System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种水性减反射涂膜液及其制备方法和应用技术_技高网

一种水性减反射涂膜液及其制备方法和应用技术

技术编号:41283078 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-11 09:32
本发明专利技术涉及光学材料技术领域,具体为一种水性减反射涂膜液及其制备方法和应用,水、纳米晶和/或硅酸盐、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇、助剂,其中水性减反射涂膜液为单层或多层涂膜液,通过优化涂膜液配方并设计为单层或多层涂膜液配方,在使用纯水作为溶剂情况下能够实现环保目的且兼顾膜层硬度,透射率,耐候性等膜面性能,能够满足严苛条件下的使用需求,具有极高的市场应用推广价值,尤其是采用折射率渐变的方法在光伏玻璃表面进行双层或多层镀膜,在宽波段范围内可以实现更高的增透,透光率曲线更加平缓,光学性能更加优异,且因为是多层膜结构,膜层整体具有更好的机械性能和耐候性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学材料,具体为一种水性减反射涂膜液及其制备方法和应用


技术介绍

1、随着能源技术的发展,利用太阳能进行人类社会的生产和活动已经较为成熟和普遍。在这个利用过程中,能量收集是一个非常关键的过程,但限于太阳能自身组成系统本身,总有非常可观的一部分能量遭受流失。在光伏领域中,光伏发电技术就常因为其光伏发电板表面的反射导致7%-8%的损耗;而在相应基材表面镀上一层减反射薄膜是解决这些问题的良好途径。

2、如今市面上大多数减反射涂液所用的溶剂的多为异丙醇、乙醇等有机溶剂,其溶剂含量占比达95%以上,其光伏玻璃生产时涂液中有机溶剂的挥发对环境有着严重的危害。如中国专利申请(公开号为cn 116891645 a))公开了一种光伏玻璃自清洁防尘增透纳米材料,通过添加纳米石墨烯实现增透,但是一方面采用含有乙醇或聚乙二醇二甲醚的有机溶剂,不利于环保,另一方面石墨烯的成本较高,不利于大规模市场推广应用。且现有的单层减反射涂膜液即使在牺牲耐污和硬度的情况下,其透射率的增益也不会超过2.5%。同时膜层经耐酸耐盐雾等耐候性测试后,其膜层透射率均出现了一定程度的衰减现象,而真正放置在户外环境中,其衰减将会更加明显。而在环境更恶劣的西部地区,其膜层更容易出现脱落,晶斑等现象,严重影响发电功率。

3、因此提供一种使用纯水作为溶剂,且能够兼顾膜面性能的产品具有重要的现实研究意义。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术提供了一种水性减反射涂膜液及其制备方法,使用纯水作为溶剂,且能够兼顾膜层硬度,透射率,耐候性等膜面性能,能够满足严苛条件下的使用需求,具有极高的市场应用推广价值。

2、本专利技术一方面提供了一种水性减反射涂膜液,至少包括以下原料:水、纳米晶和/或硅酸盐、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇、助剂,其中水性减反射涂膜液为单层或多层涂膜液(单层涂膜液是指原料全部作为一层的原料,多层涂膜液是指原料分为多层的原料)。

3、优选的,所述水性减反射涂膜液为单层涂膜液,按重量份计,至少包括以下原料:水100-150份、纳米晶/或硅酸盐纳米晶5-15份、中空二氧化硅纳米球3-15份、成膜助剂0.1-2份、填充剂3-15份、流平润湿助剂0.1-1份、表面活性剂0.1-1份、低级醇0.1-5份、助剂0.5-3份。

4、作为一种优选的技术方案,所述水性减反射涂膜液为双层涂膜液,包括上层涂膜液和下层涂膜液,上层涂膜液至少包括以下原料:水、纳米晶、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇;下层涂膜液至少包括以下原料:水、硅酸盐、助剂。

5、作为一种优选的技术方案,按重量份计,上层涂膜液至少包括以下原料:水100-150份、纳米晶5-15份、中空二氧化硅纳米球3-15份、成膜助剂0.1-2份、填充剂3-15份、流平润湿助剂0.1-1份、表面活性剂0.1-1份、低级醇0.1-5份。

6、作为一种优选的技术方案,所述纳米晶为制备沸石的前驱体,其粒径≤120nm,优选为lta型沸石分子筛前驱体、fau型沸石分子筛前驱体、mor型沸石分子筛前驱体、zsm-5型沸石分子筛前驱体、β型沸石分子筛前驱体、alpo4-5型沸石分子筛前驱体、alpo4-11型沸石分子筛前驱体、sapo-31型沸石分子筛前驱体、sapo-34型沸石分子筛前驱体、ts-1型沸石分子筛前驱体中的至少一种,进一步优选为zsm-5型沸石分子筛前驱体或β型沸石分子筛前驱体。

7、作为一种优选的技术方案,所述中空二氧化硅纳米球的粒径为10-80nm,壁厚为3-20nm,优选粒径为25-75nm,壁厚为4-15nm。

8、作为一种优选的技术方案,所述填充剂为实心二氧化硅小球、串珠状实心二氧化硅、支链状实心二氧化硅中的至少一种。

9、优选的,所述实心二氧化硅小球粒径为3-15nm,优选粒径为3-10nm;

10、优选的,所述串珠状实心二氧化硅、支链状实心二氧化硅直径为10-40nm,长度30-120nm,优选直径为10-30nm,长度为30-60nm。

11、作为一种优选的技术方案,所述中空二氧化硅纳米球与纳米晶质量比为(0.5-1.5):1,所述填充剂与纳米晶质量比为(0.5-1.5):1。

12、优选的,所述填充剂、纳米晶、中空二氧化硅纳米球的质量比为(5-9):(8-12):(6-10)。

13、作为一种优选的技术方案,所述成膜助剂为醇醚类成膜助剂,优选为丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇叔丁基醚,二丙二醇单丁醚、三丙二醇正丁醚丙二醇苯醚中的至少一种;进一步优选为二丙二醇叔丁基醚或异构二丙二醇甲基醚。

14、作为一种优选的技术方案,所述低级醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的至少一种,优选为乙醇或异丙醇。

15、作为一种优选的技术方案,所述流平湿润助剂包括流平剂、消泡剂、表干助剂中的至少一种。

16、作为一种优选的技术方案,所述表面活性剂包括四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或多种。

17、本专利技术提供的水性减反射涂膜液,通过优化原料配合,涂膜液后续采用辊涂的形式在玻璃表面成膜,经高温固化后,其膜层具有优异的增透减反射性能并且耐候性极佳,尤其适应于建筑玻璃、装饰玻璃、光伏玻璃等基材。专利技术人分析原因可能为:高温固化后,纳米晶在高温烧结过程中形成结晶的连续相,空心粒子镶嵌其中,填充剂作为补充剂填充间隙,形成表面闭孔,内部多孔的减反射膜层。

18、专利技术人进一步优化设计包括纳米晶、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂等的上层涂膜液配合包括硅酸盐的下层涂膜液形成双层结构,在不牺牲耐脏污性能的基础上,进一步提高膜层透射率、硬度、耐候性等性能,满足户外环境或严苛户外环境使用要求,避免膜层出现脱落、晶斑现象,应用于光伏组件时,可有效提高其发电效率,具有优良的耐候性,在各种严酷条件下也能保持优良发电功率。同时,上层涂膜液下层涂膜液中均采用纯水作为溶剂,不产生有毒、刺激性气味的气体,安全环保,在生产过程中不会像传统酸性涂液那样对金属生产设备产生腐蚀,减少设备的损耗,节约生产成本。

19、尤其是在上层涂膜液中引入粒径≤120nm制备沸石的前驱体(纳米晶),克服现有水性增透涂膜液在对抗强机械性的作用力稳定性差的问题,进一步优化体系中纳米晶、中空二氧化硅纳米球、填充剂的配比,有效增加膜层硬度、耐候性、透射率、附着力等性能。专利技术人分析原因可能为:本专利技术中引入粒径为25-75nm,壁厚为4-15nm的中空二氧化硅纳米球,在保证膜层性能的基础上提高膜层中的孔隙率,降低膜层折射率,同时,粒径≤120nm制备沸石的前驱体(纳米晶)和粒径为3-15nm的填充剂填充中空二氧化硅纳米球间形成的微小间隙,有效提高膜层致密性,进而提升膜层的硬度、耐候性、透射率、附着力等性能。...

【技术保护点】

1.一种水性减反射涂膜液,其特征在于,至少包括以下原料:水、纳米晶和/或硅酸盐、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇、助剂,其中水性减反射涂膜液为单层或多层涂膜液。

2.一种水性减反射涂膜液,其特征在于,所述水性减反射涂膜液为双层涂膜液,包括上层涂膜液和下层涂膜液,上层涂膜液至少包括以下原料:水、纳米晶、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇;下层涂膜液至少包括以下原料:水、硅酸盐、助剂。

3.根据权利要求2所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,按重量份计,上层涂膜液至少包括以下原料:水100-150份、纳米晶5-15份、中空二氧化硅纳米球3-15份、成膜助剂0.1-2份、填充剂3-15份、流平润湿助剂0.1-1份、表面活性剂0.1-1份、低级醇0.1-5份。

4.根据权利要求1或2所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,所述纳米晶为制备沸石的前驱体,其粒径≤120nm。

5.根据权利要求4所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,所述中空二氧化硅纳米球的粒径为10-80nm,壁厚为3-20nm。

6.根据权利要求5所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,所述填充剂为实心二氧化硅小球和/或氧化硅气凝胶,粒径为3-15nm。

7.根据权利要求6所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,所述中空二氧化硅纳米球与纳米晶质量比为(0.5-1.5):1,所述填充剂与纳米晶质量比为(0.5-1.5):1。

8.根据权利要求7所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,按质量份计,所述下层涂膜液至少包括以下原料:水60-100份、硅酸盐15-40份、助剂0.5-3份。

9.一种根据权利要求2-8任一项所述的水性减反射涂膜液的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:将纳米晶、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、低级醇、水、流平润湿助剂、表面活性剂混合后获得上层涂膜液;将水、硅酸盐、助剂混合后获得下层涂膜液。

10.一种根据权利要求1-8任一项所述的水性减反射涂膜液的应用,其特征在于,应用于光伏玻璃、建筑玻璃、装饰玻璃基材。

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【技术特征摘要】

1.一种水性减反射涂膜液,其特征在于,至少包括以下原料:水、纳米晶和/或硅酸盐、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇、助剂,其中水性减反射涂膜液为单层或多层涂膜液。

2.一种水性减反射涂膜液,其特征在于,所述水性减反射涂膜液为双层涂膜液,包括上层涂膜液和下层涂膜液,上层涂膜液至少包括以下原料:水、纳米晶、中空二氧化硅纳米球、成膜助剂、填充剂、流平润湿助剂、表面活性剂、低级醇;下层涂膜液至少包括以下原料:水、硅酸盐、助剂。

3.根据权利要求2所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,按重量份计,上层涂膜液至少包括以下原料:水100-150份、纳米晶5-15份、中空二氧化硅纳米球3-15份、成膜助剂0.1-2份、填充剂3-15份、流平润湿助剂0.1-1份、表面活性剂0.1-1份、低级醇0.1-5份。

4.根据权利要求1或2所述的水性减反射涂膜液,其特征在于,所述纳米晶为制备沸石的前驱体,其粒径≤120nm。

5.根据权利要求4所述的水性减反射涂膜液,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:张增浩韩超徐耀
申请(专利权)人:宁波甬安光科新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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