕結(jié)束。實(shí)施例6水洗，用大量清水將玻璃表面的塵、垢等反復(fù)清洗干凈；醇洗，把用水清洗干凈的玻璃放入盛有無水こ醇的容器中，并使醇液沒過玻璃，超聲波清洗8min，以清除玻璃表面的有機(jī)物，然后將玻璃表面醇液用熱風(fēng)吹干備用。酸洗，將玻璃放入酸洗液中，室溫酸洗6min。酸洗液的具體配制方法量取320g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氟娃酸(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入80ml水稀釋，加入2. 6g丙三醇(北京化工廠，AR)，加I. 6g硼酸(北京市燕京藥業(yè)有限公司，AR)，混合均勻后配制成酸洗溶液。選蝕，將酸洗后的玻璃放入選蝕液中，在56°C下，選蝕22min。選蝕液的具體配制方法量取360g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的H2SiF6(西龍化工股份有限公司，AR)于500ml燒杯中，加入40ml水稀釋。加入6. OgSiO2(西龍化工股份有限公司，AR)，充分?jǐn)嚢枧渲瞥蓱覞嵋?，向上述懸濁液中加?. 2g硼酸，混合均勻后制得選蝕液。選蝕過程中用循環(huán)泵強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)至選蝕結(jié)束。試驗(yàn)例I透過率測試 儀器UV-752紫外/可見分光光度計(jì)玻璃透過率測試方法I、將制備好的減反射增透玻璃切割成5cmX2cm的試片，反復(fù)清洗干凈不要有污點(diǎn)和手紋。并同樣的方法處理同批次沒有浸蝕的空白玻璃作為對比例。2、打開分光光度計(jì),系統(tǒng)自檢、預(yù)熱20min。3、將樣品和空白玻璃同時(shí)放入分光光度計(jì)，以空氣透過率較零。然后從200 IOOOnm以50nm遞增分別測試樣品和空白玻璃的透過率。測試結(jié)果如表I所示。4、以樣品玻璃的透過率減去同波長下空白玻璃的透過率即為減反射增透玻璃的透過率增加值。結(jié)果表明通過本發(fā)明的方法，在減反射增透玻璃的表面能夠觀察到ー層淡淡的干涉膜，干涉膜的顏色為淡藍(lán)或淡紫色。減反射增透玻璃在200 IOOOnm波長區(qū)域增透效果最為明顯，減反射增透玻璃的透光率較原玻璃在200 400nm波段提高了 O. I 2%，在400 500nm波段提高了 2 4%，500 900nm波段提高了 4 7. 0%，在900 IOOOnm波段提高2.5 4%，全波段提高了 4 6%。在550 600nm處增透值達(dá)到最大。表I實(shí)施例及對比例的透過率(單位％)
權(quán)利要求
1.ー種通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，所述浸蝕主要包括酸洗、選蝕。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，所述酸洗是將玻璃放入酸洗液中進(jìn)行洗滌，所述酸洗液由H2SiF6、山梨醇或丙三醇、硼酸配制而成；所述選蝕為將酸洗后的玻璃放入選蝕液中進(jìn)行選蝕，所述選蝕液由H2SiF6. SiO2、硼酸配制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在干，所述酸洗液中各物質(zhì)的質(zhì)量百分含量分別為20 40 % H2SiF6,0. 8 3. O %山梨醇或O. 6 % 2. 5丙三醇、2 10%。硼酸；優(yōu)選32% H2SiF6U. 0%山梨醇或O. 8%丙三醇、4%。硼酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，室溫下酸洗2 8min。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，所述選蝕液中各物質(zhì)的質(zhì)量百分含量分別為15 40% H2SiF6,0. 9 I. 8% SiO2,4 10%。硼酸；優(yōu)選36% H2SiF6U. 5% Si02、8%。硼酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，所述選蝕的溫度為50 60°C，優(yōu)選56°C，所述選蝕的時(shí)間為15 30min，優(yōu)選22min。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任意一項(xiàng)所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，在所述酸洗步驟之前還包括醇洗，所述醇洗為將玻璃放入無水こ醇中，超聲清洗.5 IOmin0
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，在選蝕過程中以循環(huán)或攪拌強(qiáng)制選蝕液湍動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、5或6所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法，其特征在于，所述的選蝕液的配制方法是以水為溶劑配制H2SiF6.SiO2的懸濁液，再向所述懸濁液中加入硼酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及減反射增透玻璃領(lǐng)域，具體涉及一種通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法。本發(fā)明所述的通過浸蝕制備減反射增透玻璃的方法主要包括酸洗、選蝕。本發(fā)明所述的方法，與現(xiàn)有工藝相比，工藝簡單、選蝕時(shí)間大大縮短、成本低，且減反射增透玻璃的反射率大大降低、透過率顯著增加。
文檔編號C03C15/00GK102674697SQ201110066190
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者張英超, 王啟, 謝光明 申請人:北京市太陽能研究所有限公司