一种离子阻隔镀膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种离子阻隔镀膜及其制备方法和应用。以二氧化硅溶胶、金属添加剂、流平剂、溶剂为原料，制备得到的离子阻隔镀膜可以很好的限制超白浮法钠钙玻璃中钠离子在玻璃表面的析出，并且镀有本发明专利技术制备的离子阻隔镀膜的超白浮法钠钙玻璃还拥有良好的耐候性。本发明专利技术公开的离子阻隔镀膜，制备工艺简单，工艺成本低，原料安全无毒，可以用于大规模生产。可以用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种离子阻隔镀膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及玻璃镀膜领域，更具体的，本专利技术涉及一种离子阻隔镀膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]通过在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，可以为玻璃带来许多额外的效果，比如，在玻璃表面涂镀硅烷镀膜可以提高玻璃的疏水性，在玻璃表面涂镀二氧化钛镀膜可以产生自清洁功能等。目前，绝大部分工业化应用的玻璃中钠、钙等碱金属离子的含量都较高，这类玻璃受热后，其中的碱金属离子会向玻璃表面移动，并析出，导致玻璃表面出现发白、发雾的现象，并且析出的碱金属还会破坏玻璃表面的镀膜，已有报道证明，ITO玻璃、减反镀膜玻璃等都会发生离子析出导致的镀膜失效，影响玻璃的销售和使用感受。
[0003]为了限制碱金属离子向玻璃表面移动，开发了玻璃表面的离子阻隔镀膜，如US4995893专利采用硅烷水解物、烯烃以及含氧气体共同作用在表面形成阻隔膜以抑制离子的析出。
[0004]然而，常见的离子阻隔膜都是通过复杂的物理镀膜(如磁控溅射等)手段实现，这些镀膜成本高昂，限制了离子阻隔膜的大规模应用。而传统湿化学方法采用硅溶胶涂布制备的膜层不够致密，不能满足离子阻隔的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术第一个方面提出了一种离子阻隔镀膜，制备原料按质量百分比计，包括5
‑
40％含硅类物质、0.5
‑
40％金属添加剂、0.1
‑
5％成膜助剂、溶剂补充余量。
[0006]在一种优选的实施方式中，所述镀膜的原料按质量百分比计，包括5
‑
30％含硅类物质、0.5
‑
20％金属添加剂、0.1
‑
2％助剂、溶剂补充余量。
[0007]在一种优选的实施方式中，所述镀膜的原料按质量百分比计，包括5
‑
20％含硅类物质、0.5
‑
5％金属添加剂、0.1
‑
2％助剂、溶剂补充余量。
[0008]在一种优选的实施方式中，所述含硅类物质为二氧化硅粉末和/或二氧化硅溶胶。
[0009]在一种优选的实施方式中，所述含硅类物质为二氧化硅溶胶。
[0010]在一种优选的实施方式中，所述二氧化硅溶胶的制备原料包括无水乙醇、正硅酸乙酯、盐酸、正丙醇、润湿剂。
[0011]在一种优选的实施方式中，所述二氧化硅溶胶的制备方法如下：将正硅酸乙酯加入无水乙醇和盐酸的混合溶液中，搅拌均匀，加入正丙醇和润湿剂，搅拌反应，得到所述二氧化硅溶胶。
[0012]在一种优选的实施方式中，所述无水乙醇和盐酸的质量比为1:1，所述正硅酸乙酯和无水乙醇的质量比为(1.8
‑
2):1。
[0013]在一种优选的实施方式中，所述润湿剂为含有1wt％的润湿助剂的乙醇溶液；所述
润湿助剂型号为CoatOSil7001。
[0014]申请人在试验过程中发现，采用二氧化硅溶胶作为镀膜原料，特别是采用加入了润湿助剂CoatOSil7001的二氧化硅溶胶作为镀膜原料，可以提高阻隔镀膜的离子阻隔能力和镀膜的平整性。申请人推测可能的原因是特定的润湿助剂的加入，形成的具有铺展性和穿插联结结构的二氧化硅溶胶，提高了与玻璃表面的结合能力，提高了镀膜的平整性，形成的膜层具有良好的致密性，提高了离子阻隔能力。但是，二氧化硅溶胶在固化后形成的膜层在成膜过程中体积收缩，导致膜层容易出现裂纹。
[0015]在一种优选的实施方式中，所述金属添加剂选自金属无机盐、金属氧化物、金属有机化合物中的至少一种。
[0016]在一种优选的实施方式中，所述金属添加剂中的金属离子选自Al
3+
、Ti
4+
、Cr
4+
、Zr
3+
、Co
3+
中的至少一种。
[0017]在一种优选的实施方式中，所述金属无机盐选自硝酸盐、盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐中的至少一种。
[0018]在一种优选的实施方式中，所述金属无机盐选自硝酸铝、氯化锆、氯化铝、氯化铬、氯化钛中的至少一种。
[0019]在一种优选的实施方式中，所述金属氧化物选自氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化钴、三氧化二铬中的至少一种。
[0020]在一种优选的实施方式中，所述金属有机化合物选自钛酸乙酯、正钛酸丁酯、钛酸异丙酯、有机铝化合物、异丙醇锆、锆酸四丁酯中的至少一种。
[0021]在一种优选的实施方式中，所述有机铝化合物选自乙酰丙酮铝、乙氧基铝、异丙醇铝、三异丁基铝、三乙基铝中的至少一种。
[0022]申请人在试验过程中发现，二氧化硅溶胶中加入金属添加剂，特别是加入含有Al
3+
、Ti
4+
、Cr
4+
、Zr
3+
等高价金属的添加剂，制备得到的阻隔镀膜，有优异的离子阻隔能力，并且还可以提高超白浮法钠钙玻璃的耐候性。申请人推测可能的原因是，二氧化硅溶胶中加入高价金属添加剂，引入的金属元素替换了溶胶中的硅元素，在固化的高温下，金属元素与氧键合，形成金属氧化物和二氧化硅交叉联结的结构，提高了镀膜的致密性，也降低了金属氧化物或二氧化硅晶体的晶格间隙，限制了玻璃中碱金属离子的迁移。
[0023]在一种优选的实施方式中，所述溶剂选自水、乙醇、丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。
[0024]在一种优选的实施方式中，所述成膜助剂选自流平剂、慢干剂、分散剂、消泡剂、抗氧剂中的至少一种。
[0025]在一种优选的实施方式中，所述成膜助剂为流平剂。
[0026]在一种优选的实施方式中，所述流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。更优选的，所述流平剂为BYK333。
[0027]申请人在实验过程中发现，在镀膜中加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷可以降低二氧化硅溶胶在固化成膜过程中出现的裂纹现象，申请人推测可能的原因是，聚醚改性聚二甲基硅氧烷的加入，参与了二氧化硅颗粒固化成膜的过程，作为连接结构增加了二氧化硅颗粒固化成膜过程中的分子链长度，也增加了分子链的旋转能力和柔性，降低了二氧化硅颗粒成膜成键过程中的裂纹现象，并且聚醚改性聚二甲基硅氧烷的加入，还提高了镀膜的透
光率和防起雾能力。
[0028]本专利技术第二个方面提出了一种离子阻隔镀膜的制备方法，包括以下步骤：
[0029](1)将含硅类物质、溶剂加入搅拌器中；
[0030](2)边搅拌边加入金属添加剂，继续搅拌，至金属添加剂完全溶解；
[0031](3)再加入成膜助剂，继续搅拌；
[0032](4)过滤，得到所述离子阻隔镀膜。
[0033]在一种优选的实施方式中，所述制备方法，包括以下步骤：
[0034](1)室温下，将二氧化硅溶胶、溶剂加入搅拌器中；
[0035](2)边搅拌边逐次加入金属添加剂，继续搅拌，至金属添加剂完全溶解；
[0036](本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子阻隔镀膜，其特征在于，制备原料按质量百分比计，包括10
‑
40％含硅类物质、0.5
‑
40％金属添加剂、0.1
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5％成膜助剂、溶剂补充余量。2.根据权利要求1所述的离子阻隔镀膜，其特征在于，所述含硅类物质为二氧化硅粉末和/或二氧化硅溶胶。3.根据权利要求1所述的离子阻隔镀膜，其特征在于，所述金属添加剂选自金属无机盐、金属氧化物、金属有机化合物中的至少一种。4.根据权利要求3所述的离子阻隔镀膜，其特征在于，所述金属添加剂中的金属离子选自Al
3+
、Ti
4+
、Cr
4+
、Zr
3+
、Co
3+
中的至少一种。5.根据权利要求3所述的离子阻隔镀膜，其特征在于，所述金属有机化合物选自钛酸乙酯、正钛酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓亮，路雪飞，
申请(专利权)人：焕澄上海新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：