本发明专利技术公开了一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜及其制备方法，属于功能材料制备技术领域。本发明专利技术解决了现有用于月尘防护的增透膜自清洁性和透过率无法同时兼得的技术问题。本发明专利技术首先采用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶，将其与二氧化硅分散液混合后旋涂于玻璃基底，为了降低涂层的表面能，采用热蒸发的方式将氟接枝在表面，在保证涂层具有一定程度的表面粗糙度的同时，还具有良好的增透效果。且本申请采用热蒸发的方式将氟接枝在表面，在获得超疏水表面的同时，不会在表面留下痕迹，具有良好的无水自清洁效果和良好的无水自清洁效果。无水自清洁效果和良好的无水自清洁效果。无水自清洁效果和良好的无水自清洁效果。
【技术实现步骤摘要】
一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜及其制备方法，属于功能材料制备
技术介绍
[0002]月球表面的大部分都覆盖着风化层，这是一种由陨石撞击产生的微尘和岩石碎片的混合物，厚度大约从岩层表面的5m到高原表面的10m。大块的风化土是一种细灰色的土壤，上面有松散的泥土，其密度约为1.5g/cm3。大量的非常细的颗粒增加了单位质量的表面积，从而增加了单位质量的表面能，从而使块状材料的粘聚力作用增大。由于缺乏空气和水，粉尘在风化层中所占的质量比例比典型的陆地地质沉积物要大得多，大约10％到20％的月球土壤半径小于20μm，一层薄薄的尘埃附着在与土壤接触的一切东西上，如宇航服、工具、设备和镜片等。
[0003]玻璃是最重要的光学基材之一，大约每个空气/玻璃界面的反射损失是4％，这就会降低太阳能电池的性能。但是在玻璃表面制备一层增透薄膜已被证能够提高光伏系统的光电转换效率。根据光的反射原理，在不考虑光的吸收的情况下，入射光的透射率和反射率之和为100％，所以制备出减反射薄膜就会增加薄膜
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玻璃整体的光透过率。
[0004]月球的特殊环境使月尘极易黏附在光学器件表面上，降低输出功率并且易使设备过热而失效，给探月工程带来极大的危害。月尘主要来源是月球表面的风化和微流星体的碰撞。沉积在探月设备表面的月尘由于极强的粘附力，很难被自然清除，最终导致探月设备故障甚至失效。因此，在月球表面这种高真空、无水环境，玻璃盖板表面薄膜的增透膜应同时满足较好的防尘效果，为此提供一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜是十分必要的。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了解决现有上述技术问题，提供一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜及其制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1，采用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶涂料，使用旋涂机将涂料旋涂到试片表面，最后在80℃烘箱放置20min，得到涂层；
[0009]步骤2，将全氟辛基三乙氧基硅烷置于培养皿中，将步骤1获得的涂层置于培养皿的一侧，共同放入250℃封闭加热罐中加热2h，获得用于月尘防护的自清洁增透薄膜。
[0010]进一步限定，步骤1中的二氧化硅溶胶涂料的具体制备过程为：
[0011]首先，将二氧化硅纳米粒子分散在乙醇中，获得二氧化硅分散液；
[0012]然后，将硅酸四乙酯和盐酸溶液混合，形成硅溶胶；
[0013]最后，将硅酸四乙酯加入到二氧化硅分散液中，同时加入分散球，室温搅拌10h后分散1h，得到二氧化硅溶胶涂料。
[0014]更进一步限定，二氧化硅分散液中二氧化硅纳米粒子和乙醇的质量体积比为1.5g：80mL。
[0015]更进一步限定，硅酸四乙酯和盐酸溶液的质量比为8:3。
[0016]更进一步限定，盐酸溶液的浓度为0.01mol/L。
[0017]更进一步限定，二氧化硅溶胶涂料中硅溶胶的体积与二氧化硅分散液中二氧化硅溶胶涂料的质量比为3mL：1.5g。
[0018]更进一步限定，二氧化硅纳米粒子的粒径为10nm～40nm。
[0019]进一步限定，步骤1中的试片为经过预处理后的玻璃试片，所述的预处理过程为：依次使用水乙醇，丙酮，去离子水和无水乙醇超声清洗15min，然后在温度为70℃的鼓风干燥箱中干燥1h。
[0020]进一步限定，步骤1中使用旋涂机将涂料旋涂到试片表面的操作条件为：转速3000r/min，加速度1000r/min，时间30s。
[0021]上述制备方法获得的用于月尘防护的自清洁增透薄膜。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术首先采用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶，然后将其与二氧化硅分散液混合后旋涂于玻璃基底，为了降低涂层的表面能，采用热蒸发的方式将氟接枝在表面，在保证涂层具有一定程度的表面粗糙度的同时，还具有良好的增透效果。
[0023](1)本申请制备的溶胶
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凝胶SiO2增透膜是由一层粒径范围为10nm～40nm的近球形二氧化硅粒子在基片表面随机堆积而成的多孔薄膜，粒子间的空隙和粒子内部空隙的存在，使得SiO2增透膜的折射率与许多光学基片的折射率(1.46～1.52)的平方根非常接近，保证了该增透膜在保证不引起散射的前提下，引入孔隙获得超疏水性；
[0024](2)本申请采用热蒸发的方式将氟接枝在表面，在获得超疏水表面的同时，不会在表面留下痕迹，具有良好的无水自清洁效果和良好的无水自清洁效果。
附图说明
[0025]图1为玻璃基底水滴接触角光学照片；
[0026]图2为实施例1制得的具有涂层的玻璃水滴接触角光学照片；
[0027]图3为在玻璃基底和实施例1制得的具有涂层的玻璃上撒上玄武岩粉的光学图片；
[0028]图4为倾角为40
°
时玻璃基底和实施例1制得的具有涂层的玻璃上玄武岩粉掉落情况的光学图片；
[0029]图5为倾斜90
°
放平后玻璃基底和实施例1制得的具有涂层的玻璃表面态光学图片；
[0030]图6为除尘前普通玻璃、除尘前涂层玻璃和除尘后涂层玻璃的透过率对比曲线图；
[0031]图7为实施例2制得的具有涂层的玻璃水滴接触角光学照片。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。所用材料、试剂、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、试剂、方法和仪器，本领域技术人员均可通过商业渠道获得。
[0034]实施例1：
[0035]一、基底前处理
[0036]将玻璃基底进行超声清洗：
[0037]玻璃试片依次用无水乙醇，丙酮，去离子水和无水乙醇超声清洗15min各一次，将清洗完的样片放在温度为70℃的鼓风干燥箱中干燥1h。
[0038]二、涂层制备
[0039]首先，将1.5g二氧化硅纳米粒子分散在80ml乙醇中，搅拌30min，同时将硅酸四乙酯和0.01M盐酸以8：3质量比混合，搅拌1h，形成硅溶胶，随后取3ml硅溶胶加入二氧化硅分散液，同时加入10g分散球，室温搅拌10h，分散1h，得到备用涂料。
[0040]然后，使用旋涂机将涂料旋涂到试片表面，转速3000r/min，加速度1000r/min，时间30s，80℃烘箱放置20min，得到膜层。
[0041]最后，取1mL全氟辛基三乙氧基硅烷(分析纯)于培养皿中，将上述膜层置于培养皿一侧，共同放入250℃封闭加热罐中加热2h后取出，获得具有涂层的玻璃。
[0042]对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，采用溶胶凝胶法制备二氧化硅溶胶涂料，使用旋涂机将涂料旋涂到试片表面，最后在80℃烘箱放置20min，得到涂层；步骤2，将全氟辛基三乙氧基硅烷置于培养皿中，将步骤1获得的涂层置于培养皿的一侧，共同放入250℃封闭加热罐中加热2h，获得用于月尘防护的自清洁增透薄膜。2.根据权利要求1所述的一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中的二氧化硅溶胶涂料的具体制备过程为：首先，将二氧化硅纳米粒子分散在乙醇中，获得二氧化硅分散液；然后，将硅酸四乙酯和盐酸溶液混合，形成硅溶胶；最后，将硅酸四乙酯加入到二氧化硅分散液中，同时加入分散球，室温搅拌10h后分散1h，得到二氧化硅溶胶涂料。3.根据权利要求2所述的一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜的制备方法，其特征在于，所述的二氧化硅分散液中二氧化硅纳米粒子和乙醇的质量体积比为1.5g：80mL。4.根据权利要求2所述的一种用于月尘防护的自清洁增透薄膜的制备方法，其特征在于，所述的硅酸四乙酯和盐酸溶液的质量比为8...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓宏，李杨，卢松涛，秦伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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