本技術(shù)涉及一種自清潔增透鍍膜液及其制備方法與應(yīng)用，屬于光伏玻璃。

背景技術(shù)：

1、太陽能作為清潔能源可用于光伏發(fā)電，可減少如火力發(fā)電等造成的環(huán)境污染和資源浪費問題。太陽光透過光伏玻璃時，常由于折射和發(fā)射，造成透射光減少，影響發(fā)電效率。同時，光伏玻璃表面需保持清潔，以避免對光照接收產(chǎn)生影響而降低發(fā)電量。因此開發(fā)自清潔增透涂層顯得很有必要。這不僅能夠提高了發(fā)電效率，也降低了清潔方面的成本，對于光伏發(fā)電發(fā)展與應(yīng)用有顯著促進作用。

2、中國專利cn114231177b公開了一種自清潔涂層，由二氧化硅、二氧化鈦以及多種硅烷化合物交聯(lián)固化形成，具有疏水疏油、高透光的特點。中國專利cn110451819b公開了一種自清潔鍍膜玻璃，其表面由一層減反射二氧化硅膜層和一層改性二氧化硅凝膠超疏水涂層組層，具有疏水、減反射的功能。中國專利cn114163907b公開了一種自清潔涂料，其由碳醇封端含氟聚硅氧烷和聚酯多元醇形成，具有高透光、低表面能的自清潔功能。當(dāng)前大部分的研究均以疏水性為自清潔的主要功能手段，疏油性相對不足，非水性灰塵/污物仍然容易粘附于表面，水珠較難與其接觸并沖走，從而造成透光影響；同時疏水層往往易受環(huán)境影響，耐候性普遍不強。因此，開發(fā)親水性自清潔增透涂層是十分必要的，水滴可在涂層表面鋪展形成水膜，浸潤或沖刷帶走污物，并且涂層也具備更穩(wěn)定涂層的耐候優(yōu)勢。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)本技術(shù)的一個方面，提供了一種自清潔增透鍍膜液，具有較好的親水自清潔以及增透效果，用于玻璃等材料表面，具備自清潔、高透光、高耐候的突出性能。

2、本技術(shù)所述自清潔增透鍍膜液，按重量份計，包括如下成分：

3、二氧化硅復(fù)合樹脂乳液：100-120份；

4、附著力促進劑：0.5-2份；

5、水：10-20份。

6、可選地，所述附著力促進劑為環(huán)氧低聚硅氧烷和/或氨基硅氧烷。

7、可選地，所述二氧化硅復(fù)合樹脂乳液中包括二氧化硅復(fù)合樹脂；

8、所述二氧化硅復(fù)合樹脂含有羥基基團。所述二氧化硅復(fù)合樹脂的結(jié)構(gòu)為：

9、

10、其中，聚合物鏈結(jié)構(gòu)為，r1為碳原子個數(shù)為1-4的烷基基團，r2為碳原子個數(shù)為2-3的烷基基團。

11、可選地，本技術(shù)所述二氧化硅復(fù)合樹脂乳液的制備方法包括如下步驟：

12、（1）將包括正硅酸乙酯、堿性催化劑、γ-氨基三乙氧基硅烷和溶劑1的混合液1，反應(yīng)i，得到改性二氧化硅；

13、（2）將包括改性二氧化硅、丙烯酸、偶聯(lián)劑、溶劑2的混合物2，攪拌，得到丙烯酸-二氧化硅單體；

14、（3）將包括丙烯酸-二氧化硅單體、表面活性劑、引發(fā)劑、ph調(diào)節(jié)劑、溶劑3、丙烯酸單體混合物i的混合物3，反應(yīng)ⅱ，加入丙烯酸單體混合物ⅱ，反應(yīng)ⅲ，過篩，得到二氧化硅復(fù)合物乳液。

15、可選地，所述步驟（1）中，所述堿性催化劑為氨水。

16、可選地，所述氨水的濃度為20-30wt%；優(yōu)選地，所述氨水的濃度為25wt%。

17、可選地，溶劑1為醇溶劑；優(yōu)選地，所述醇溶劑為乙醇。

18、可選地，所述步驟（1）中，所述正硅酸乙酯、堿性催化劑、γ-氨基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為（1-2）：（0.3-0.6）：（0.2-0.5）。

19、可選地，所述步驟（1）中溶劑1和正硅酸乙酯的質(zhì)量比為（1-2）：（10-15）。

20、可選地，反應(yīng)i的溫度為40-50℃。

21、可選地，反應(yīng)i的時間為24-48h。

22、可選地，所述步驟（1）包括：根據(jù)質(zhì)量比，1-2份正硅酸乙酯滴加至7-10份溶劑1中形成溶液a，0.3-0.6份氨水滴加至1-3份溶劑1中形成溶液b，0.2-0.5份γ-氨基三乙氧基硅烷滴加至2-5份溶劑1中形成溶液c；室溫下將溶液a逐滴滴加至溶液b中，攪拌10-30min，40-50℃下將溶液c加入混合溶液中，攪拌1-3h，室溫下陳化24-48h；過濾清洗并干燥后得到改性二氧化硅。

23、可選地，所述步驟（2）中，偶聯(lián)劑包括1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺。

24、可選地，1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺和n-羥基丁二酰亞胺的重量比為（2-4）：（1.5-3）。

25、可選地，所述步驟（2）中，溶劑2為n,n′-二甲基乙酰胺。

26、可選地，所述步驟（2）中，改性二氧化硅、丙烯酸和偶聯(lián)劑的重量比為（1-2）：（1-3）：（3.5-7）。

27、可選地，所述步驟（2）中，改性二氧化硅和溶劑2的重量比為（1-2）：（60-150）。

28、可選地，所述步驟（2）包括：根據(jù)質(zhì)量比，1-2份改性二氧化硅分散于30-80份溶劑2形成分散液d，1-3份丙烯酸溶于20-50份溶劑2形成溶液e；2-4份1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺溶于10-20份溶劑2形成溶液f；1.5-3份n-羥基丁二酰亞胺加入溶液e中，攪拌1-2h；將分散液d與溶液f同時滴加至溶液e中，室溫攪拌24-48h。離心清洗并干燥后，得到丙烯酸-二氧化硅單體。

29、可選地，所述步驟（3）中，表面活性劑選自聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚中任一種或多種。

30、可選地，所述步驟（3）中，表面活性劑包括聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚。

31、可選地，聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚的重量比為（0.1-0.3）：（0.1-0.3）：（0.2-0.4）。

32、可選地，所述聚乙二醇的數(shù)均分子量為500-1000。

33、可選地，所述步驟（3）中，引發(fā)劑為過硫酸銨。

34、可選地，所述步驟（3）中，ph調(diào)節(jié)劑為碳酸氫鈉。

35、可選地，所述步驟（3）中，溶劑3為水。

36、可選地，所述步驟（3）中，丙烯酸單體混合物i包括丙烯酸烷基酯與丙烯酸羥烷基酯，重量比為(2-4)：1。

37、可選地，所述步驟（3）中，丙烯酸單體混合物ⅱ包括丙烯酸烷基酯與丙烯酸羥烷基酯，質(zhì)量比1：(3-4)。

38、可選地，所述丙烯酸烷基酯選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯中任一種或多種。

39、可選地，所述丙烯酸羥烷基酯為丙烯酸羥乙酯和/或丙烯酸羥丙酯。

40、可選地，所述步驟（3）中，丙烯酸-二氧化硅單體、表面活性劑、引發(fā)劑、ph調(diào)節(jié)劑、丙烯酸單體混合物i、丙烯酸單體混合物ⅱ的重量比為（1-2）：（0.4-1）：（0.05-0.1）：（0.05-0.1）：（1-3）：（2-5）。

41、可選地，所述步驟（3）中，丙烯酸-二氧化硅單體和溶劑3的重量比為（1-2）：（60-110）。

42、可選地，反應(yīng)ⅱ的溫度為50-60℃。

43、可選地，反應(yīng)ⅱ的時間為0.5-1h。

44、可選地，反應(yīng)ⅲ的溫度為50-60℃。

45、可選地，反應(yīng)ⅲ的時間為2-3h。

46、可選地，所述步驟（3）包括：根據(jù)質(zhì)量比，1-2份丙烯酸-二氧化硅單體、0.1-0.3份分子量500-1000的聚乙二醇超聲分散于50-90份水中形成分散液g。0.05-0.1份過硫酸銨，0.1-0.3份十二烷基硫酸鈉，0.2-0.4份壬基酚聚氧乙烯醚，0.05-0.1份碳酸氫鈉溶于10-20份水中形成溶液h；氮氣氛圍下，分散液g與溶液h均勻混合。升溫至50-60℃，高速攪拌下添加1-3份丙烯酸單體混合物i。反應(yīng)0.5-1h后，添加2-5份丙烯酸單體混合物ⅱ；2-3h后停止反應(yīng)，過200目篩得到二氧化硅復(fù)合樹脂乳液。

47、本技術(shù)又一方面提供了一種所述自清潔增透鍍膜液的制備方法，包括：將二氧化硅復(fù)合樹脂乳液、附著力促進劑和水混合，即得所述自清潔增透鍍膜液。

48、本技術(shù)又一方面提供了一種所述自清潔增透涂層，其由所述自清潔增透鍍膜液制備得到。

49、本技術(shù)又一方面提供了一種自清潔鍍膜光伏玻璃，其包括玻璃和所述自清潔增透涂層；

50、所述自清潔涂層涂覆在玻璃表面。

51、本技術(shù)能產(chǎn)生的有益效果包括：

52、（1）本技術(shù)制備的自清潔增透鍍膜液，利用改性二氧化硅與丙烯酸復(fù)合形成單體單元，參與丙烯酸酯樹脂的聚合，由此制備了二氧化硅復(fù)合樹脂乳液，并與附著力促進劑和水等組分均勻混合，可在玻璃表面形成穩(wěn)定的自清潔增透涂層。通過羥基基團的調(diào)控，涂層不僅具備增透效果，同時也具備親水自清潔功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中以疏水性為自清潔的主要功能手段，導(dǎo)致的其疏油性相對不足，非水性灰塵/污物仍然容易粘附于表面，水珠較難與其接觸并沖走，從而造成透光影響的問題。另外，本技術(shù)樹脂的復(fù)合和附著力促進劑的補充，在保障親水自清潔功能性的同時，很好地提升了涂層在玻璃表面的附著力和穩(wěn)定性，其耐候性相較于一般的自清潔涂層，也有了進一步提高。相比現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)制備的自清潔增透鍍膜液具有以下4個特點：透光性高，親水性強，附著力好，耐候性優(yōu)。

53、（2）本技術(shù)自清潔增透鍍膜液不含氟，用于塑料薄膜、玻璃等表面涂布，可實現(xiàn)親水（接觸角≤5°）、增透率3%、高耐候（quv≥500h）的功能，在光伏玻璃行業(yè)具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

54、（3）本技術(shù)在二氧化硅復(fù)合樹脂乳液的制備過程中，控制丙烯酸單體混合物i為丙烯酸烷基酯與丙烯酸羥烷基酯，并控制其之間的比例為(2-4)：1，反應(yīng)之后，再與質(zhì)量比為1：(3-4)的丙烯酸烷基酯與丙烯酸羥烷基酯反應(yīng)，通過調(diào)控反應(yīng)過程，使得得到的涂層同時具有較好的親水性、附著力以及透光性。

55、（4）發(fā)明人在實驗研究過程中發(fā)現(xiàn)，表面活性劑的選擇出乎意料地對涂層的附著力和親水性有一定程度的影響，當(dāng)表面活性劑包括聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚時，得到的涂層具有優(yōu)異的附著力和親水性，可能是聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、壬基酚聚氧乙烯醚的加入，影響了分子之間的聚合等反應(yīng)。