CN101979352B - 可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料及玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料即涂覆上述材料的玻璃，涂覆材料包括组分正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸和氨水，以及助剂正硅酸乙酯、P123、Tritonx-100和六亚甲基亚胺，本发明涂覆材料涂覆在玻璃表面能形成100nm左右的膜，膜层由呈现有一定规律的垂直排列的柱状突起组成，柱的顶部呈半球形，使得玻璃表面涂一层膜就能使玻璃表面的折射率呈现梯度变化，从而使表面反射率能降低2％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂覆材料，特别是一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料。本发明还涉及一种表面涂覆有上述涂覆材料的玻璃。
背景技术
普通玻璃每个面的光反射率在4%左右，这就使得玻璃的透光率不能超过92%，而在较多的场合，例如太阳能光伏技术领域，需要尽可能多的光线透过玻璃照射在硅晶片上。
为了提高玻璃的透光率，传统做法是尽量降低玻璃中杂质的含量，尤其是玻璃中的铁含量，以降低玻璃本体对光线的吸收，而降低玻璃本体的杂质会大幅度增加玻璃的生产成本和制造难度，在大规模工业生产上不具有可行性，即使将玻璃中的铁杂质全部去除，玻璃的透光率也只有92%左右。
由于玻璃的折射率在1.5左右，玻璃表面的反射与玻璃折射率有着直接的关系：
R-玻璃表面反射率
nc-膜层折射率
n1-空气折射率
n2-玻璃折射率
根据上式可知，如果在玻璃表面涂一层折射率低至1.22左右的膜，就能有效避免玻璃表面的反射，而自然界目前还未发现折射率如此低的材料，已发现折射率最低的材料是MgF2，其折射率为1.38。
目前有大量文献记载采用溶胶凝胶法制造多孔海绵状的SiO2减反射膜，但如果要有效降低膜层的折射率，就需要有膜层有尽可能多的孔隙率，这就会影响到膜层的抗老化性能，因此，目前民用玻璃还很少有采用此种技术的减反射膜。
目前民用较多的是磁控溅射和气相沉积法，但这两种方法的制造成本都很高，只能应用于眼镜和相机镜头等较小规模材料上。
发明内容
本发明的目的是提供一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料以及涂覆有该材料的玻璃。在玻璃表面涂覆上述材料后能形成100nm左右的涂覆膜，使得玻璃表面的折射率呈现梯度变化，从而使玻璃的表面反射率降低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料，其于包括组分正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸和氨水，以及助剂正硅酸乙酯、P123 、Tritonx-100和六亚甲基亚胺，上述组分正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸和氨水的反应摩尔比为1:(10～40): 8: 0.05 : 0.1；上述助剂正硅酸乙酯、P123 、Tritonx-100和六亚甲基亚胺添加质量比为20 : (1.2～1.8) : (0.4～0.9): (0.3～0.75)。
上述可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料涂覆在玻璃表面形成涂覆膜， 所述涂覆膜由规则的柱状结构构成，其厚度为90～200nm。
所述柱状结构的直径为20～200nm，柱状结构之间的距离为0～100nm。
所述柱状结构的顶端呈半球形，半球的直径与柱状结构的直径相等。
涂覆膜是通过溶胶凝胶法，将正硅酸乙酯在醇溶液中进行水解，并在醇溶液中添加具有方向性的有机模板剂，使溶液中的有效成分定向发育，最终呈现短柱状结构，通过涂覆设备涂覆在玻璃表面后短柱状结构能与玻璃表面垂直排料，这样既保证了膜层较低的折射率，又能有效保证膜层的抗老化性能。由于柱状结构的顶端呈半球形，这就使得材料具有折射率的梯度变化，从而更有利于玻璃的减反射效果。
本发明的可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料涂覆在玻璃表面能形成100nm左右的膜，膜层由呈现有一定规律的垂直排列的柱状突起组成，柱的顶部呈半球形，使得玻璃表面涂一层膜就能使玻璃表面的折射率呈现梯度变化，从而使表面反射率能降低2%以上。
具体实施方式
将一定量的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，磁力搅拌24小时，添加一定量的复合模板剂P123、Tritonx-100和六亚甲基亚胺，再磁力搅拌24小时，回流去除多于的氨水，静置72小时后使用。
实施例1
将摩尔比分别为1：10：8：0.05：0.1的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，搅拌24小时，添加12克P123、8克Tritonx-100和6克六亚甲基亚胺，搅拌24小时，回流5小时后静置72小时，制成涂覆材料。
使用表面带微孔的辊道在玻璃表面均匀涂覆，在100℃的烘箱中干燥4小时，再加热到400℃保持2小时，所得膜层的减反射率为2.2%，膜层的强度和抗老化性能良好。
实施例2
将摩尔比分别为1：40：8：0.05：0.1的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，搅拌24小时，添加15克P123、18克Tritonx-100和10克六亚甲基亚胺，搅拌24小时，回流5小时后静置72小时，制成涂覆溶液。
使用表面带微孔的辊道在玻璃表面均匀涂覆，在100℃的烘箱中干燥4小时，再加热到400℃保持2小时，所得膜层的减反射率为2.4%，膜层的强度和抗老化性能良好。
实施例3
将摩尔比分别为1：32：8：0.05：0.1的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，搅拌24小时，添加18克P123、10克Tritonx-100和15克六亚甲基亚胺，搅拌24小时，回流5小时后静置72小时，制成涂覆溶液。
使用表面带微孔的辊道在玻璃表面均匀涂覆，在100℃的烘箱中干燥4小时，再加热到400℃保持2小时，所得膜层的减反射率为2.8%，膜层的强度和抗老化性能良好。
上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。例如，通过调整正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水以及复合模板剂P123、Tritonx-100和六亚甲基亚胺的用量，或者采用其它的醇类和模板剂等方法所制造出的具有柱状结构的减反射膜。
Claims (3)
1.一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料，其特征在于将摩尔比分别为1：10：8：0.05：0.1的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，搅拌24小时，添加12克P123、8克Tritonx-100和6克六亚甲基亚胺，搅拌24小时，回流5小时后静置72小时，制成涂覆材料。
2.一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料，其特征在于将摩尔比分别为1：40：8：0.05：0.1的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，搅拌24小时，添加15克P123、18克Tritonx-100和10克六亚甲基亚胺，搅拌24小时，回流5小时后静置72小时，制成涂覆溶液。
3.一种可降低玻璃表面光反射的有机涂覆材料，其特征在于将摩尔比分别为1：32：8：0.05：0.1的正硅酸乙酯、乙醇、水、硝酸、氨水混合，搅拌24小时，添加18克P123、10克Tritonx-100和15克六亚甲基亚胺，搅拌24小时，回流5小时后静置72小时，制成涂覆溶液。
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