減反射鍍膜液及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料領域，涉及一種減反射鍍膜液及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002]玻璃材料(板材、管材)是目前太陽能熱水器產業(yè)和光伏產業(yè)中不可缺少的重要材料。在太陽能光熱、光電轉換效率逐步接近理論極限的情況下，每提高一個百分點的能量轉化率都要付出較大的成本，且舉步維艱，而玻璃尚有可提高太陽透射比的空間。因此降低玻璃材料的反射比，提高透射比，對進一步提高太陽能產品的能量轉化效率無疑有現(xiàn)實而積極的作用。.
[0003]目前國內外主要采用溶膠凝膠法生產增透液。CN201336310、CN201336311和CN1336312是典型的溶膠凝膠法制備增透液；CN101318776以溶膠凝膠為原料，通過對其表面改性獲得增透液；CN101308878以溶于有機溶劑的無機材料作為原材料制備增透液，從該方法可以確認所選的無機材料也是溶膠凝膠法制備的，否則無機粉體無法溶于有機溶劑；但是溶膠凝膠工藝存在一個比較嚴重的問題，溶膠凝膠一般處于亞穩(wěn)態(tài)，制備過程中受多種因素影響，加上涂裝過程的控制參數(shù)調整困難，因此產品質量無法穩(wěn)定，玻璃生產廠家需要其他方法來獲得增透率穩(wěn)定的鍍膜玻璃工藝，確保批次的穩(wěn)定性。因此選用新的方法獲得增透效果顯得非常必要。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種減反射鍍膜液及其制備方法與應用。
[0005]本發(fā)明提供的制備鍍膜液的方法，包括如下步驟:
[0006]將納米二氧化娃溶膠、乳液和分散劑混勻后，加入酸調節(jié)體系的pH值為1.5-4，得到所述鍍膜液。
[0007]上述方法中，所述納米二氧化硅溶膠的質量份為5-30份，具體為10-30份，更具體為15份；
[0008]所述PU乳液的質量份為1-10份，具體為5-10份，更具體為10份；
[0009]所述分散劑的質量份為60-95份，具體為60-85份，更具體為75份；
[0010]所述體系的pH值具體為1.5-2 ;
[0011]所述酸為磷酸、硫酸、鹽酸或硝酸；
[0012]所述分散劑可根據(jù)所選用的成膜物質的樹脂體系采用水性分散介質或溶劑性分散劑，具體可為水。
[0013]所述納米二氧化硅溶膠的固含量為40-60%，具體為50% ；
[0014]所述納米二氧化硅溶膠具體可為納米二氧化硅溶膠1115、納米二氧化硅溶膠2326、納米二氧化硅溶膠8699或納米二氧化硅溶膠Nissan SN0WTEX-0UP。
[0015]所述納米二氧化娃的粒徑為4nm_50nm，具體為2_4nm、4nm或5nm。由于所選用的納米二氧化硅具有疏松多孔的特性，導致疏松多孔的鍍膜層的折射率遠低于超白玻璃的折射率(1.52)，在恰當?shù)腻儗雍穸认?，可以減少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率。
[0016]所述納米二氧化硅為球形或非球形。
[0017]所述PU乳液的固含量為30-50%，具體為40% ；
[0018]所述PU乳液具體為DSM R986乳液。
[0019]另外，按照上述方法制備得到的鍍膜液及該鍍膜液在制備增透材料中的應用以及由所述鍍膜液制備得到的增透材料，也屬于本發(fā)明的保護范圍。其中，所述增透材料為增透玻璃，具體為太陽能電池蓋板的增透玻璃；
[0020]所述增透玻璃具體按照包括如下步驟的方法制得:將所述鍍膜液涂覆在玻璃表面，干燥而得。
[0021 ] 所述涂覆的方法具體可為淋涂、浸涂、噴涂或輥涂；
[0022]所述干燥步驟中，溫度為300-700°C，時間為5min_30min。
[0023]所述增透材料中，鍍膜層的厚度具體可為100nm-150nm。
[0024]本發(fā)明克服現(xiàn)有鍍膜液制備過程中工藝繁雜、產品質量不穩(wěn)定等缺點，采用商品化的水性硅溶膠和商品化的PU乳液作為原料，利用二者它們之間的異性電荷吸引性，先在特定條件下將他們組裝成草莓狀的納米團簇物。該納米團簇是以乳液為核，以納米二氧化硅為殼的核殼結構。二氧化硅作為穩(wěn)定的殼層，可以長期穩(wěn)定內部的PU核。從而實現(xiàn)穩(wěn)定的貨架壽命，保證制備的鍍膜液的穩(wěn)定性的透明減反射鍍膜液。該方法具有工藝簡單，環(huán)境友好，質量穩(wěn)定，產品可靠等特點。
[0025]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過選用疏松多孔的粉體，原始粒徑為4nm-50nm，將這些粉體在相應溶劑中分散成納米分散液，并加入成膜物質，制備出具有增透功能的鍍膜液。在超白玻璃上鍍膜層的增透率大于3%，并且工藝穩(wěn)定性大大提高。由于所選用的粉體具有疏松多孔的特性，導致疏松多孔的鍍膜層的折射率遠低于超白玻璃的折射率，在恰當?shù)腻儗雍穸认?，可以減少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率，達到增加太陽能電池發(fā)電功率的目的。該減反射鍍膜液在玻璃上成膜后，與玻璃具有很好的附著力，并且能降低玻璃的反射率，提高玻璃的可見光透過率。采用該鍍膜液制成的鍍膜玻璃應用于太陽能蓋板上，達到提高太陽能電池發(fā)電功率的目的。
[0026]本發(fā)明提供的鍍膜液為用其涂布并干燥的基體提供了易清潔性質或防塵性質。如果涂布過的基體表現(xiàn)出耐油性和/或耐污性，則干燥的涂層被認為是“可清潔的”或“易清潔的”或擁有“可清潔”或“易清潔”特性。作為選擇和/或另外地，如果有機污染物，例如污垢、食物、機油、油漆、灰塵和/或雜質，可以簡單地用水沖洗掉，則干燥的涂層被認為是易清潔的或可清潔的。這樣的易清潔或可清潔特性通常是因為涂層的納米多孔結構傾向于阻止低聚和高聚物分子滲透而產生的，有可能提供獨特的摩擦電性質。
[0027]本發(fā)明提供的鍍膜液，當涂布于基體(例如，無機或有機材料基體)并干燥時，一般是耐用的，使得正常使用過程中的操作(例如，觸摸)不會完全除去干燥的涂層。優(yōu)選的涂層是耐用的，使得如實施例部分所示，干燥的涂層在更加機械苛刻的(例如，摩擦)條件下也不會被完全除去。
【附圖說明】
[0028]圖1為實施例1制備得到的鍍膜液進行鍍膜后所得鍍膜層的可見光增透曲線；
[0029]圖2為實施例2制備得到的鍍膜液進行鍍膜后所得鍍膜層的可見光增透曲線；
[0030]圖3為實施例3制備得到的鍍膜液進行鍍膜后所得鍍膜層的可見光增透曲線；
[0031]圖4為實施例4制備得到的鍍膜液進行鍍膜后所得鍍膜層的可見光增透曲線；
[0032]圖5為實施例5制備得到的鍍膜液進行鍍膜后所得鍍膜層的可見光增透曲線；
[0033]圖6為實施例6制備得到的鍍膜液進行鍍膜后所得鍍膜層的可見光增透曲線。
【具體實施方式】
[0034]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實施例。所述方法如無特別說明均為常規(guī)方法。所述原材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。
[0035]“納米粒子”在本文中的定義是納米尺寸的粒子，例如平均粒度不超過200納米(nm)。在本文中使用的“粒度”和“粒徑”具有相同的含義并用于指粒子(或其凝聚體)的最大尺寸。在本文的背景下，“凝聚”是指粒子之間的弱締合，粒子可以通過電荷或極性結合在一起并能夠分解成更小實體。
[0036]除非另有說明，所有的化學試劑和溶劑是從Aldrich ChemicalC0., Milwaukee, WI 獲得的或者能夠從 Aldrich Chemical C0.，Milwaukee，WI 獲得的。
[0037]實施例中指出的所有份數(shù)、百分比或比例都是以重量計的，除非另有說明。實施例中指出的所有溫度為攝氏度，除非另有說明。
[0038]納米二氧化硅溶膠1115中，納米二氧化硅的粒徑為4nm ;納米二氧化硅溶膠2326中，納米二氧化娃的粒徑為5nm ;納米二氧化娃溶膠8699中，納米二氧化娃的粒徑為2?4nm ;均購自Nalco公司。
[0039]納米二氧化硅溶膠Ni ssan SN0WTEX-0UP中，非球形納米二氧化硅的粒徑為2_5nm，購自 Naperville 公司。
[0040]太陽能玻璃購自彩虹玻璃；
[0041 ] 下述實施例中，均按照如下方法將所得鍍膜液進行鍍膜:
[0042]將所得鍍膜液以噴涂的方式涂覆在玻璃表面，500°C干燥lOmin而得，鍍膜層的厚度為100nm。
[0043]所得鍍膜層均按照如下方法進行測試:
[0044]1、耐用性測試
[0045]通過濕和干擦拭來評價機械耐用性。通過用紙巾摩擦(