專利名稱：一種溶膠凝膠鍍液、其制法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溶膠凝膠鍍液、其制法和生產(chǎn)減反射玻璃制品的方法及所得制
品O
背景技術(shù)：
玻璃是太陽能光伏、光熱利用技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的一種材料。為了增加光-電、光-熱的轉(zhuǎn)化效率，對玻璃增透或減反射效果的研究與開發(fā)越來越受到人們的重視。平板顯示領(lǐng)域或視頻電子設(shè)備，以及展示窗等需要“看穿”玻璃的場合，對玻璃的透視效果的要求也越來越高。由光學(xué)原理可知，提高玻璃透光率或降低玻璃表面反射率的一種簡單有效的方法就是在玻璃表面鍍減反射膜。近年來，溶膠凝膠技術(shù)由于其生產(chǎn)設(shè)備投資低、薄膜成
分容易調(diào)整、成膜均勻性好、工藝簡單以及可以對大面積基材進(jìn)行鍍膜等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。目前，采用溶膠凝膠技術(shù)在玻璃表面涂鍍減反射膜，在單面鍍膜的情況下，最多可使玻璃表面可見光反射率降低2-3% ;在雙面鍍膜的情況下，最多可使玻璃表面可見光反射率降低4-5%。進(jìn)一步降低玻璃表面可見光反射率，仍是目前需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供一種溶膠凝膠鍍液，由組分溶液A與組分溶液B兩種組分溶液組成，組分溶液A與組分溶液B的重量比為I 所述組分溶液A包括a. 1-50%的可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物，b. O. 001-15% 的第一催化劑，c. O. 01-25% 的水，和d.為余量物的第一有機(jī)溶劑，其中各組分均按組分溶液A的總重量計(jì)，且各組分的百分比之和為100% ；所述組分溶液B包括a’ . O. 1-35%的輔助成膜劑，b’· O. 05-30% 的增透劑，C，· O. 05-30% 的穩(wěn)定劑，d’· O. 001-10% 的第二催化劑，e’· O. 005-15% 的水，和f'.為余量物的第二有機(jī)溶劑，其中各組分均按組分溶液B的總重量計(jì)，且各組分的百分比之和為100% ；其中將a、b和一部分d形成溶液I，然后將c與剩余的d混合并加入溶液I中，形成組分溶液A ;將a’、d’和一部分f'形成溶液II，然后將e'與剩余的f'混合并加入溶液II中，然后將b’和C，加入溶液11，形成組分溶液B ;將組分溶液A和組分溶液B混合形成溶膠凝膠鍍液。
另一方面，本發(fā)明提供一種配制溶膠凝膠鍍液的方法，包括以下步驟
I)配制所述組分溶液A :首先將可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物、第一有機(jī)溶劑的一部分、和第一催化劑混合，形成溶液I;然后將剩余部分第一有機(jī)溶劑與水混合后，慢慢加入溶液I中，形成組分溶液A ；
2)配制所述組分溶液B :首先將輔助成膜劑、第二催化劑、和第二有機(jī)溶劑的一部分混合，形成溶液II;然后將剩余部分第二有機(jī)溶劑與水混合，緩慢加入溶液II中；最后將增透劑與穩(wěn)定劑加入溶液II中，形成組分溶液B ;
3)將配制的組分溶液A與組分溶液B混合，形成溶膠凝膠鍍液。
上述配制方法采用的是雙組分溶液，各自配制，然后混合，無需回流或加溫，與現(xiàn)有技術(shù)相比，操作簡便。
再一方面，本發(fā)明還提供一種由本發(fā)明溶膠凝膠鍍液生產(chǎn)減反射玻璃制品的方法，包 括以下步驟
I)配制所述組分溶液A :首先將可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物、第一有機(jī)溶劑的一部分、和第一催化劑混合，形成溶液I ;然后將剩余部分第一有機(jī)溶劑與水混合后，慢慢加入溶液I中，形成組分溶液A ；
2)配制所述組分溶液B :首先將輔助成膜劑、第二催化劑、和第二有機(jī)溶劑的一部分混合，形成溶液II ;然后將剩余部分第二有機(jī)溶劑與水混合，緩慢加入溶液II中；最后將增透劑與穩(wěn)定劑加入溶液II中，形成組分溶液B ;
3)將配制的組分溶液A與組分溶液B混合，形成溶膠凝膠鍍液；
4)將上述溶膠凝膠鍍液涂鍍于一個(gè)清潔、干燥的玻璃基材的至少一個(gè)表面上；優(yōu)選地，涂鍍在10°c -35°c、10-60%相對濕度和萬級(jí)的空氣潔凈度進(jìn)行；
5)將經(jīng)涂鍍的玻璃基材熱處理5-75分鐘；優(yōu)選地，熱處理于空氣中靜置1-15分鐘后于200-600°C及常壓進(jìn)行。
優(yōu)選地，步驟5)可通過以下操作替代將經(jīng)涂鍍的玻璃基材于空氣中靜置1-15分鐘后先在50-300°C進(jìn)行固化10-50分鐘，然后入鋼化爐進(jìn)行鋼化處理，處理的溫度為例如約650-750°C，壓力為常壓，時(shí)間為35-45秒/毫米玻璃。
最后，本發(fā)明還提供一種玻璃制品，其至少一個(gè)表面涂有本發(fā)明的溶膠凝膠鍍液。
本發(fā)明的鍍液成本低、配制方便、生產(chǎn)工藝簡單、減反射效果顯著提高。只需在玻璃表面一次涂鍍，即可明顯降低玻璃制品的反射率。
采用本發(fā)明鍍液，在單面鍍膜的情況下，可使玻璃表面可見光反射率降低3-4% ； 在雙面鍍膜的情況下，可使玻璃表面可見光反射率降低6-7%。而且所得鍍膜均勻性好、耐久性強(qiáng)、適用于大面積涂鍍生產(chǎn)，滿足市場對減反射玻璃產(chǎn)品的需求。
具體實(shí)施方式
對本發(fā)明中的一些術(shù)語解釋如下
“水”是指純水，即25°C時(shí)電導(dǎo)率小于或等于O. 5ms/cm (毫西門子每厘米)的水。
“第一”和“第二”等是為了區(qū)分同類物質(zhì)，而不是為了限制。
“減反射玻璃制品”是指具有減反射膜的玻璃制品。
在描述組分溶液A與組分溶液B中的組分含量時(shí)，均以原料量計(jì)，而不考慮各組分在所制備的凝膠溶膠鍍液中的狀態(tài)。在本發(fā)明中，關(guān)于凝膠溶膠鍍液各組分及其含量的說明同樣適用于本發(fā)明的制備凝膠溶膠鍍液的方法、及凝膠溶膠鍍液的應(yīng)用，包括例如生產(chǎn)減反射玻璃制品的方法及所得制品。一方面，本發(fā)明提供一種溶膠凝膠鍍液，其由組分溶液A與組分溶液B兩種組分溶液組成，組分溶液A與組分溶液B的重量比為I 所述組分溶液A包括a. 1-50%的可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物，b. O. 001-15% 的第一催化劑，c. O. 01-25% 的水，和d.為余量物的第一有機(jī)溶劑，其中各組分均按組分溶液A的總重量計(jì)，且各組分的百分比之和為100% ；所述組分溶液B包括a’ . O. 1-35%的輔助成膜劑，b’ . O. 05-30% 的增透劑，c’ . O. 05-30% 的穩(wěn)定劑，d’· O. 001-10% 的第二催化劑，e’ . O. 005-15% 的水，和f'.為余量物的第二有機(jī)溶劑，其中各組分均按組分溶液B的總重量計(jì)，且各組分的百分比之和為100% ；其中將a、b和一部分d形成溶液I，然后將c與剩余的d混合并加入溶液I中，形成組分溶液A ;將a’、d’和一部分f'形成溶液II，然后將e'與剩余的f'混合并加入溶液II中，然后將b’和C，加入溶液11，形成組分溶液B ;將組分溶液A和組分溶液B混合形成溶膠凝膠鍍液。所述組分溶液A為基礎(chǔ)膜物質(zhì)，對其中各組分說明如下所述可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物優(yōu)選選自硅的醇鹽，包括硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、硅酸異丙酯、硅酸異丁酯、或其結(jié)合，但所述硅的化合物不限于此；所述可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的娃化合物的含量為組分溶液A的總重量的1_50%、優(yōu)選2-45%、更優(yōu)選5-40%。所述第一催化劑優(yōu)選選自酸催化劑，包括無機(jī)酸和有機(jī)酸，例如硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、乙酸、冰乙酸、高氯酸、草酸、甲酸、酒石酸、檸檬酸、抗壞血酸、氫溴酸、氫氟酸、水楊酸、或其結(jié)合，但所述催化劑不限于此，只要能催化所述硅化合物的水解反應(yīng)的催化劑均可。所述第一催化劑的含量為組分溶液A的總重量的O. 001-15%、優(yōu)選O. 005-12%、更優(yōu)選O.01-10%。組分溶液A中水的含量為組分溶液A的總重量的O. 01-25%、優(yōu)選O. 05_20%、更優(yōu)選 O. 1-18%?！に龅谝挥袡C(jī)溶劑優(yōu)選選自醇、醚、酮、酯、烷烴、或其結(jié)合，包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、2-丁醇、丙酮、三氯甲烷、乙醚、乙二醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、叔丁醇、乙酰乙酸乙酯、或其結(jié)合，但所述有機(jī)溶劑不限于此，只要能使組分溶液A呈均一穩(wěn)定狀態(tài)的有機(jī)溶劑均可。所述第一有機(jī)溶劑的含量為與組分溶液A中其余各組分含量的百分比之和為100%O
所述組分溶液B為降低膜層折射率的增透(指透光性)或減反射成分，對其中各組分說明如下
所述輔助成膜劑優(yōu)選選自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧) 丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、或其結(jié)合，但所述輔助成膜劑不限于此。所述輔助成膜劑的含量為組分溶液B的總重量的O. 1-35%、優(yōu)選O. 5-30%、更優(yōu)選O. 8-28%0
所述增透劑優(yōu)選選自聚乙二醇、聚乙烯醇、三甲基氯硅烷、四甲基二硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、六甲基二硅烷、六甲基二硅胺烷、四甲基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、七甲基三硅氧烷、八甲基四硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、聚二甲基硅烷、甲基丙烯酸甲酯、或其結(jié)合，但所述增透劑不限于此，只要能增加由本發(fā)明鍍液所得鍍膜的透光性的物質(zhì)均可。所述增透劑的含量為組分溶液B的總重量的O. 05-30%、優(yōu)選O. 1-25%、更優(yōu)選O. 5-20%
所述穩(wěn)定劑優(yōu)選選自脂肪酸聚氧乙烯醚類(如仲醇AE0-9 [C12H25O (CH2CH2O)9H])、 烷基酚聚氧乙烯醚類(如TX-10 [C9H19C6H4O (CH2CH2O)9H])、吐溫-80和吐溫-81 (兩者均為聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯，結(jié)構(gòu)式見下文)、聚氧乙烯脂肪酸酯類(如 LAE-4 [CH3 (CH2) 10COO (CH2CH2O) 4H]、LAE-9 [CH3 (CH2) 10COO (CH2CH2O) 9H])、聚乙二醇硬脂酸酯類 (如乳化劑 SG-20 [C17H35COO (CH2CH2O) 20H]、乳化劑 SG-100 [C17H35COO (CH2CH2O) 100H]、乳化劑 PE G400MS [C17H35COO (CH2CH2O) 400H]、乳化劑 PEG400DS [C17H35COO (CH2CH2O) 400OOCC17H35])、曲拉通 X-100 (辛基苯基聚氧乙烯醚，4- (C8H17) C6H4 (OCH2CH2) 1(I0H)、氯化十四烷基吡啶、溴化十四烷基吡啶、溴化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基磺酸鈉、或其結(jié)合，但所述穩(wěn)定劑不限于此，只要能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明穩(wěn)定目的的物質(zhì)均可。所述穩(wěn)定劑的含量為組分溶液B 的總重量的O. 05-30%、優(yōu)選O. 1-25%、更優(yōu)選O. 5-20%
所述吐溫-80的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種溶膠凝膠鍍液，其由組分溶液A與組分溶液B兩種組分溶液組成，組分溶液A與組分溶液B的重量比為I :I,所述組分溶液A包括a.1-50%的可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物，b.O. 001-15%的第一催化劑，c.O. 01-25% 的水，和d.為余量物的第一有機(jī)溶劑，其中各組分均按組分溶液A的總重量計(jì)，且各組分的百分比之和為100% ；所述組分溶液B包括 a’ · O. 1-35%的輔助成膜劑， b’ · O. 05-30%的增透劑，C，· O. 05-30%的穩(wěn)定劑，d’ · O. 001-10%的第二催化劑，e’ · O. 005-15% 的水，和P .為余量物的第二有機(jī)溶劑，其中各組分均按組分溶液B的總重量計(jì)，且各組分的百分比之和為100% ；其中將a、b和一部分d形成溶液I，然后將c與剩余的d混合并加入溶液I中，形成組分溶液A ;將a’、d’和一部分Γ形成溶液II，然后將e'與剩余的Γ混合并加入溶液II 中，然后將b’和c’加入溶液II，形成組分溶液B ;將組分溶液A和組分溶液B混合形成溶膠凝膠鍍液。
2.權(quán)利要求I的溶膠凝膠鍍液，其特征在于，所述可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物的含量為組分溶液A的總重量的2-45%、優(yōu)選5-40% ;所述第一催化劑的含量為組分溶液A的總重量的O. 005-12%、優(yōu)選O. 01-10% ;組分溶液A中水的含量為該組分溶液A的總重量的O.05-20%、優(yōu)選 O. 1-18%。
3.權(quán)利要求I的溶膠凝膠鍍液，其特征在于所述輔助成膜劑的含量為組分溶液B的總重量的O. 5-30%、優(yōu)選O. 8-28% ;所述增透劑的含量為組分溶液B的總重量的O. 1_25%、優(yōu)選O.5-20% ;所述穩(wěn)定劑的含量為組分溶液B的總重量的O. 1-25%、優(yōu)選O. 5-20% ;所述第二催化劑的含量為組分溶液B的總重量的O. 005-8%、優(yōu)選O. 01-6% ;組分溶液B中水的含量為該組分溶液B的總重量的O. 01-12%、優(yōu)選O. 1-10%。
4.權(quán)利要求I的溶膠凝膠鍍液，其特征在于所述可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物選自硅的醇鹽，包括硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯、硅酸異丙酯、硅酸異丁酯、或其結(jié)合；所述第一催化劑選自酸催化劑，包括無機(jī)酸和有機(jī)酸，例如硝酸、鹽酸、硫酸、磷酸、乙酸、冰乙酸、高氯酸、草酸、甲酸、酒石酸、檸檬酸、抗壞血酸、氫溴酸、氫氟酸、水楊酸、或其結(jié)合；所述第一有機(jī)溶劑選自醇、醚、酮、酯、烷烴、或其結(jié)合，包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、2-丁醇、丙酮、三氯甲烷、乙醚、乙二醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、叔丁醇、乙酰乙酸乙酯、或其結(jié)合；所述輔助成膜劑選自甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、異丁基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y -(甲基丙烯酰氧) 丙基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、或其結(jié)合；所述增透劑選自聚乙二醇、聚乙烯醇、 三甲基氯硅烷、四甲基二硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、六甲基二硅烷、六甲基二硅胺烷、四甲基二娃氧燒、TK甲基_■娃氧燒、七甲基二娃氧燒、八甲基四娃氧燒、二甲基乙氧基娃燒、聚_■甲基硅烷、甲基丙烯酸甲酯、或其結(jié)合；所述穩(wěn)定劑選自脂肪酸聚氧乙烯醚類、烷基酚聚氧乙烯醚類、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯類、聚乙二醇硬脂酸酯類、辛基苯基聚氧乙稀釀、氣化十四燒基批唳、漠化十四燒基批唳、漠化十TK燒基批唳、十TK燒基二甲基溴化銨、十二烷基磺酸鈉、或其結(jié)合；所述第二催化劑選自氨水和胺類，包括二甲胺、三甲胺、乙二胺、乙醇胺、二乙胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三丙胺、三丁胺、或其結(jié)合；所述第二有機(jī)溶劑選自醇、醚、酮、酯、烷烴、或其結(jié)合，包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、2-丁醇、丙酮、三氯甲烷、乙醚、乙二醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、叔丁醇、乙酰乙酸乙酯、或其結(jié)合。
5.一種配制權(quán)利要求I的溶膠凝膠鍍液的方法，包括以下步驟 O配制所述組分溶液A :首先將可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物、第一有機(jī)溶劑的一部分、和第一催化劑混合，形成溶液I ;然后將剩余部分第一有機(jī)溶劑與水混合后，慢慢加入溶液I中，形成組分溶液A ； 2)配制所述組分溶液B:首先將輔助成膜劑、第二催化劑、和第二有機(jī)溶劑的一部分混合，形成溶液II ;然后將剩余部分第二有機(jī)溶劑與水混合，緩慢加入溶液II中；最后將增透劑與穩(wěn)定劑加入溶液II中，形成組分溶液B ； 3)將配制的組分溶液A與組分溶液B混合，形成溶膠凝膠鍍液。
6.一種生產(chǎn)減反射玻璃制品的方法，包括以下步驟 O配制所述組分溶液A :首先將可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物、第一有機(jī)溶劑的一部分、和第一催化劑混合，形成溶液I ;然后將剩余部分第一有機(jī)溶劑與水混合后，慢慢加入溶液I中，形成組分溶液A ； 2)配制所述組分溶液B:首先將輔助成膜劑、第二催化劑、和第二有機(jī)溶劑的一部分混合，形成溶液II ;然后將剩余部分第二有機(jī)溶劑與水混合，緩慢加入溶液II中；最后將增透劑與穩(wěn)定劑加入溶液II中，形成組分溶液B ; 3)將配制的組分溶液A與組分溶液B混合，形成溶膠凝膠鍍液； 4)將上述溶膠凝膠鍍液涂鍍于玻璃基材的至少一個(gè)表面上； 5)將經(jīng)涂鍍的玻璃基材熱處理5-75分鐘。
7.權(quán)利要求6的方法，其特征在于在步驟4)中，進(jìn)行所述涂鍍的溫度為15°C_30°C，優(yōu)選20°C -25°C，進(jìn)行所述涂鍍的相對濕度為15-50%，優(yōu)選20_40%，進(jìn)行所述涂鍍所需的空氣潔凈度為千級(jí)，更優(yōu)選為百級(jí)。
8.權(quán)利要求6的方法，其特征在于步驟5)通過以下操作替代將經(jīng)涂鍍的玻璃基材于空氣中靜置1-15分鐘后先在50-300°C進(jìn)行固化10-50分鐘，然后入鋼化爐進(jìn)行鋼化處理，處理的溫度為700°C，壓力為常壓，時(shí)間為40秒/毫米玻璃厚度。
9.權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述溶膠凝膠鍍液的涂鍍方法包括溶膠凝膠浸鍍提拉法、溶膠凝膠旋轉(zhuǎn)鍍膜法、溶膠凝膠噴涂方法、溶膠凝膠刷涂方法和溶膠凝膠輥涂方法。
10.一種玻璃制品，其至少一個(gè)表面涂有權(quán)利要求I的溶膠凝膠鍍液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溶膠凝膠鍍液，由重量比為11的組分溶液A與組分溶液B組成，其中A包括以重量計(jì)的1-50%可發(fā)生水解聚合反應(yīng)的硅化合物，0.001-15%第一催化劑，0.01-25%水，和為余量物的第一有機(jī)溶劑，其中A中各組分百分比之和為100%；B包括以重量計(jì)的0.1-35%輔助成膜劑，0.05-30%增透劑，0.05-30%穩(wěn)定劑，0.001-10%第二催化劑，0.005-15%水，和為余量物的第二有機(jī)溶劑，其中B中各組分百分比之和為100%。本發(fā)明還涉及所述溶膠凝膠鍍液的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明溶膠凝膠鍍液成本低、配制方便、生產(chǎn)工藝簡單、減反射效果突出。在單面鍍膜的情況下，可使玻璃表面可見光反射率降低3-4%；在雙面鍍膜的情況下，可使玻璃表面可見光反射率降低6-7%。
文檔編號(hào)C03C17/00GK102936099SQ20121047394
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王德憲 申請人:王德憲