一种增透膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种增透膜及其制备方法，包括以下步骤：第一步：制取碱催化溶胶；第二步：制取酸碱混合溶胶；第三步：镀膜及后处理。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过调整酸催化溶胶和碱催化溶胶的混合比、调整造孔剂的用量这两种方法，可以在不影响增透膜表面性能的情况下来调整所制的增透膜的孔隙率，使其在某一波段的透过率达到要求，再经过表面修饰之后，膜层具有良好的疏水性和自清洁性能，有很好的环境适应性。
【专利说明】一种增透膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种增透膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]由于太阳能热水器的玻璃内管上的太阳能选择性吸收涂层对太阳光的吸收已经达到95%左右，再往上提升空间已经比较小了 ；而玻璃外管的透过性基本在90%左右，还有比较大的提升空间，所以增强外罩玻璃的透过率对吸热性能的提升具有很大的作用。由于溶胶凝胶法的制作费用低、涂膜简单、清理容易、便于大面积成膜和光学性能好等一系列优点而备受人们关注。
[0003]但是SiO2增透膜如果想具有较高的透过率的话，其孔隙率也应达到一定的范围，不能太大或太小，也就是说，增透膜的孔隙率需要具有可调整的特性。采用单一的方法制取溶胶凝胶，其镀膜后的孔隙率难以得到控制，工艺难以稳定。
[0004]未修饰的增透膜表面由于含有大量的羟基，容易吸收环境中的水汽，当水气在增透膜孔隙内吸附时，增透膜的折射率会增大，从而导致透过率的下降。同时，由于太阳能真空集热管都在户外使用，再不可能经常清理的情况下，表面会累积大量的灰尘，影响玻璃的透过率。所以，用来做真空管外罩的玻璃，需要有一种良好的疏水能力和自清洁能力。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的上述问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种增透膜及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种增透膜，该增透膜以碱催化溶胶、组分B按照1: 1-1.5的体积比配制而成，其中，碱催化溶胶通过组分A制成；组分A、组分B的各组成成份以体积百分比表示为:
组分A:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ；20%-25%浓度氨水0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%-8% ；
组分B:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ;盐酸0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%-8% ；
增透膜的制备方法，包括以下步骤:
第一步:制取碱催化溶胶:将组分A:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ；20%-25%浓度氨水0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%_8%加入反应容器，在常温常压的条件下，搅拌4h-6h，于常温常压阴暗的环境下静置7d-10d ;然后再在80°C _85°C的温度下冷凝回流5h-6h，除去氨，过滤后得到碱催化溶胶；
第二步:制取酸碱混合溶胶:将组分B:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ;盐酸0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%-8%加入上述碱催化溶胶，在常温常压的条件下，搅拌4h-6h，于常温常压无光的环境下静置7d-10d，过滤后得到最终的酸碱混合溶胶；第三步:镀膜及后处理:将玻璃放入上述酸碱混合溶胶之中浸泡，然后用提拉法以5mm/s-10mm/s的速率提起,提起后晾干之后再放入有机溶剂中浸泡lh_2h,取出晾干后在4000C _450°C的条件下烘干。
[0007]增透膜镀膜得到的玻璃的透过率为93.5%-95.5%。
[0008]所述的有机溶剂为六甲基二硅胺和己烷混合溶液，且六甲基二硅胺:己烷=1:2。
[0009]所述的造孔剂/分散剂为聚乙二醇，且聚乙二醇的平均分子量为800-1000。
[0010]本发明技术方案同现有技术相比的有益效果是:通过调整酸催化溶胶和碱催化溶胶的混合比、调整造孔剂的用量这两种方法，可以在不影响增透膜表面性能的情况下来调整所制的增透膜的孔隙率，使其在某一波段的透过率达到要求，再经过表面修饰之后，膜层具有良好的疏水性和自清洁性能，有很好的环境适应性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是玻璃镀可调节孔隙率增透膜前后增透率曲线对比图；
其中，1、玻璃镀可调节孔隙率增透膜前增透率曲线，2、玻璃镀可调节孔隙率增透膜后增透率曲线。
【具体实施方式】
[0012]下面详细说明本发明的优选技术方案。
[0013]实施例1
一种增透膜，该增透膜以碱催化溶胶、组分B按照1:1的体积比配制而成，其中，碱催化溶胶通过组分A制成；组分A、组分B的各组成成份以体积百分比表示为:
组分A:乙醇84.6% ;正硅酸乙酯3% ;去离子水6% ；20%-25%浓度氨水0.4% ;平均分子量为800的聚乙二醇6% ；
组分B:乙醇84.6% ;正硅酸乙酯3% ;去离子水6% ;盐酸0.4% ;平均分子量为800的聚乙二醇6% ；
增透膜的制备方法，包括以下步骤:
第一步:制取碱催化溶胶:将组分A:乙醇84.6% ;正硅酸乙酯3% ;去离子水6% ；20%-25%浓度氨水0.4% ;平均分子量为800的聚乙二醇6%加入反应容器，在常温常压的条件下，搅拌4h，于常温常压阴暗的环境下静置7d ;然后再在80°C的温度下冷凝回流5h，除去氨，过滤后得到碱催化溶胶；
第二步:制取酸碱混合溶胶:将组分B:乙醇84.6% ;正硅酸乙酯3% ;去离子水6% ;盐酸
0.4% ;平均分子量为800的聚乙二醇6%加入上述碱催化溶胶，在常温常压的条件下，搅拌4h，于常温常压无光的环境下静置7d，过滤后得到最终的酸碱混合溶胶；
第三步:镀膜及后处理:将玻璃放入上述酸碱混合溶胶之中浸泡，然后用提拉法以5mm/s的速率提起，提起后晾干之后再放入六甲基二硅胺:己烷=1:2的有机溶剂中浸泡lh，目的是为了用疏水基团取代膜层表面的亲水基团羟基，取出晾干后在400°C的条件下烘干。经此方法得到的增透膜增透效果优异，孔隙率和折射率可调，膜层结合力良好，同时具有很好的疏水性。
[0014]增透膜镀膜得到的玻璃的透过率为94.9%。
[0015] 实施例2一种增透膜，该增透膜以碱催化溶胶、组分B按照1:1的体积比配制而成，其中，碱催化溶胶通过组分A制成；组分A、组分B的各组成成份以体积百分比表示为:
组分A:乙醇83.4% ;正硅酸乙酯2% ;去离子水6% ；20%-25%浓度氨水0.6% ;平均分子量为800的聚乙二醇8% ；
组分B:乙醇83.4% ;正硅酸乙酯2% ;去离子水6% ;盐酸0.6% ;平均分子量为800的聚乙二醇8% ；
增透膜的制备方法，包括以下步骤:
第一步:制取碱催化溶胶:将组分A:乙醇8 3.4% ;正硅酸乙酯2% ;去离子水6% ;20%-25%浓度氨水0.6% ;平均分子量为800的聚乙二醇8%加入反应容器，在常温常压的条件下，搅拌5h，于常温常压阴暗的环境下静置7d ;然后再在85°C的温度下冷凝回流5h，除去氨，过滤后得到碱催化溶胶；
第二步:制取酸碱混合溶胶:将组分B:乙醇83.4% ;正硅酸乙酯2% ;去离子水6% ;盐酸
0.6% ;平均分子量为800的聚乙二醇8%加入上述碱催化溶胶，在常温常压的条件下，搅拌5h，于常温常压无光的环境下静置7d，过滤后得到最终的酸碱混合溶胶；
第三步:镀膜及后处理:将玻璃放入上述酸碱混合溶胶之中浸泡，然后用提拉法以10mm/s的速率提起，提起后晾干之后再放入六甲基二硅胺:己烷=1:2的有机溶剂中浸泡Ih,目的是为了用疏水基团取代膜层表面的亲水基团羟基，取出晾干后在450°C的条件下烘干。经此方法得到的 增透膜增透效果优异，孔隙率和折射率可调，膜层结合力良好，同时具有很好的疏水性。
[0016]增透膜镀膜得到的玻璃的透过率为94.1%。
[0017]实施例3
一种增透膜，该增透膜以碱催化溶胶、组分B按照1:1.3的体积比配制而成，其中，碱催化溶胶通过组分A制成；组分A、组分B的各组成成份以体积百分比表示为:
组分A:乙醇83.4% ;正娃酸乙酯3% ;去尚子水7% ;20%_25%浓度氨水0.6% ;平均分子量为1000的聚乙二醇6% ；
组分B:乙醇83.4% ;正硅酸乙酯3% ;去离子水7% ;盐酸0.6% ;平均分子量为1000的聚乙二醇6% ；
增透膜的制备方法，包括以下步骤:
第一步:制取碱催化溶胶:将组分A:乙醇83.4% ；正硅酸乙酯3% ;去离子水7% ；20%-25%浓度氨水0.6% ;平均分子量为1000的聚乙二醇6%加入反应容器，在常温常压的条件下，搅拌6h，于常温常压阴暗的环境下静置9d ;然后再在85°C的温度下冷凝回流6h，除去氨，过滤后得到碱催化溶胶；
第二步:制取酸碱混合溶胶:将组分B:乙醇83.4% ;正硅酸乙酯3% ;去离子水7% ;盐酸
0.6% ;平均分子量为1000的聚乙二醇6%加入上述碱催化溶胶，在常温常压的条件下，搅拌5h，于常温常压无光的环境下静置9d，过滤后得到最终的酸碱混合溶胶；
第三步:镀膜及后处理:将玻璃放入上述酸碱混合溶胶之中浸泡，然后用提拉法以5mm/s的速率提起，提起后晾干之后再放入六甲基二硅胺:己烷=1:2的有机溶剂中浸泡lh，目的是为了用疏水基团取代膜层表面的亲水基团羟基，取出晾干后在450°C的条件下烘干。经此方法得到的增透膜增透效果优异，孔隙率和折射率可调，膜层结合力良好，同时具有很好的疏水性。
[0018]增透膜镀膜得到的玻璃的透过率为95.2%。[0019]本发明技术方案同现有技术相比的有益效果是:通过调整酸催化溶胶和碱催化溶胶的混合比、调整造孔剂的用量这两种方法，可以在不影响增透膜表面性能的情况下来调整所制的增透膜的孔隙率，使其在某一波段的透过率达到要求，再经过表面修饰之后，膜层具有良好的疏水性和自清洁性能，有很好的环境适应性。
【权利要求】
1.一种增透膜，其特征在于:该增透膜以碱催化溶胶、组分B按照1:1-1.5的体积比配制而成，其中，碱催化溶胶通过组分A制成；组分A、组分B的各组成成份以体积百分比表示为: 组分A:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ；20%-25%浓度氨水0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%-8% ； 组分B:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ;盐酸0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%-8%。
2.根据权利要求1所述的增透膜的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 第一步:制取碱催化溶胶:将组分A:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ；20%-25%浓度氨水0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%_8%加入反应容器，在常温常压的条件下，搅拌4h-6h，于常温常压阴暗的环境下静置7d-10d ;然后再在80°C _85°C的温度下冷凝回流5h-6h，除去氨 ，过滤后得到碱催化溶胶； 第二步:制取酸碱混合溶胶:将组分B:乙醇80%-85% ;正硅酸乙酯2%-3% ;去离子水5%-8% ;盐酸0.4%-0.6% ;造孔剂/分散剂5%-8%加入上述碱催化溶胶，在常温常压的条件下，搅拌4h-6h，于常温常压无光的环境下静置7d-10d，过滤后得到最终的酸碱混合溶胶； 第三步:镀膜及后处理:将玻璃放入上述酸碱混合溶胶之中浸泡，然后用提拉法以5mm/s-10mm/s的速率提起,提起后晾干之后再放入有机溶剂中浸泡lh_2h,取出晾干后在4000C _450°C的条件下烘干。
3.根据权利要求2所述的方法所制备的增透膜镀膜得到的玻璃，其特征在于:镀增透膜的玻璃的透过率为93.5%-95.5%。
4.根据权利要求2所述的增透膜的制备方法，其特征在于:所述的有机溶剂为六甲基二硅胺和己烷混合溶液，且六甲基二硅胺:己烷=1:2。
5.根据权利要求1所述的增透膜，其特征在于:所述的造孔剂/分散剂为聚乙二醇，且聚乙二醇的平均分子量为800-1000。
【文档编号】C03C17/23GK103951275SQ201410137527
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】高雄虎, 顾欢, 樊顺健 申请人:湖北桑夏太阳能产业有限公司