專利名稱：一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米鍍膜溶膠的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能轉(zhuǎn)換效率損失的原因之一在于玻璃表面對入射太陽光存在10%左右的反射損失，因此減少玻璃表面太陽光反射是提高太陽能轉(zhuǎn)換效率的有效方法。使玻璃具有減反性能的一種最簡單有效的方法就是在玻璃表面鍍一層或多層薄膜，利用薄膜的干涉相消來減少不必要的反射，從而達(dá)到增透效果。與未鍍膜光伏玻璃相比，鍍膜玻璃的透光率可以在380-2500nm寬帶范圍內(nèi)增透，透光率由原來的91%增加到98%。傳統(tǒng)的方法是采用溶膠-凝膠法分別制備TiO2溶膠和SiO2溶膠，然后將TiO2溶膠與SiO2溶膠混在一起鍍膜，用該方法制備的薄膜雖然有自潔功能，但光學(xué)透過率較差，不具有很好的減反性能。用該傳統(tǒng)方法制備的納米SiO2薄膜孔隙率大、表面能高，容易吸附周圍環(huán)境中的懸浮物，使用一段時(shí)間后，透光率明顯下降，從而限制了它的實(shí)際應(yīng)用?；蛘呤遣捎萌苣z-凝膠法在光伏玻璃表面分別鍍制一層納米SiO2薄膜和一層納米TiO2薄膜而得到雙層減反射薄膜，用該方法制備的雙層減反射薄膜具有自潔功能且增透效果較好，但鍍膜層機(jī)械強(qiáng)度較低，抗摩擦性較差，耐候性較差，不適合野外環(huán)境的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，同現(xiàn)有技術(shù)相比，以本方法制備的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠過程簡單、成本低、結(jié)構(gòu)可控，折射率連續(xù)可調(diào)，在光伏玻璃表面對可見光、紅外光具有高的透過率，鍍膜層具有優(yōu)良的耐摩擦性、耐候性和自潔功能。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是

一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，包括以下步驟第一步，制備鋁溶膠，首先配備質(zhì)量百分比為5 11 :89 95的有機(jī)鋁和純水，然后將有機(jī)鋁溶解在純水中，升溫至50°C 80°C水解反應(yīng)，I 3小時(shí)后再蒸餾O. 5 2. 5小時(shí)，然后升溫至80°C 95°C，用酸調(diào)整PH為2 5，回流反應(yīng)10 24小時(shí)，得到鋁溶膠；第二步，制備硅溶膠，首先將烷氧基硅烷和二氧化硅分散液、混合醇溶劑、純凈水以及阻聚劑按照如下質(zhì)量百分比配備，烷氧基硅烷和二氧化硅分散液混合醇溶劑純凈水阻聚劑為15 30 :53 83. 5 :0. 8 6. 8 :0 10，其中，烷氧基硅烷和二氧化硅分散液的質(zhì)量比為O.1 O. 8 I，然后將部分烷氧基硅烷和二氧化硅分散液溶于乙醇和丙三醇的混合溶劑中，用酸調(diào)PH=2 4，充分?jǐn)嚢柘戮徛尤爰兯?，加熱?5°C 80°C，水解反應(yīng)I 3小時(shí)，再添加剩余部分烷氧基硅烷，繼續(xù)反應(yīng)4 12小時(shí)后降溫至室溫，再添加阻聚劑等剩余材料繼續(xù)攪拌O. 5 I小時(shí),得到以納米二氧化娃顆粒為中心的娃溶膠；第三步，制備具有高透過率的減反射鍍膜溶膠首先將第一步制備的鋁溶膠、第二步制備的硅溶膠、混合醇溶劑、阻聚劑和干燥調(diào)節(jié)劑按照如下質(zhì)量百分比配備，鋁溶膠硅溶膠混合醇溶劑阻聚劑干燥調(diào)節(jié)劑為8.1 28. 5 26. 2 29. 9 :30. 4 50 :0. 4 2. O : 10 15，然后在混合醇溶劑分別加入硅溶膠和鋁溶膠攪拌I小時(shí)后依次加入阻聚劑和干燥調(diào)節(jié)劑，攪拌O. 5 I小時(shí)即得到具有高透過率的抗摩擦性能和耐候性能優(yōu)異的納米硅鋁溶膠鍍膜液；第四步，制備具有自潔功能的TiO2溶膠首先將有機(jī)鈦、乙醇1、純水、乙醇2、乙酸和干燥調(diào)節(jié)劑按如下質(zhì)量百分比配備，有機(jī)鈦乙醇1:純水乙醇2 :乙酸干燥調(diào)節(jié)為6 13:21 38 33 48 8 12 O.1 O. 3 7 14，然后將有機(jī)鈦緩慢添加到乙醇I溶劑中并充分?jǐn)嚢瑁倬徛渭右宜?，充分?jǐn)嚢璧萌芤篈 ;將純水添加到乙醇2中，充分?jǐn)嚢璧萌芤築 ;然后將溶液B緩慢加入到溶液A中，調(diào)PH值到2 5，充分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，升溫至60°C 90°C反應(yīng)I 2小時(shí)，降溫到室溫后再添加干燥調(diào)節(jié)劑，攪拌I 2小時(shí)后室溫靜置熟化2 5天，得TiO2溶膠；第一步所述的有機(jī)鋁為三氯化鋁、異丙醇鋁、丁氧基鋁的一種。第一步、第二步和第四步所述的酸為硝酸、硫酸、鹽酸中的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。第二步和第三步所述的混合醇為乙醇、異丙醇、丙三醇、丁醇、乙二醇或聚乙二醇中的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。第二步所述的二氧化硅分散液中大顆粒SiO2 :小顆粒3102質(zhì)量比為O.1 O. 8 :1。第二步所述的烷氧基硅烷為四乙氧基硅烷(TEOS)、四甲氧基硅烷、甲基三乙氧基娃燒、_■甲基_■乙氧基娃燒或_■苯基_■乙氧基娃燒的一種或多種，若為多種，是為任意比混
口 ο 第三步所述的阻聚劑為N甲基吡咯烷酮、甲酰胺或二甲基甲酰胺的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。第三步和第四步所述的干燥調(diào)節(jié)劑為丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、一縮二丙二醇甲醚、一縮二乙二醇乙醚、1，2己二醇的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。第四步所述的有機(jī)鈦為鈦酸丁酯(四丁氧基鈦)或異丙醇鈦的一種。本發(fā)明的有益效果是分2個(gè)步驟進(jìn)行鍍膜步驟一有機(jī)鋁先一步水解形成鋁醇溶膠，而后，烷氧基硅烷與納米二氧化硅分散液在酸性催化下共水解。兩種溶膠混合后，使得二氧化硅顆粒表面包覆著一層硅鋁醇膠。采用輥涂法、浸潰提拉法等工藝在玻璃表面先鍍制一層納米硅鋁溶膠鍍膜層。由于硅醇膠與基材(玻璃)表面具有很好的粘接性，氧化鋁溶膠具有優(yōu)異的耐磨性，因此，二氧化硅顆粒與被涂覆的基材(玻璃)既有很好的粘接性，又有良好的耐磨性。同時(shí)，由于二氧化硅顆粒的分散性，使得鍍膜膜層具有多孔隙結(jié)構(gòu)，提高了涂層的透過率。步驟二 再利用輥涂、噴涂、浸潰提拉法等鍍膜工藝在已經(jīng)固化成膜的硅鋁溶膠減反射膜上面鍍制一層TiO2溶膠膜層。TiO2薄膜的自潔功能來源于兩個(gè)方面光催化和光致超親水性，即吸附在TiO2薄膜表面的有機(jī)污染物在太陽光照射下會被降解，隨后，由于TiO2薄膜的光致超親水性，污染物和灰塵可以被雨水沖洗掉，使得TiO2鍍膜層具有自潔功能。
具體實(shí)施方式
下面以具體實(shí)施例對本方法作進(jìn)一步描述。實(shí)施例一 1.鋁溶膠制備
權(quán)利要求
1.一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步，制備鋁溶膠，首先配備質(zhì)量百分比為5 11 :89 95的有機(jī)鋁和純水，然后將有機(jī)鋁溶解在純水中，升溫至50°C 80°C水解反應(yīng)I 3小時(shí)后再蒸餾O. 5 2. 5小時(shí)，然后升溫至80°C 95°C，用酸調(diào)整PH為2 5，回流反應(yīng)10 24小時(shí)，得到鋁溶膠； 第二步，制備硅溶膠首先將烷氧基硅烷和二氧化硅分散液、混合醇溶劑、純凈水以及阻聚劑按照如下質(zhì)量百分比配備，烷氧基硅烷和二氧化硅分散液混合醇溶劑純凈水阻聚劑為15 30 53 83. 5 :0. 8 6. 8 :0 10，其中，烷氧基硅烷和二氧化硅分散液的質(zhì)量比為O.1 O. 8 I，然后將部分烷氧基硅烷和二氧化硅分散液溶于乙醇和丙三醇的混合溶劑中，用酸調(diào)PH=2 4，充分?jǐn)嚢柘戮徛尤爰兯訜嶂?5°C 80°C，水解反應(yīng)I 3小時(shí)，再添加剩余部分烷氧基硅烷，繼續(xù)反應(yīng)4 12小時(shí)后降溫至室溫，再添加阻聚劑等剩余材料繼續(xù)攪拌O. 5 I小時(shí),得到以納米二氧化娃顆粒為中心的娃溶膠； 第三步，制備高透過率的納米鍍膜溶膠首先將第一步制備的鋁溶膠、第二步制備的硅溶膠、混合醇溶劑、阻聚劑和干燥調(diào)節(jié)劑按照如下質(zhì)量百分比配備，鋁溶膠硅溶膠混合醇溶劑阻聚劑:干燥調(diào)節(jié)劑為8.1 28. 5 :26·2 29·9 :30.4 50 :0· 4 2. O : 10 15，然后在混合醇溶劑分別加入硅溶膠和鋁溶膠攪拌I小時(shí)后依次加入阻聚劑和干燥調(diào)節(jié)劑，攪拌O. 5 I小時(shí)即得到具有高透過率的抗摩擦性能和耐候性能優(yōu)異的納米硅鋁溶膠鍍膜液； 第四步，制備具有自潔功能的TiO2溶膠首先將有機(jī)鈦、乙醇1、純水、乙醇2、乙酸和干燥調(diào)節(jié)劑按如下質(zhì)量百分比配備，有機(jī)鈦乙醇1:純水乙醇2 :乙酸干燥調(diào)節(jié)為6 13 :21 38 33 48 8 12 O.1 O. 3 7 14，然后將有機(jī)鈦緩慢添加到乙醇I溶劑中并充分?jǐn)嚢?，再緩慢滴加的乙酸，充分?jǐn)嚢璧萌芤篈 ;將純水添加到乙醇2中，充分?jǐn)嚢璧萌芤築 ;然后將溶液B緩慢加入到溶液A中，調(diào)PH值到2 5，充分?jǐn)嚢鐿. 5 2小時(shí)，升溫至60°C 90V反應(yīng)I 2小時(shí)，降溫到室溫后再添加干燥調(diào)節(jié)劑，攪拌I 2小時(shí)后室溫靜置熟化2 5天，得TiO2溶膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第一步所述的有機(jī)鋁為三氯化鋁、異丙醇鋁、丁氧基鋁中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第一步、第二步和第四步所述的酸為硝酸、硫酸、鹽酸中的一種或多種，若為多種，則為任意比混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第二步和第三步所述的混合醇為乙醇、異丙醇、丙三醇、丁醇、乙二醇或聚乙二醇中的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第二步所述的二氧化硅分散液中大顆粒SiO2 :小顆粒SiO2質(zhì)量比為O.1 O. 8 :1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第~■步所述的燒氧基娃燒為四乙氧基娃燒、四甲氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、_■甲基~■乙氧基娃燒或_■苯基_■乙氧基娃燒的一種或多種，若為多種；是為任意比混合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第三步所述的阻聚劑為N甲基吡咯烷酮、甲酰胺或二甲基甲酰胺的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第三步所述的干燥調(diào)節(jié)劑為丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、一縮二丙二醇甲醚、一縮二乙二醇乙醚或1，2己二醇的一種或多種，若為多種，是為任意比混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，其特征在于，第四步所述的有機(jī)鈦為鈦酸丁酯(四丁氧基鈦)或異丙醇鈦的一種。
全文摘要
一種自潔高透過率雙層的減反射鍍膜溶膠的制備方法，采用有機(jī)鋁水解成的鋁醇溶膠和烷氧基硅烷與納米二氧化硅分散液在酸性催化下共水解的溶膠混合，混合后，使得二氧化硅顆粒表面包覆著一層硅鋁醇膠，再利用輥涂、噴涂、浸漬提拉法等鍍膜工藝在已經(jīng)固化成膜的硅鋁溶膠減反射膜上面鍍制一層TiO2溶膠膜層，由于TiO2薄膜具有光催化和光致超親水性，吸附在TiO2薄膜表面的有機(jī)污染物在太陽光照射下會被降解，污染物和灰塵可以被雨水沖洗掉，使得TiO2鍍膜層具有自潔功能，由于硅醇膠與基材玻璃表面具有很好的粘接性，氧化鋁溶膠具有優(yōu)異的耐磨性，二氧化硅顆粒的分散性，使得鍍膜膜層具有多孔隙結(jié)構(gòu)，提高了涂層的透過率。
文檔編號C01G23/053GK103031008SQ20121052927
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者吳國陽 申請人:彩虹集團(tuán)電子股份有限公司