[發明專利]減反增透涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201110250081.7
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102951848A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 賀軍輝;高亮娟;李曉禹
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C03C17/23
• 分類號: C03C17/23;C03C17/34
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，特別涉及減反增透涂層和疏水自清潔的減反增透涂層的制備方法。

背景技術

自清潔和減反增透納米結構涂層在太陽能光伏發電、光伏建筑材料、太陽能集熱器、宇航等領域具有廣泛的應用和巨大的市場。我國僅太陽能熱水器對太陽能玻璃的需求就達一億平方米，預計到2030年光伏發電有望占全世界發電量的5％～20％，在我國，除了應用領域和科技示范外，國家示范項目、民心工程和國際合作項目，送電到鄉、光明工程、國家光伏并網等均已啟動，亞洲最大的太陽能應用技術研究與示范基地在甘肅省榆中縣建成并已投入運行。可以展望，一個大規模利用太陽能的新時代已經來臨。太陽能玻璃必將成為平板玻璃行業新的經濟增長點，它不僅能夠帶動平板玻璃產業結構調整，而且可實現平板玻璃行業可持續發展。太陽能的廣泛利用需要更高的透光率和更低的反射率，同時大面積投產使用帶來十分繁重的清潔工作，迫切需要表面具有自清潔功能。目前，國內具有疏水自清潔功能和良好減反增透性能的涂層研究應用還很少。

國外在20世紀60年代就已經開始了玻璃自清潔和減反增透的研究，減反增透層通常采用不同折射率的均一薄膜來實現增透效果，根據目前的光學增透原理，厚度在λ/4處時可以在單一波長處有很窄的減反增透結果。若要實現寬光譜減反增透就必須疊加多層不同介質的薄膜，這給加工工藝和技術帶來了困難。JP?10-20102A公開了一種包含7層不同介質層的增透薄膜，但該增透膜在約400納米和300納米的波長內對可見光的增透性能不足。JP2006-3562公開了一種包含多個層的增透膜但對接近400納米波長的可見光沒有足夠的反射率。而本發明通過單面噴涂單一納米粒子層實現了可見光范圍內寬光譜的減反增透，最大透過率可以達到95.5％。

目前，世界上發達國家均有知名公司在專門從事自清潔玻璃的研究開發和制作，如英國Pilkington公司、日本TOTO公司、美國PPG公司、德國GEA公司、VTA公司、UIC公司等；在應用開發方面，日本率先展開開發、推廣、應用TiO₂光催化自清潔玻璃。英國Pilkington玻璃公司在開發應用TiO₂光催化自潔凈玻璃方面已走在歐、美玻璃商的前列。美國W.L.Tonar等人研制的透明復合自清潔防霧玻璃(W.L.Tonar?et?al.Electrochromic?Device?Having?A?Self-cleaning?Hydrophilic?Coating.United?States?Patent?Application?Publication?US2001/00210066A1，2001-09-13；K.Toru.Vehicle?Mirror.United?States?Patent?US5594585：1997-01-14；K.Toru.Anti-fog?Element.US5854308：1998-12-29；K.Takahama?et?al.Method?of?Forming?Hydrophilic?Inorganic?Coating?Film?And?Inorganic?Coating?Composition.United?States?Patent?Application?Publication?US2001/008696A1，2001-07-13)，是在玻璃基材的表面形成具有催化作用的光催化劑透明涂層，再在光催化劑透明涂層的表面形成具有親水性的透明多孔無機氧化物(SiO₂和Al₂O₃)薄膜。然而這些技術都利用了TiO₂光催化特性促使表面達到超親水，適用條件會受到限制，因為需要有光照的環境才能進行催化作用；而且這種孔狀結構表面雖可以提高親水性，但很容易被難揮發的物質或者納米塵埃堵住孔口，耐久性不理想。

本發明采用了將SiO₂溶膠噴涂到玻璃片上制備得到減反增透涂層，進一步進行疏水化處理其表面，制備疏水自清潔減反增透涂層。所述疏水自清潔減反增透涂層具有很高的水接觸角，水滴滴在表面可以形成球體，比較容易滾落帶走污染物而不留下任何痕跡，從而實現自清潔的能力。