掺锆二氧化硅聚合物溶胶及其增透减反镀膜液的制备应用制造技术

本发明专利技术涉及增透减反镀膜液领域，具体涉及一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶及其增透减反镀膜液的制备应用。本发明专利技术提供了一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶，所述掺锆二氧化硅聚合物溶胶通过含有烷氧基硅烷、锆盐、溶剂、水和酸的原料复合而成。本发明专利技术通过将含有掺锆二氧化硅聚合物溶胶、水、高分子聚合物乳液的原料复合从而得到增透减反镀膜液。本发明专利技术所得到的增透减反镀膜液，经固化、钢化后，既保证膜层具有较高孔隙率及机械强度，又使膜层表面致密，达到既增加透光率又保持较好耐脏污性能的目的，很好地解决了现有技术制备的水性增透膜存在的透光率及耐脏污性能差的缺点。

Preparation and application of zirconia silica polymer sol and its Antireflective and antireflective coating solution

The invention relates to the field of Antireflective and antireflective coating liquid, in particular to a preparation of zirconia silica polymer sol and its Antireflective and antireflective coating liquid. The invention provides a zirconium doped silica polymer sol, which is composed of a compound of the zirconium silica polymer sol by a raw material containing alkoxy silane, zirconium salt, solvent, water and acid. By combining the raw materials containing the zirconium silica polymer sol, water and polymer emulsion, the invention obtains the antireflective coating solution. The antireflection coating solution obtained by this invention can not only ensure that the film has high porosity and mechanical strength, but also makes the coating surface dense, and achieves the purpose of increasing the light transmittance and keeping the dirty performance better, so as to solve the light transmittance and dirty resistance of the existing water permeable membrane prepared by the existing technology. The disadvantage of poor performance.

【技术实现步骤摘要】
掺锆二氧化硅聚合物溶胶及其增透减反镀膜液的制备应用
本专利技术涉及增透减反镀膜液领域，具体涉及一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶及其增透减反镀膜液的制备应用。
技术介绍
目前市场上大多数增透减反镀膜液是以有机溶剂为分散介质的，在生产增透玻璃时会产生大量的废气，对环境及人体健康产生严重危害，而且也增加了增透玻璃的成本。如果将增透膜镀膜液中的有机溶剂用水取代，制成水基增透膜镀膜液，将大幅减少有机化合物的使用，而且水比有机溶剂价格低廉，可以较大范围内节省原料成本。今年来，市场上也出现过水性增透膜镀膜液，市面上普遍反映其增透率虽然不高，但其增透曲线较平，增益值与其他厂家比相差不大，且加工性能好，能顺利通关各项耐候性测试等一系列有点，然而因其膜层结构局限性，增透率无法提高，且膜面耐沾污性能差，在组装光伏组件时容易粘上EVA胶，很难去除，大大限制了其广泛应用。中国专利申请(申请号为201210387442.7)公开了玻璃增透镀膜液及其在制备增透膜玻璃中的制备方法，其公开了用水性纳米硅溶胶制备水性增透膜镀膜液，其是将两种或两种以上性质不同的水性纳米硅溶胶直接混合，再添加多元酸或咪唑等小分子有机添加剂，制得了水性增透膜镀膜液。该方法制备得到的水性镀膜液，由于纳米硅溶胶未经改性，纳米二氧化硅粒子表面含有大量的活性硅羟基，稳定性较差，而且仅添加小分子有机添加剂成膜性能较差且增透膜增透率低、耐脏污性能差。中国专利申请(申请号为201210233868.7)公开了一种水性增透液，其包括硅溶胶、铝溶胶、PVP-K30、KH-560、环己烷、硝酸、醇类混合物以及剩余量的去离子水。该方法所得到的水性镀膜液，由于直接用市场上购买的纳米二氧化硅球形颗粒溶胶制备，成膜时球形纳米二氧化硅颗粒堆积成高孔隙率疏松结构，导致薄膜的机械强度很低，即很容易被擦拭掉，而且制备的薄膜表面粗糙度大，粉尘或有机物脏污容易陷于低洼处而难以处理，即耐脏污性能差。中国专利申请(申请号为201510313542.9)公开了低成本水基硅溶胶增透镀膜液及其制备和应用，其是在有机溶剂型硅溶胶中加入一定量的交联树脂，然后再加入大量水稀释，从而制得水性镀膜液。该方法中引入高分子树脂，利用钢化高温(500℃以上)煅烧将高分子树脂去除，提高薄膜的孔隙率从而大幅提高薄膜的透过率，然而制得的增透膜耐脏污性能差。因为膜层段烧前二氧化硅纳米颗粒和高分子树脂是均匀混合的，煅烧后膜层表面不可避免的存在由于高分子树脂分解后形成的开放式、与大气相通的孔隙，这些孔隙在组装光伏组件时容易被熔融的EVA渗入，冷却后造成EVA残留很难去除清理；同时，光伏组件由于增透膜表面存在大量的开放式孔隙，在户外使用过程中很容易吸附粉尘及汽车尾气等脏污，造成透光率下降，发电效率降低。目前大部分水性增透膜镀膜液都是采用硅溶胶与小分子有机物或聚合物树脂复配得到，这类镀膜液烧制而成的增透膜是由几十到上百纳米粒度大小的二氧化硅纳米颗粒堆积而成的高孔隙率疏松结构组成的，具有很好的增透性能。但由于二氧化硅纳米颗粒与玻璃表面化学键很少，此类薄膜的机械强度很低，即很容易被擦拭掉，而且膜层表面不可避免的存在由于高分子树脂分解后形成的开放式、与大气相通的孔隙，这些孔隙在组装光伏组件时容易被熔融的EVA渗入，冷却后造成EVA残留很难去除清理，从而影响光伏组件外观及发电效率；同时，光伏组件由于增透膜表面存在大量的开放式孔隙，在户外使用过程中很容易吸附粉尘及汽车尾气等脏污，造成透光率下降，发电效率降低。而太阳能封装玻璃用于户外，经常遭遇各种雨雪、冰雹、风沙、汽车尾气等环境条件，对薄膜的机械强度和耐脏污性能提出了很高的要求，因此，此类水性增透膜镀膜溶液镀制的增透膜不符合客户要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中制备得到的水性增透减反镀膜液存在透光率低，耐脏污性能差的问题。本专利技术针对上述问题，提出了一种增透减反镀膜液，本专利技术是先制备掺锆二氧化硅聚合物溶胶，所述掺锆二氧化硅聚合物溶胶是通过含有烷氧基硅烷、锆盐、溶剂、水和酸的原料复合而成，然后，将掺锆二氧化硅聚合物溶胶与高分子聚合物乳液复合从而得到增透减反镀膜液。本专利技术是采用溶胶-凝胶法以烷氧基硅烷和锆盐为原料，在酸性催化条件下制备得到掺锆二氧化硅溶胶，然后与高分子聚合物乳液混合得到增透减反镀膜液。具体来说，本专利技术提出了如下技术方案。本专利技术提供了一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其通过含有烷氧基硅烷、锆盐、溶剂、水和酸的原料复合而成，其中，烷氧基硅烷：锆盐：溶剂：水：酸的质量含量比为20-40％：1-5％：39.8-73.99％：5-15％：0.01-0.2％。优选的，对于所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其中，所述烷氧基硅烷选自于四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和二苯基二乙氧基甲烷中的一种或两种以上。优选的，对于所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其中，所述锆盐选自于硝酸锆、氧氯化锆、醋酸锆、柠檬酸锆盐、草酸锆、乙酰丙酮锆、异丙醇锆、四正丙基锆酸酯、正丙氧基锆酸酯、四(三乙醇胺)锆酸酯、烷氧基三(乙烯基-乙氧基)锆酸酯和烷氧基三(对氨基苯氧基)锆酸酯中的一种或两种以上。优选的，对于所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其中，所述溶剂选自于甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、正丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二丙二醇甲醚、丙二醇二甲醚、三丙二醇单甲醚和三丙二醇单乙醚中的一种或两种以上。优选的，对于所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其中，所述酸选自于盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、醋酸、柠檬酸和草酸中的一种或两种以上。本专利技术提供了一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶的制备方法，其包含下述步骤：(1)将烷氧基硅烷、锆盐及溶剂置于反应容器中，40-80℃下，得到A液；(2)将去离子水与酸加入A液中进行反应，室温下进行陈化，得到掺锆二氧化硅聚合物溶胶。优选的，对于所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述将水和酸加入A液中是指在0.5-2h内滴入到A液中，反应时间为1-2h。优选的，对于所述的制备方法，其中，所述陈化时间为1-5天。本专利技术提供了一种增透减反镀膜液，其通过含有掺锆二氧化硅聚合物溶胶、高分子聚合物乳液和水的原料复合而成，其中，所述掺锆二氧化硅聚合物溶胶：高分子聚合物乳液：水的质量含量比为10-25％：1-10％：65-89％；优选的，所述掺锆二氧化硅聚合物溶胶：高分子聚合物乳液：水的质量含量比为10-25％：2.9-10％：65-87％。优选的，对于所述的增透减反镀膜液，其中，所述高分子聚合物乳液为球形。优选的，对于对于所述的增透减反镀膜液，其中，所述高分子聚合物乳液选自于阳离子聚苯乙烯乳液、阳离子苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、阳离子聚丙烯酸酯乳液和阳离子聚氨酯乳液中的一种或两种以上。本专利技术提供了一种增透减反镀膜液的制备方法，其包含下述步骤：(1)将掺锆二氧化硅聚合物溶胶加水至固含量以重量计为3-5％，得到B液；(2)将高分子聚合物乳液加入到B液中，得到增透减反镀膜液。本专利技术提供了一种增透减反镀膜玻璃，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其特征在于，其通过含有烷氧基硅烷、锆盐、溶剂、水和酸的原料复合而成，其中，烷氧基硅烷：锆盐：溶剂：水：酸的质量含量比为20‑40％：1‑5％：39.8‑73.99％：5‑15％：0.01‑0.2％。

【技术特征摘要】
1.一种掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其特征在于，其通过含有烷氧基硅烷、锆盐、溶剂、水和酸的原料复合而成，其中，烷氧基硅烷：锆盐：溶剂：水：酸的质量含量比为20-40％：1-5％：39.8-73.99％：5-15％：0.01-0.2％。2.根据权利要求1所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其特征在于，所述烷氧基硅烷选自于四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷和二苯基二乙氧基甲烷中的一种或两种以上。3.根据权利要求1或2所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其特征在于，所述锆盐选自于硝酸锆、氧氯化锆、醋酸锆、柠檬酸锆盐、草酸锆、乙酰丙酮锆、异丙醇锆、四正丙基锆酸酯、正丙氧基锆酸酯、四(三乙醇胺)锆酸酯、烷氧基三(乙烯基-乙氧基)锆酸酯和烷氧基三(对氨基苯氧基)锆酸酯中的一种或两种以上。4.根据权利要求1-3中任一项所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其特征在于，所述溶剂选自于甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、正丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二丙二醇甲醚、丙二醇二甲醚、三丙二醇单甲醚和三丙二醇单乙醚中的一种或两种以上。5.根据权利要求1-4任一项所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶，其特征在于，所述酸选自于盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、醋酸、柠檬酸和草酸中的一种或两种以上。6.一种权利要求1-5任一项所述的掺锆二氧化硅聚合物溶胶的制备方法，其包含下述步骤：(1)将烷氧基硅烷、锆盐及溶剂置于反应容器中，40-80℃下，得到A液；(2)将去离子水与酸加入A液中进行反应，室温下进行陈化，得到掺锆二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志文，王科，陈刚，陈海峰，刘明刚，陈廷忠，梁克麒，纪朋远，
申请(专利权)人：东莞南玻太阳能玻璃有限公司，中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44