本发明专利技术涉及生产覆盖有无机纳米粒子沉积物的透明载体的方法，所述沉积物包含微米空隙，该方法包括以下步骤：(a)将包含离子化官能基团的聚电解质溶液施加到透明载体上，之后是至少一个洗涤和干燥步骤，以在所述载体上形成带电荷的聚电解质沉积物；(b)在所述聚电解质沉积物上施加包含具有与该聚电解质沉积物的电荷相反的电荷的离子化基团的聚合物的微米粒子溶液，之后是至少一个洗涤步骤以在该聚电解质沉积物上形成带电荷的聚合物微米粒子沉积物；(c)通过包含具有与步骤(b)的带电荷的聚合物微米粒子的电荷相反的电荷的离子化官能基团的聚电解质的溶液覆盖带电荷的聚合物微米粒子沉积物，之后是至少一个洗涤和干燥步骤，以形成带电荷的聚电解质沉积物；(d)在该带电荷的聚电解质沉积物上施加包含与步骤(c)的聚电解质的电荷相反的表面电荷的离子化无机纳米粒子的溶液，之后是至少一个洗涤步骤以形成至少一个离子化无机纳米粒子层；(e)去除步骤(b)的聚合物微米粒子沉积物以及步骤(a)和(c)的聚电解质沉积物，以获得包含微米空隙的无机纳米粒子沉积物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在透光载体上包含微米空隙(micro-vides)的无机纳米粒子沉积物的生产方法，以及可由该方法获得的沉积物。在本专利技术的范围内，表述“具有微米空隙的无机纳米粒子沉积物”被理解为是指下述这样的无机纳米粒子沉积物，所述无机纳米粒子沉积物包含形成例如“穹顶(domes )”的微米尺寸的空腔，取决于沉积物的形式，这些穹顶任选地彼此互连。纳米粒子的尺寸典型 地为5-50nm。每个基本空腔或“穹顶”的外壳因而由无机纳米粒子的至少一个层构成。而且，在每个基本纳米粒子之间可以存在空隙或空间，在此被称作“纳米空隙(nano-vides) ”。专利US 2007/0104922描述了借助于有机聚电解质固定到透光载体上的无机纳米粒子的多个层所构成的沉积物的生产方法。该沉积物可被施加到该载体的所有面上，只要可将所述沉积物浸入制备水溶液中即可。它赋予了该载体以抗反射性能，但没有提供任何实验部分显示光漫射受该沉积物影响。它还具有良好的可润湿性性能(超亲水性的，或者借助于形成额外的化学沉积物而为超疏水性的)。在此专利申请中报告了对于在可见光范围内(400_800nm)的入射光来说高于99%的透光率值。所获得的最佳性能是99. 7%的透光率(标准玻璃为92% )以及O. 1%光反射率(标准玻璃为8% )。在透明载体上的层的领域中一直需要改善尤其是在可见光范围内的光漫射，以及这类载体的抗反射性能。
技术实现思路
本专利技术涉及用于生产覆盖有无机纳米粒子(nanoparticules)沉积物的透明载体的方法，所述沉积物包含微米空隙，该方法包括以下步骤(a)将包含离子化官能基团的聚电解质溶液施加到透明载体上，之后是至少一个洗涤和干燥步骤，以在所述载体上形成带电荷的聚电解质沉积物；(b)在所述带电荷的聚电解质沉积物上施加包含具有与该聚电解质沉积物的电荷相反的电荷的离子化基团的聚合物的微米粒子溶液，之后是至少一个洗涤步骤以在该聚电解质沉积物上形成带电荷的聚合物微米粒子(microparticuIes)沉积物；(c)通过包含具有与步骤(b)的带电荷的聚合物微米粒子的电荷相反的电荷的离子化官能基团的聚电解质的溶液覆盖带电荷的聚合物微米粒子沉积物，之后是至少一个洗涤和干燥步骤，以形成带电荷的聚电解质沉积物；(d)在该带电荷的聚电解质沉积物上施加包含与步骤(C)的聚电解质的电荷相反的表面电荷的离子化无机纳米粒子的溶液，之后是至少一个洗涤步骤以形成至少一个离子化无机纳米粒子层；(e)去除步骤(b)的聚合物微米粒子沉积物以及步骤(a)和(C)的聚电解质沉积物，以获得包含微米空隙的无机纳米粒子沉积物。通过实施该方法，可以提供包含无机纳米粒子涂层的透明载体如玻璃透明载体所构成的基材，该沉积物的结构在整个表面上形成至少一个均匀层，该涂层使得其包含可变直径的微米空隙，典型地为O. 3-5 μ m。这些微米空隙在去除聚合物微米粒子之后出现，后者的分布和覆盖率在沉积物生产过程中可进行令人满意的调节。覆盖率(taux derecouvrement)在此被定义为粒子的覆盖率=((IOOx沉积的粒子数x在载体上的粒子的凸出面积)/该表面的总面积)。这些微米空隙在载体的表面上的分布可以是各向同性的，即在该表面上所考虑的所有空间方向上是相同分布的。在纳米级上，无机纳米粒子沉积物是不连续的，即它包含粒子间纳米空隙。此沉积物可由多个纳米粒子层构成(“多层”沉积物)。这些纳米粒子的沉积物的层数的增加可改善抗反射性能。如果所应用的层数太大，则可能导致在可见光范围内的抗反射性能的损失。例如，在覆盖有直径22nm的硅氧化物纳米粒子的1. 9mm厚透明浮法玻璃的情况下，可应用的最大层数为10-12。 可通过该方法获得的这种基材例如在图1中示出。有利地，该沉积物赋予该载体以新的光学性能，例如抗反射性能的改善(相对于在无沉积物的1. 9mm厚透明浮法玻璃载体上的反射来说，25% -75%的光反射的下降)并且对于在本专利技术
中典型使用的厚度(1.5mm-15mm)的透明和超白玻璃来说在总光的1-20%范围内的光漫射的增加，而对于无沉积物的1. 9mm厚的透明浮法玻璃的载体来说测量为O.1 %的值。它还具有可润湿性能，尤其是亲水性和/或超亲水性，这随时间是特别稳定的，尤其是在3至15个月之间，有利地在6至11个月之间。与US 2007/0104922的教导相反，在本专利技术的沉积物中微米级尺寸的空隙的存在确保了一定程度的光漫射，同时保持玻璃的透明度。通过调节这些微米空隙的体积以及密度，则可以调整所寻求的漫射现象的大小。除了未受本专利技术沉积物影响或者仅受可以忽略的影响的Rayleigh漫射型漫射现象之外，尺寸与入射到表面的入射光的波长尺寸接近的空隙(微米空隙)的产生有益于可见光入射光线的漫反射。由表面引起的漫射现象的大小可以通过使用安装在分光光度计中的累计球来测定。这种类型的装置也被称作透程仪。例如，相比于裸玻璃(0.1%的雾度)，利用直径大约20nm的硅氧化物纳米粒子的六个层对1. 9mm厚透明浮法玻璃载体进行覆盖对光漫射仅具有略微的影响。相反，在此沉积物中引入直径大约等于500nm并且覆盖率大约20%的球形空隙或微米空隙将显著地提高在透程仪测量的漫射(5. 5%的雾度)。当在所述沉积物的整个厚度上存在折射率梯度时，可以实现在对可见光透明的载体上形成沉积物以获得在一个波长范围内而非在一个单一波长下的抗反射性能(Jeri ' Ann Hiller 等，Nature Materials, 2002,1, 59-63)。这个梯度的最大折射率值应当对应于一侧为沉积物且另一侧为空气的该载体的折射率。所述抗反射性能可根据使用分光光度计记录的透射和反射光谱来揭示。例如，在玻璃载体上的直径大约20nm的硅氧化物纳米粒子的多个层的沉积物极大地改善了此玻璃的抗反射性能。这是因为，如果1. 9mm厚透明浮法玻璃反射入射的可见光的最高达8%，则具有相同特性但覆盖有直径20nm的二氧化硅纳米粒子的六个层(无微米空隙)的玻璃仅反射此同样光的O.1 %。该透明载体是无机、有机或者二者组合的性质的材料。其尺寸仅由生产所述沉积物所带来的技术限制决定其应当能够浸入到沉积物溶液中。它是透明的，即它允许入射的可见光的最大部分通过。该载体的材料对可见光范围(波长大约400_800nm)的电磁波的吸收因而是低的。例如，该透明载体可以是玻璃的或者聚碳酸酯基或聚(甲基丙烯酸甲酯)基的聚合物材料。最优选的是任何类型的玻璃，例如透明的(clair),超白的(extra-clair)、着色的浮法钠钙玻璃或者硼硅酸盐玻璃。超白玻璃被理解为是指以下这样的玻璃，其具有以Fe2O3形式表示的小于O. 04%重量,尤其是小于O. 02%重量的最大铁含量。透明(clair)玻璃被理解为是指以下这样的玻璃，其具有以Fe2O3形式表示的O. 04% -O. 4%重量的最大铁含量。该载体还可以是带正电和/或带负电的。可取的是选择耐受本专利技术的各种化学和/或物理处理的载体。在本专利技术的含义中，聚电解质是指下述这样的聚合物，该聚合物的重复化学结构·部分(motif)是有机、无机或者二者组合的性质的。而且，该结构部分应当包含在使用条件下的离子化的官能基团。所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.19 BE 2010/04451.生产覆盖有无机纳米粒子沉积物的透明载体的方法，所述沉积物包含微米空隙，该方法包括以下步骤 (a)将包含离子化官能基团的聚电解质溶液施加到透明载体上，之后是至少一个洗涤和干燥步骤，以在所述载体上形成带电荷的聚电解质沉积物； (b)在所述聚电解质沉积物上施加包含具有与该聚电解质沉积物的电荷相反的电荷的离子化基团的聚合物的微米粒子溶液，之后是至少一个洗涤步骤以在该聚电解质沉积物上形成带电荷的聚合物微米粒子沉积物； (C)通过包含具有与步骤(b)的带电荷的聚合物微米粒子的电荷相反的电荷的离子化官能基团的聚电解质的溶液覆盖带电荷的聚合物微米粒子沉积物，之后是至少一个洗涤和干燥步骤，以形成带电荷的聚电解质沉积物； (d)在该带电荷的聚电解质沉积物上施加包含与步骤(C)的聚电解质的电荷相反的表面电荷的离子化无机纳米粒子的溶液，之后是至少一个洗涤步骤以形成至少一个离子化无机纳米粒子层； (e)去除步骤(b)的聚合物微米粒子沉积物以及步骤(a)和(C)的聚电解质沉积物，以获得包含微米空隙的无机纳米粒子沉积物。2.权利要求1的方法，其中该透明载体是无机、有机或者二者组合的性质的材料，例如玻璃或者聚碳酸酯基或聚(甲基丙烯酸甲酯)基的聚合物材料。3.权利要求1或2的方法，其中根据步骤(a)的离子化聚电解质沉积物的形成通过至少一个在离子化聚电解质的水溶液中浸湿该透明载体的步骤来进行。4.权利要求3的方法，其中该聚电解质溶液的pH值为1-13，离子强度为10_6M-1M并且调节的聚电解质浓度为10_6M-1M。5.权利要求1-4之一的方法，其中施加离子化聚电解质溶液的步骤在I分钟...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·多莫克，I·玛瑞恩，S·玛蒂恩科，G·拉姆布林，C·杜邦，
申请(专利权)人：旭硝子欧洲玻璃公司，
类型：
国别省市：
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