本發(fā)明屬于光學材料制造及應用領域，尤其涉及一種采用溶液化學法制備t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的方法，適用于隱蔽式顯示器、電腦及電子顯示觸摸屏、電子數碼相框、后視鏡、特殊監(jiān)視場所、室內裝飾等領域生產可透視的、并具有高反射的鍍膜材料。

背景技術：

當一束光照射到玻璃基板上，玻璃對光的透過主要取決于玻璃的反射r、透過t、漫反射d、散射s和吸收a五個部分，即遵從下面的方程：

r+t+d+s+a＝100％

對于減反增透或防反射玻璃來說，其目的是最大程度地增加t，同時盡可能地減小(r+d+s+a)。同理，對于高反射玻璃而言，其目的是最大可能地增加r，減少(t+d+s+a)。對于部分反射部分透射鍍膜的而言，其目的就是獲得和實現所需要的t/r值，而盡量減少d+s+a。通常不著色的平面普通、光學或電子玻璃，若沒有防眩光效果，它的吸收，漫反射和散射很小，可忽略不計。如果采用著色玻璃，因過多的吸收可影響光的透過、反射和散射，若想得到較多的反射，則勢必損失部分透過、散射和吸收。

上述原理同樣適用于透明的高分子塑料材料，包括但不局限于亞克力(pmma)，聚碳酸酯(pc)，聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)，聚酰亞胺(pi)等。

目前，部分反射部分透射鍍膜玻璃的生產，主要通過干法即真空鍍膜或磁控濺射的方法。其優(yōu)點是可以得到致密的膜層，缺點是設備成本高，而且不適合大基板的鍍膜。此外，超聲波清洗這樣的鍍膜，可造成膜層的損壞。由于真空鍍膜和磁控濺射對基材有一定的耐熱要求，對于高分子塑料基材而言，應用會受到一定限制，另外附著力也比較差。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種t/r值可調非導電鍍膜材料的制備方法，通過濕法即溶液化學法制備t/r值可調的鍍膜材料，具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和優(yōu)異的機械性能。

本發(fā)明的技術方案是：

一種t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，非導電鍍膜材料具有基板或膜材及沉積于基板或膜材上的反射膜，部分反射部分透射薄膜通過溶液化學浸漬提拉法沉積于基板的表面，通過加熱固化后，形成非導電帶有透射性能的鏡面材料；基板是玻璃片或高分子塑料材料，薄膜粘附在玻璃或塑料基板上，基板為單片或兩片以上。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，在基板是玻璃片時，采用直的、彎曲的或筒狀物，厚度為0.1～20毫米；優(yōu)選的，玻璃基板厚度為0.2～12毫米；在基板是高分子塑料材料時，包括但不局限于亞克力、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺或膜材，采用直的、彎曲的或筒狀物，厚度為0.001～20毫米；優(yōu)選的，基板厚度為0.05～12毫米。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，當所述鍍膜層數為偶數時，也即膜層為2,4,6,8,…，首先鍍一層非導電的具有高折射率nh1的金屬氧化物或混合物，其折射率在1.6～2.6之間，第一層鍍膜加熱固化后，再鍍一層非導電的具有低折射率nl1，其折射率在1.36～1.55之間的物質，加熱固化后，即形成部分反射部分透射的樣品；

當所述鍍膜層數為奇數時，也即膜層為3,5,7,…時，首先鍍一層非導電的具有低折射率nl1，其折射率在1.36～1.55之間的物質，第一層鍍膜加熱固化后，鍍一層非導電的具有高折射率nh1的金屬氧化物或混合物，其折射率在1.6～2.6之間，加熱固化后，再鍍一層非導電的具有低折射率nl2，其折射率在1.36～1.55之間的物質，加熱固化后，即形成部分反射部分透射的樣品。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，當所述鍍膜層數為偶數時，如需增加反射或調整鍍膜性能，繼續(xù)鍍一層具有高折射率nh2的金屬氧化物或混合物，其折射率在1.6～2.6之間，高折射率鍍膜加熱固化后，再鍍一層非導電的具有低折射率nl2，其折射率在1.36～1.55之間的物質，固化后即為產品；如此反復即制備具有多層偶數膜層的樣品；

當所述鍍膜層數為奇數時，如需增加反射或調整鍍膜性能，繼續(xù)鍍一層具有高折射率nh2的金屬氧化物或混合物，其折射率在1.6～2.6之間，高折射率鍍膜加熱固化后，再鍍一層非導電的具有低折射率nl3，其折射率在1.36～1.55之間的物質，固化后即為產品；如此反復即制備具有多層奇數膜層的樣品。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，可生成高折射率氧化物的前驅化合物，采用醋酸鋅、硝酸鋅、醋酸鋁、硝酸鋁、醋酸鉍、硝酸鉍、硝酸鈰、醋酸鈰、m(or1)(or2)(or3)(or4)、mo(or1)(or2)(or3)或m(or1)(or2)(or3)(or4)(or5)，以及它們的混合物；該前驅化合物溶于水或醇類，或者前驅化合物溶于水和醇類的混合物溶劑，生成鍍膜液，醇類為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇或乙二醇,或類似物；；

在m(or1)(or2)(or3)(or4)中，m＝鈦、鋯或鉿；r1、r2、r3、r4為烷基、苯基或取代苯基，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基，r1、r2、r3、r4相同或不同；

在mo(or1)(or2)(or3)中，m＝釩，r1、r2、r3為烷基、苯基或取代苯基，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基，r1、r2、r3相同或不同；

在m(or1)(or2)(or3)(or4)(or5)中，m＝鈮或鉭，r1、r2、r3、r4、r5為烷基、苯基或取代苯基，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基，r1、r2、r3、r4、r5相同或不同；

可生成低折射率nl的前驅物，采用si(or1)(or2)(or3)(or4)、r1si(or2)(or3)(or4)、r1r2si(or3)(or4)或r1r2r3si(or4)，r1、r2、r3、r4為烷基、苯基或取代苯基，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基，r1、r2、r3、r4相同或不同；前驅物溶于醇類，在酸或堿的催化作用下和水反應，生成溶膠-凝膠鍍膜液；醇類為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇或乙二醇，或類似物；酸為醋酸、硝酸或鹽酸,鹽酸,或類似物，堿為氫氧化銨或氫氧化鈉,或類似物。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，加熱固化溫度在50～720℃之間，固化時間隨固化溫度，基材，和基材厚度而改變，固化時間在100秒到20小時之間。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，具有非導電鍍膜材料的膜層為雙層或多偶數層，或者膜層為三層或多奇數層，各層鍍膜的厚度≥10nm，多層鍍膜的總厚度≥30nm；優(yōu)選的，各層鍍膜的厚度30～300nm，多層鍍膜的總厚度為60～1200nm；具有非導電鍍膜材料的膜層為雙面或單面，即基板或膜材的兩面或一面。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，采用溶液化學浸漬提拉的方法通過調整鍍膜液的濃度和工藝，適用于輥涂、淋涂、刮涂或噴涂技術。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，化學浸漬提拉速度為每秒0.05毫米到每秒100毫米。

所述的t/r值可調非導電鏡面鍍膜材料的溶液化學制備方法，通過調整鍍膜液的濃度及化學浸漬提拉速度也即各層鍍膜厚度，來調節(jié)透過率和反射率的數值和位置，從而調整鍍膜的顏色。

本發(fā)明的設計思想是：

本發(fā)明方法是通過兩種鍍膜方式實現的：當鍍膜層數為偶數時，也即膜層為2,4,6,8,···,等時，首先鍍一層非導電的金屬氧化物或混合物，其折射率在1.6～2.6之間，簡稱為高折射率物質nh1。第一層鍍膜加熱固化后，繼續(xù)鍍一層折射率在1.36～1.55之間的物質，簡稱為低折射率物質nl1。低折射率物質固化后，即可形成部分反射部分透射的樣品。如需增加反射或調整鍍膜性能，可接著再鍍一層高折射率物質nh2，和一層低折射率物質nl2，如此反復即可制備具有偶數膜層的樣品。圖1顯示一種六層鍍膜的例子，d代表膜層的厚度。它適用于二層、四層、六層和高于六層的偶數鍍膜層。

當鍍膜層數為奇數時，也即膜層為3,5,7,···,等時，首先鍍一層非導電的折射率在1.36～1.55之間的物質，簡稱為低折射率物質nl1。第一層鍍膜加熱固化后，鍍一層非導電的金屬氧化物或混合物，其折射率在1.6～2.6之間，簡稱為高折射率物質nh1，加熱固化后，再鍍一層低折射率物質nl2，即可形成部分反射部分透射的樣品。如需增加反射或調整鍍膜性能，可接著再鍍一層高折射率物質nh2，和一層低折射率物質nl3，如此反復即可制備具有奇數膜層的樣品。圖2顯示一種七層鍍膜的例子，d代表膜層的厚度。它適用于三層、五層、七層和高于七層的奇數鍍膜層。

一般而言，反射率可隨鍍膜層數的增加而提高，但不盡然。鍍膜的最終反射率和透光率取決于膜層的厚度及各層物質的折射率，而膜層的厚度與溶液的濃度，提拉的速度以及固化溫度等有關。如果采用噴涂、輥涂或淋涂，相應的影響鍍膜厚度的工藝參數，都會影響膜層的最終厚度。其中，高折射率物質由金屬氧化物，如：氧化鋁、氧化鋅、氧化鉍、氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿、氧化釩、氧化鈮或氧化鉭等或它們的混合物或與低折射率物質的混合物等組成，低折射率物質多由二氧化硅及帶有孔隙的二氧化硅等組成。

本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是：

1、采用本發(fā)明生產的非導電鍍膜材料，具有基板及沉積于基板上的高反射膜和低反射膜層，所述非導電鍍膜通過化學浸漬提拉法沉積于基板表面，經加熱固化生成部分反射部分透射的非導電鍍膜材料。這樣制備的鍍膜玻璃具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化的性能，以及優(yōu)異的機械性能和附著力。這樣制備的用高分子材料作為基板的鍍膜，也具有優(yōu)異的耐超聲波清洗、附著力和機械性能。

2、由于上述鍍膜采用溶液化學法，在分子或離子的級別上混合，得到均勻的鍍膜液，因此可任意選擇基板的材料、顏色、透過率及厚度，形成的鍍膜具有優(yōu)異的均勻性、抗超聲波、耐氣候和環(huán)境變化及抗劃傷等機械性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例具有偶數鍍膜，即2,4,6,8,…的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例具有奇數鍍膜，即3,5,7,…的結構示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例部分具有偶數膜的反射光譜。

圖4是本發(fā)明實施例部分具有奇數膜的反射光譜。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下對本發(fā)明進行進一步詳細說明?？梢岳斫猓颂幩枋龅木唧w實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的應用范圍。

在具體實施過程中，本發(fā)明非導電鍍膜材料具有基板或膜材，包括但不局限于玻璃、亞克力(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亞胺(pi)等，及沉積于基板或膜材上的反射膜，或交替的具有高折光和低折光膜層，部分反射部分透射薄膜通過溶液化學浸漬提拉法沉積于基板或膜材的表面，通過加熱固化后，形成非導電帶有透射性能的鏡面材料。

本發(fā)明可生成高折射率氧化物的前驅化合物，如：醋酸鋅、硝酸鋅、醋酸鋁、硝酸鋁、醋酸鉍、硝酸鉍、硝酸鈰、醋酸鈰、m(or1)(or2)(or3)(or4)(m＝鈦、鋯或鉿；r1、r2、r3、r4為烷基、苯基或取代苯基或相似化合物，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基或相似化合物等，r1、r2、r3、r4可以相同或不同)、mo(or1)(or2)(or3)(m＝釩，r1、r2、r3為烷基、苯基或取代苯基或相似化合物，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基或相似化合物等，r1、r2、r3可以相同或不同)或m(or1)(or2)(or3)(or4)(or5)(m＝鈮或鉭，r1、r2、r3、r4、r5為烷基、苯基或取代苯基或相似化合物，烷基為甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基或相似化合物等，r1、r2、r3、r4、r5可以相同或不同)溶于水、醇類(如：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇或類似物等)，或溶于水和醇類的混合物等溶劑，必要時，加酸(如：醋酸、硝酸或鹽酸等)或堿(如：氫氧化銨或氫氧化鈉等)，生成具有一定濃度的鍍膜液。同樣，可生成低折射率二氧化硅的前驅物，如：si(or1)(or2)(or3)(or4)、r1si(or2)(or3)(or4)、r1r2si(or3)(or4)、r1r2r3si(or4)(r1，r2，r3，r4為烷基或苯基，如：甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、苯基、取代苯基或相似化合物，可以相同或不同)溶于醇類(如：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇或類似物等)，必要時，加入酸或堿，在酸(如：醋酸、硝酸或鹽酸等)或堿(如：氫氧化銨或氫氧化鈉等)的催化作用下和水反應，生成溶膠-凝膠鍍膜液。

采用提拉機將清洗干凈的基板浸入到相應的鍍膜液中，室溫下，將基板用一定速度提拉出鍍膜液。一般而言，提拉速度越快，膜層越厚，提拉速度越慢，膜層越薄。將鍍膜的基板放入烘烤爐中，加熱固化，得到具有高折射率的膜層，然后，接著鍍一層低折射率膜層，加熱固化，即得到所要的鏡面鍍膜。對于多層鍍膜，依次在相應的鍍膜液中提拉(見圖1和圖2)，加熱固化，最后得到所需的鏡面產品。

如圖3所示，給出一些鍍二層、四層和六層膜的反射光譜。圖4給出一些鍍三層和五層膜的反射光譜。一般而言，隨著膜層的增加，反射率不斷提高。因此，選用不同的基材、鍍膜材料、鍍膜層數、膜層厚度(取決于鍍膜液的固含量濃度和提拉速度)、膜層材料的折射率、固化溫度(影響材料的折射率)和固化時間等，可以制備出具有不同反射率的鏡面材料。

本發(fā)明用提拉法制備的t/r值可調的非導電鏡面玻璃和用磁控濺射及真空鍍膜技術制備的鏡面玻璃相比，除其它性能可比外，顯示出獨特優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化性能。后者在超聲波清洗中，出現薄膜脫落現象，而在物理鋼化過程中，也出現薄膜脫落和針孔缺陷。這種溶液化學的方法可以通過調整鍍膜液的濃度和工藝等手段，有可能適用于輥涂、淋涂、刮涂和噴涂等技術。本發(fā)明用提拉法制備的t/r值可調的非導電鏡面高分子材料也顯示出優(yōu)異的耐超聲波清洗和牢固的附著性能。

下面，通過實施例對本發(fā)明進一步詳細闡述。

實施例1:具有高折射率鍍膜液的制備

將50克zn(no3)2·6h2o溶于200克去離子水和250可乙醇的混合液中，加0.5克德國巴斯夫(科寧)水性涂料潤濕劑hydropalat875，得到溶液a。

實施例2:具有低折射率鍍膜液的制備

將15克ch3si(och3)3和10克(ch3)2si(och3)2溶于370克無水乙醇中，加入1.0克濃度為70wt％的硝酸和10克去離子水的混合液，攪拌5小時，得到溶液b。

實施例3：提拉法制備鏡面鍍膜材料

溶液a置于500毫升燒杯中并放入提拉機，將清洗干燥好的1.8×70×150毫米玻璃基板浸入溶液a中，用每秒2.5毫米的速度提拉，然后在烘箱中加熱至200℃保持30分鐘，得到含有高折射率的鍍膜。溶液b置于500毫升燒杯中并放入提拉機，將鍍有高折射率的上述玻璃基板浸入溶液b中，用每秒2.5毫米的速度提拉，然后在烘箱中400℃加熱30分鐘，即得到二層鍍膜的半反射半透射膜。第一層膜厚為125納米，第二層膜厚為132納米。在550納米處的反射率為25％。

參照以上方法，可以制備用不同前驅化合物的鍍膜液，用提拉方法制備具有不同膜層和不同t/r的非導電半反半透鍍膜。這樣制備的鍍膜玻玻璃具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化的性能。經過7槽超聲波清洗，鍍膜保持原樣，沒有脫落現象。而磁控濺射制備的鍍膜經過同樣的清洗，出現鍍膜脫落現象。當用5×100×400毫米玻璃做基板鍍膜，經700℃、200秒鋼化，膜層也沒有脫落現象，而磁控濺射制備的鍍膜經鋼化處理，鍍膜有脫落現象。這樣制備的高分子材料的鏡面鍍膜也具有優(yōu)異的耐超聲波清洗、附著力和機械性能，某些鍍膜材料的基本性能見表1。

表1.某些半反射半透射鍍膜材料的基本性能

實施例結果表明，本發(fā)明采用浸漬提拉法，或噴涂、輥涂及淋涂等鍍膜工藝和熱固化過程。該方法可任意選擇基材，基板的厚度、顏色及透過率可調，制成的鍍膜不易被腐蝕或損壞。采用本發(fā)明制備的鍍膜玻璃具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和耐物理鋼化的性能，具有優(yōu)異的機械性能。而高分子材料上的鏡面鍍膜，也具有優(yōu)異的耐超聲波清洗和優(yōu)異的機械性能。