防尘镀膜液及防尘玻璃的制作方法
【专利摘要】一种防尘镀膜液，它含有TiO2纳米粒子、SiO2纳米粒子、表面活性剂以及溶剂，其中，TiO2纳米粒子的重量份为0.05?1，SiO2纳米粒子的重量份为0.3～2，表面活性剂的重量份为0.01～0.2，溶剂的重量份为10～90，所述的表面活性剂选自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。本发明的防尘镀膜液能够形成光滑、细致的防尘膜，从而避免灰尘等固体颗粒物的聚集。
【专利说明】
防尘镀膜液及防尘玻璃
技术领域
[0001]本发明涉及化学镀膜技术领域，特别涉及一种防尘镀膜液以及应用该防尘镀膜的玻璃。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展和人类活动的增加，大气环境不断被污染，雾霾天气和沙尘天气增多，空气中的固体污染物增加。这些灰尘和细小颗粒物不光给日常的生活带来极大不便，还降落在物体表面，使物体显得陈旧，影响玻璃透光性。特别是在一些特殊的领域，如落在太阳能光电器件表面上，将会影响其性能，降低太阳能光电器件的能量转化效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的之一是提供防尘镀膜，能够避免尘埃等颗粒物堆积在镀膜表面。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种防尘镀膜液，它含有T12纳米粒子、S12纳米粒子、表面活性剂以及溶剂，其中，T12纳米粒子的重量份为0.05-1，S12纳米粒子的重量份为0.3?2，表面活性剂的重量份为0.01?0.2，溶剂的重量份为10?90，所述的表面活性剂选自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。
[0005 ]进一步地，该防尘镀膜液中还含有重量份为2?15的增稠剂。
[0006]优选地，所述的增稠剂选自乙二醇、甘油、2-乙二醇乙醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。
[0007]优选地，所述的溶剂选自乙酸、甘油、醇、和去离子水中的一种或两种以上任意配比的混合物。
[0008]优选地，所述的醇为碳链为1-4的烷基醇。
[0009]优选地，所述的Si02纳米粒子的粒径为5?100纳米。
[0010]优选地，所述的T i 02纳米粒子的平均粒径为5?20纳米。
[0011]本发明工作原理是:采用T12纳米粒子以及S12纳米粒子与表面活性剂结合，使镀膜液成膜后能够具有更平滑的表面，表面张力更小，使镀膜表面不易积聚灰尘和固体颗粒物。
[0012]本发明的另一目的是提供一种防尘玻璃。
[0013]为达到该目的，本发明采用的技术方案是:一种防尘玻璃，包括玻璃本体、依次形成在该玻璃本体上的光催化剂涂层和防尘涂层，所述的防尘涂层中含有S12纳米粒子、表面活性剂和T12纳米粒子，其中，所述的表面活性剂选自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或两种以上任意配比的混合物，所述的防尘涂层中S12纳米粒子、T12纳米粒子和表面活性剂的重量比为0.3?2: 0.05-1:0.01?0.2。
[0014]优选地，所述的Si02纳米粒子的粒径为5?100纳米，所述的Ti02纳米粒子的平均粒径为5?20纳米。
[0015]优选地，所述的玻璃本体与所述的光催化剂涂层之间还设有连接层。该连接层为有机硅烷，所述的有机硅烷选自四甲烷氧基硅烷、四乙烷氧基硅烷、三甲氧基氯硅烷、三乙氧基氯硅烷、环氧丙氧三甲基硅烷，环氧丙氧三乙基硅烷中的一种或两种以上混合物。
[0016]优选地，所述的光催化剂涂层中含有石墨烯。
[0017]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果:本发明的防尘镀膜液能够在玻璃等基体表面形成防尘涂层，在防尘涂层中的S12纳米粒子和表面活性剂相结合，形成光滑、细致的膜层表面，从而避免灰尘等固体颗粒物的聚集;本发明的防尘镀膜液具有良好的扩展性能，可以形成均匀高透涂层，能够在喷涂表面形成微米和纳米级的多孔结构，降低涂层的有效遮光系数，提高涂层的透光度和减反能力。而本发明的防尘玻璃，具有高透光性、防尘亲水的优点。
【附图说明】
[0018]附图1为本发明的实施例二中防尘玻璃的结构示意图；
附图2为本发明的实施例三中的防尘玻璃的原子力显微照片；
附图3为本发明的实施例三中的防尘玻璃的表面线性粗糙度扫描；
附图4为普通玻璃与防尘玻璃的光透射图谱。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
本发明的防尘镀膜液，是由T12纳米粒子、S12纳米粒子、表面活性剂、增稠剂以及溶剂等配置而成，其中，T12纳米粒子的重量份为0.05-1、Si02纳米粒子的重量份为0.3?2、表面活性剂的重量份为0.0I?0.2、增稠剂的重量份为O?1、溶剂的重量份为1?90。
[0020]其中，T12纳米粒子的平均粒径为5?20纳米。玻璃表面有机物质的吸附会形成灰尘的吸附中心。T12作为光催化剂，在太阳光照作用下，可以有效分解表面的有机物质，避免灰尘的沉积。
[0021]本发明中的表面活性剂选自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚(X— 100 )中的一种或任意两种以上的混合物。表面活性剂的加入可以降低物体表面电荷，起到防静电效果，避免了灰尘沉积。但是表面活性剂作为亲水亲油的双亲材料，很容易溶于水或其他溶剂，因而通常不能用于室外的防尘作业。
[0022]S12纳米粒子的粒径为5?100纳米，优选10-30纳米。其作用一是在镀膜液成膜过程中自然累积，在玻璃等基体的表面形成纳米孔状结构，形成减反膜层。二是S12纳米粒子可以和选定的表面活性剂通过氢键或电荷引力作用相结合，从而有效防止表面活性剂在涂层中的流失，进而使镀膜液适合于室外防尘，增强抗灰尘的持久性。
[0023]增稠剂可根据使用的需要来调节其含量，增稠剂通常选自乙二醇、甘油，2-乙二醇乙醚中的一种或任意两种以上。溶剂选自乙酸、甘油、醇、和去离子水中的一种或两种以上。其中，醇类有机溶剂能够使溶液具有良好的扩展性能，可以形成均匀高透涂层，因此本发明中的醇选用碳链为1-4的烷基醇，如甲醇、乙醇、丁醇等。
[0024]本发明的实施例1中，采用粒径为5-100纳米的S12粒子0.5份、粒径为5-20纳米的T120.1份、溴化十六烷基三甲基胺0.05份、聚乙二醇辛基苯基醚(X —100) 0.02份、乙二醇4份、甘油2份、2-乙二醇乙醚6份、乙醇30份和去离子水57份配置溶液，得到防尘镀膜液。
[0025]本发明的实施例2，如附图1所示，给出了一种用于太阳能电池的防尘玻璃，包括:玻璃本体1、连接层2、光催化剂涂层3、防尘涂层4。玻璃本体I上覆涂连接层2，连接层2上覆涂光催化剂涂层3，光催化剂涂层3上覆涂防尘涂层4。
[0026]连接层的作用是增强涂层的牢固性，本发明的连接层是由有机硅烷组成的，其能够使催化剂涂层与玻璃本体之间形成共价键，将涂层牢固地附着在玻璃本体上。有机硅烷选自以下物质中的一种或几种:四甲烷氧基硅烷，四乙烷氧基硅烷、三甲氧基氯硅烷、三乙氧基氯硅烷、环氧丙氧三甲基硅烷，环氧丙氧三乙基硅烷。连接层可以通过化学气相沉积的方法在玻璃本体的表面上，形成10纳米左右的涂层。
[0027]光催化剂涂层由光催化剂溶液通过液态涂抹法附着在连接层上，经过干燥形成。光催化剂溶液由高电导的碳基材料石墨烯与半导体材料的纳米粒子以及溶剂配置而成。溶剂为水和醇的混合物，光催化剂溶液中固态物质的质量百分比为0.2-5%、水的比例为50-80%、醇的比例为10-50%。所述的固态物质中，石墨烯与半导体材料的纳米粒子的比例为I:1000至1:20，优选比列为1:200至1:50，其中，半导体材料为Ti02、Zn0、Zr02、Bi203、氧化妈中的一种或几种，半导体纳米粒子的尺寸为2-50nm,优选5_20纳米。其中，碳基石墨稀材料为单层或多层氧化石墨烯和还原氧化石墨烯，石墨烯的厚度1-10纳米，优选厚度为1-3纳米，所涉及的石墨烯为单层石墨烯，或层数小于10层。该光催化剂涂层的厚度小于等于100纳米，光催化剂涂层可以产生光生电荷，通过石墨烯传导并有效降解吸附的有机污染物，避免静电吸尘的形成，同时光催化剂涂层提供亲水自清洁的效果。
[0028]防尘涂层通过本发明的防尘镀膜液经过喷涂、干燥后得到，防尘涂层的厚度小于等于200nm。防尘涂层中含有的S12纳米粒子和中性表面活性剂X-100以及阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲基相结合，避免纳米粒子的聚集，使S12纳米粒子均匀地分散，从而在防尘涂层中形成致密的结构。Si02纳米粒子在溶剂蒸发时可以在表面自动形成微米和纳米级的多孔状结构，降低防尘涂层的有效折光系数，提高透光度，从而使防尘涂层具有减反功會K。
[0029]在通常情况下，连接层和光催化剂涂层以及防尘涂层是通过三次喷涂附着的，一些特例下，也可以将有机硅氧烷等连接剂添加在光催化剂中，使光催化剂涂层其同时起到光催化的作用和连接的作用。
[0030]实施例3，根据实施例二制备的防尘玻璃。首先采用化学气相沉积法在玻璃表面镀上一层10纳米环氧丙氧三甲基硅烷。光催化剂层由光催化溶液旋涂制备。光催化剂溶液的构成质量百分比为0.47% Ti02纳米粒子、0.00235%氧化石墨稀(氧化石墨稀与1102质量比例1:200)、乙醇20%，其余为水。光催化剂溶液以100rpm速度旋转涂膜，在20_200°C烘干，优选50-150°C烘干，制成光催化剂层。光催化剂曾厚度约50纳米。防尘涂层通过本发明的实施例I防尘镀膜液经过喷涂制备，涂层厚度100纳米。
[0031]图2为实施例三中的防尘玻璃的原子力显微照片，可以看到防尘玻璃的表面为多孔状结构，孔径大小为20纳米-200纳米。通过表面线性粗糙度测量，得到该防尘玻璃表面的粗糙度小于20纳米，参见图3。用本实施例中的防尘玻璃与普通玻璃对比进行透光度测试，结果如图4，显示了与普通玻璃相比，本发明的防尘玻璃在可见光区的透光度提升2-3%。
[0032]在防尘测试中，各取一块普通玻璃和防尘玻璃，将其倾斜35度放置，取格尔木沙漠地区国家光伏中心的沙尘，进行落沙对比，结果显示:在防尘玻璃上，沙尘不占附，自动滚落，而在普通玻璃上，沙尘黏附在玻璃面板上。
[0033]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种防尘镀膜液，其特征在于:它含有T12纳米粒子、S12纳米粒子、表面活性剂以及溶剂，其中，T12纳米粒子的重量份为0.05-1，S12纳米粒子的重量份为0.3?2，表面活性剂的重量份为0.01?0.2，溶剂的重量份为10?90，所述的表面活性剂选自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。2.根据权利要求1所述的防尘镀膜液，其特征在于:它还含有重量份为2?15的增稠剂。3.根据权利要求2所述的防尘镀膜液，其特征在于:所述的增稠剂选自乙二醇、甘油、2-乙二醇乙醚中的一种或两种以上任意配比的混合物。4.根据权利要求1所述的防尘镀膜液，其特征在于:所述的溶剂选自乙酸、甘油、醇、和去离子水中的一种或两种以上任意配比的混合物。5.根据权利要求4所述的防尘镀膜液，其特征在于:所述的醇为碳链为1-4的烷基醇。6.根据权利要求1所述的防尘镀膜液，其特征在于:所述的S12纳米粒子的粒径为5?100纳米。7.根据权利要求1所述的防尘镀膜液，其特征在于:所述的T12纳米粒子的平均粒径为5?20纳米。8.一种防尘玻璃，其特征在于:包括玻璃本体、依次形成在该玻璃本体上的光催化剂涂层和防尘涂层，所述的防尘涂层中含有S12纳米粒子、表面活性剂和T12纳米粒子，其中，所述的表面活性剂选自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚中的一种或两种以上任意配比的混合物，所述的防尘涂层中S12纳米粒子、T12纳米粒子和表面活性剂的重量比为0.3?2:0.05-1:0.01?0.2。9.根据权利要求8所述的防尘玻璃，其特征在于:所述的S12纳米粒子的粒径为5?100纳米，所述的T i 02纳米粒子的平均粒径为5?20纳米。10.根据权利要求8所述的防尘玻璃，其特征在于:所述的玻璃本体与所述的光催化剂涂层之间还设有连接层。11.根据权利要求8所述的防尘玻璃，其特征在于:所述的光催化剂涂层中含有石墨烯。
【文档编号】C03C17/42GK106046866SQ201610362052
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】陆诚, 刘凌峰
【申请人】苏州盛丰源新材料科技有限公司