[發明專利]一種同時提高SiO2增透膜疏水性和疏油性的方法

有效

• 申請號: 201710607415.9
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107193063B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張欣向;黃雨東;鄭加賢;李健;孫盈盈;楊文斌
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: G02B1/18
• 分類號: G02B1/18;G02B1/113
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種同時提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性的方法，用含氟含氫硅油/正己烷/Kastredt催化劑混合液來表面修飾SiO₂增透膜。其過程簡單高效，明顯提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性，進而提高其光學穩定性。利用含氟含氫硅油上的氫原子和SiO₂增透膜上的羥基發生脫水縮合反應原理，將含有豐富F元素和甲基基團的硅油鏈接枝到SiO₂增透膜上，同時改善SiO₂增透膜的疏水和疏油性能，該法快捷高效，較于其他方法，更適用于戶外環境。

技術領域

本發明屬于用含氟改性劑改性制備疏水性和疏油性提高的SiO₂增透膜技術領域，具體涉及一種同時提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性的方法。

背景技術

在太陽能電池和光學濾鏡等光學領域中引入增透膜可以顯著提高對光的利用率。目前廣受關注的是溶膠-凝膠法制備的SiO₂增透膜，因其具有成本低廉、操作簡單和激光損傷閾值高（是化學沉積法等其他方法的兩三倍）等優點。然而，其在使用過程中，受環境影響極大，堿催化的SiO₂增透膜表面極性多孔，極易吸收空氣中的水分和增塑劑等極性物質，吸收了污染物的增透膜光學性質受到影響，使用壽命也會大大降低。一方面，對增透膜表面進行疏水修飾，可減少表面大量的羥基，并且大量疏水基團的引入可以減少對污染物的吸收，提高其耐環境性；另一方面，改善增透膜的疏油性能，也可以減少有機液體對表面的污染，提高增透膜的使用壽命。

一種疏水疏油二氧化硅透光涂層極其制備方法（專利號：201410183167.6）公開了制備酸堿混合和引入致孔劑的SiO₂增透膜的方法，并用氟碳表面活性劑噴涂其表面最終得到疏水疏油的SiO₂增透膜，其疏水疏油效果顯著，但是噴涂法制備的疏水疏油SiO₂增透膜，其在戶外使用受雨水沖刷等天氣影響還有待考證。表面超快疏水處理的二氧化硅增透膜及其制備方法（專利號：201210396766.7）采用含氫硅油表面超快修飾堿催化的SiO₂增透膜，修飾之后增透膜的疏水性提高，但該方法卻使增透膜的疏油性下降。本發明采用浸漬-提拉法，將增透膜浸漬到含有含氟含氫硅油/正己烷/Kastredt催化劑的混合液中，含氟含氫硅油鏈上的氫原子會迅速與SiO₂增透膜表面的羥基發生脫水反應，進而將含有大量F原子和甲基的低表面能的硅油鏈接枝到SiO₂增透膜上，使SiO₂增透膜的疏水疏油性能得到提高。該法簡便易操作，效果明顯，在實際應用的可行性更大。

發明內容

本發明的目的旨在提供一種同時提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性的方法，提高其耐環境性并能延長其在戶外的使用壽命，解決了現有技術中溶膠-凝膠法制備的SiO₂增透膜中由于SiO₂粒子上面含有大量的羥基容易吸收環境中的極性污染物，最終導致增透膜光學性能下降的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種同時提高SiO₂增透膜疏水和疏油性的方法，具體步驟如下：

（1）在惰性溶劑中加入一定量的含氟含氫硅油和Kastredt催化劑（氯鉑酸與四甲基二乙烯基二硅氧烷的絡合物）常溫攪拌，混合均勻后即為表面修飾劑，該表面修飾劑中含氟含氫硅油的質量百分比濃度為0.05-2.50%，Kastredt催化劑的濃度按含氟含氫硅油的質量計為50-500 ppm；

（2）將熱處理后自然冷卻的溶膠-凝膠法制備的SiO₂增透膜浸漬到表面修飾劑中，5-300 s后以30-300 mm/min的提拉速度向上提拉，表面修飾后的SiO₂增透膜在100-200 oC環境下熱處理1-3h。