本发明专利技术涉及一种对基材赋予抗反射效果的涂层组合物以及将该涂层组合物适用在基材制造具有抗反射功能的玻璃基材的方法，其中，该涂层组合物包括：水；类金属氧化物纳米颗粒，其分散于所述水中；氢氧化离子剂或者氟离子剂，其相对于所述类金属氧化物纳米颗粒以０．００５－２∶１的摩尔比投入。与以往相比，本发明专利技术的涂层组合物能以简单的工序制造透射率高的纳米多孔性抗反射膜，并提高颗粒－颗粒之间的结合以及颗粒－基材之间的结合力，可以获得膜与基材间粘合力高且耐久性强的抗反射膜。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种为透明性基材赋予抗反射效果的涂层组合物以及利用该涂层组 合物制备具有抗反射功能的透明性基材的方法。
技术介绍
在明亮环境中看电视时，由于制造显示器或眼镜所用的玻璃或光学树脂的具有反 射性而不能提供100%的光透射率，人们通常很难看清屏幕上显示的内容，通常经验因其反 射图像无法良好地观看画面的现象。因此，为了保持光学透明性基材的图像解析度，多采用 对透明性基材进行表面处理以减低反射率、提高光透射率的抗反射技术(AR)。该AR技术可 以广泛应用于诸如望远镜、眼镜、光通信零部件、光电元件、太阳光元件以及显示器零部件 等的光学设备。透明性基材的表面处理的抗反射技术大致可分为表面蚀刻精细图案的技术和表 面多孔涂层的AR涂层技术。精细图案蚀刻法是利用湿式或等离子方式对基材进行不均勻的蚀刻，在基材表面 形成精细的凹凸图案的方法。对AR涂层技术而言，自1940年由Geffken申请三层AR涂层专利以来，已 发展到四层AR涂层技术。美国专利5856018号公开了适用于聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethylmethacrylate)基材上的Si02/Ti02/Si02/Ti02的四层涂层技术。韩国专利申请 10-1994-0036298号中公开了依次涂覆高折射层、低折射层、凹凸低折射层的减低反射涂层 技术。现有减低反射涂层，如Ti02/Si02，Si02/Ti02/Si02/，Ti02/Si02/Ti02/Si02，至少由两层 到四层的多层涂层而成，因此其涂层工序繁杂，难以进行大面积应用。尤其，Ti02层，其层 叠厚度非常薄，为15nm-30nm，对湿气十分敏感，瑕疵率很高。因此，不管是精细图案蚀刻法还是多层涂层法，其工序繁杂，难以控制品质，导致 制造成本上升。由此，研发了一种工序简单、经济的单层涂层法。通过菲涅耳方程式可以得到以下条件。nx=\f^tk = 2 π / λ1/=— λ4玻璃基材的折射率为nt = 1.52，AR涂层为II1 = 1. 23且具有1/4波长的厚度时， 在可见光线区域反射率值接近0%。但由于找不到反射率如此低的物质，因此，为了将折射 率1. 52的物质变成折射率1. 23的物质，利用密度和折射率关系中导出的以下数学式制作 气孔，I。。)+1P4对折射率为1.52(n值)的物质设定气孔率(P值)60%，则折射率接近1.23 (np 值)。此处，当气孔尺寸接近光的长时，由于光的散射，涂层变得不透明。因此，气孔尺寸应 为百纳米以下，远小于光的波长。气孔性单层涂层法中，在基材上涂布硅溶胶和高分子粘合剂的混合物之后，高分 子成分通过提取或煅烧被除去而形成气孔，或将两个高分子混合物涂布在基材之后，用溶 媒提取一种成分的高分子来形成气孔。但是，这些方法需要高温烧结过程或者提取溶媒的 繁杂过程。由于要用到有毒性溶媒，因此还会带来环境问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过单层涂层法低成本地为透明性基材赋予抗反射 效果的涂层组合物。而且，本专利技术的另一目的在于提供一种具有抗反射功能的透明性基材的制造方法 可，其可容易地使用在大面积的透明性基材上且经济实用。为了达到上述目的，本专利技术提出一种为透明性基材赋予抗反射效果的涂层 组合物，该涂层组合物包括水；类金属氧化物纳米颗粒(METAL/METALLOID OXIDE NANOPARTICLEQ，其分散于所述水中；氢氧化离子剂或者氟离子剂，其相对于所述类金属氧 化物纳米颗粒以0.005-2 1摩尔比投入。此外，本专利技术还提供一种制造具有抗反射功能的透明性基材的方法，该方法包括 洗净透明性基材表面的步骤；在所述洗净的透明性基材表面涂布由水、分散于所述水中的 类金属氧化物纳米颗粒、以及相对于所述类金属氧化物纳米颗粒以0.005-2 1的摩尔比 投入的氢氧化离子剂或者氟离子剂组成的涂层组合物的步骤；干燥步骤。根据需要，干燥后 还可以反复再进行洗涤和干燥。所述类金属氧化物纳米颗粒优选地选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铈、 氧化锌、氧化铟、氧化锡以及其混合物组成的群中的类金属氧化物纳米颗粒；所述透明性基 材可以包括透明性塑料，一般为类金属氧化物或者涂布所述类金属氧化物的透明性基材， 优选地选自氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铈、氧化锌、氧化铟、氧化锡以及其混合物 组成的群中的类金属氧化物、玻璃或者涂布所述类金属氧化物或玻璃的基材，更优选为玻^^ ο在投入氢氧化离子剂或者氟离子剂之后所述涂层组合物根据情况在30天以内应 用于玻璃基材，或者根据情况在M小时内应用于玻璃基材。在氢氧化离子剂或者氟离子剂 的浓度相对高时，根据？礼在M小时内发生凝胶化或纳米氧化硅颗粒的溶解，由此应用难 以完成。根据需要，所述涂层组合物进一步包括诸如甲醇或乙醇的表面张力低的有机溶媒 和/或表面活性剂，以用作表面张力抑制剂。所述有机溶媒是总涂层组合物的10重量％ -90重量％，优选为20重量％ -40重量％。相对于所述涂层组合物的总重量，所述类金属氧化物纳米颗粒优选为1-10重 量％，所述类金属氧化物纳米颗粒的粒径为l-800nm，优选为5-lOOnm。粒径5nm以下的类 金属氧化物纳米颗粒很难制造；粒径IOOnm以上的类金属氧化物纳米颗粒由于散射会降低 透射率。所述氢氧化离子剂是无机氢氧化物或者有机氢氧化物，可以使用各种氢氧化物， 优选为氢氧化铵(NH4OH)。此时，当为氧化硅纳米颗粒时，为了获得溶液的稳定性以及各颗 粒之间的适当的粘合力，/的摩尔比优选为0. 05-2. 0，最优选为0. 1-0. 5。所述氟离子剂优选为氢氟酸、氟硅酸(H2SiF6)、或者其盐；更优选为KF或氟化铵 (NH4F)。此时，当为氧化硅纳米颗粒时，为了获得各颗粒之间的适当的粘合力，/ 的摩尔比优选为0. 005-1. 0，最优选为0. 01-0. 5。溶液的pH优选保持在8. 5以上。所述涂层组合物通过喷涂、旋涂、浸涂、狭缝模具涂布等方法涂布在基材上。所述 涂层组合物根据需要可以涂布为多层。在离基材较远的层中，构成该层的纳米颗粒的孔隙 率可以较大。并且，根据需要，在所述抗反射基材上涂布由酒精、硅烷、醋酸、胺、卤素的官能 基被置换的全氟烷基烷氧基硅烷、全氟聚醚或者其衍生物，可以增加抗反射膜的表面硬度， 同时可使高透射率长时间保持。以氧化硅纳米颗粒和玻璃基材为例说明纳米颗粒之间或者纳米颗粒和基材之间 的结合。该结合只是假设，本专利技术并不限于此假设。假设本专利技术中所使用的氢氧化离子剂 可由下面的反应与纳米氧化硅颗粒和基材玻璃表面进行部分溶解。1) Si02+0r+2H20——>Si (OH) 5将本专利技术的含有氢氧化离子剂的涂层组合物涂布在玻璃基材并干燥后，会发生以 下反应。氧化硅纳米颗粒之间或者氧化硅纳米颗粒和玻璃基材表面之间形成坚固的结合。2)纳米颗粒-Si-0H+H0-Si-纳米颗粒——> 纳米颗粒-Si-O-Si-纳米颗粒+H2O3)纳米颗粒-Si-0H+H0-Si-玻璃表面——> 纳米颗粒-Si-O-Si-玻璃表面+H2O假设本专利技术中所使用的氟离子剂可由以下反应与纳米氧化硅颗粒和基材玻璃表 面部分溶解。4) Si02+6F-+6H+----->H2SiF6本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种为透明性基材赋予抗反射效果的涂层组合物，该涂层组合物包括：水；类金属氧化物纳米颗粒，其分散于所述水中；氢氧化离子剂或者氟离子剂，其相对于所述类金属氧化物纳米颗粒以０．００５－２∶１的摩尔比投入。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李揆旺，
申请(专利权)人：爱可倍乐，
类型：发明
国别省市：KR
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