CN102977648B - 一种纳米自洁增透涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自洁增透涂层材料及其制备方法，属于无机高分子材料的制备领域。包括有按重量份计如下组分作为原料：无水乙醇40～65份、正硅酸乙酯7～10份、氨水0.5～1份、盐酸溶液3～6份、去离子水3～6份、N,N-二甲基甲酰胺3～6份、聚乙二醇2～5份、乙酰丙酮3～6份、钛酸丁酯11～18份、氟碳表面活性剂0.5～1份。本发明纳米自洁增透涂层材料与现有技术相比，具有陈化期短，稳定性好，自洁性优与基面附着力优异、耐磨性、耐化学品性和抗紫外老化性优良的特性。实现了生产制备二十四小时后就能涂装使用，保质期从现有的不到三个月延长至十个月以上。

Description

一种纳米自洁增透涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明提供了一种自洁增透涂层材料及其制备方法，属于无机高分子材料的制备领域。
背景技术
目前市场上的太阳能电池用增透涂层材料具有良好的增透性能，但自洁能力较差，并且对玻璃基面的附着不理想，容易出现剥离起壳等缺陷，另外陈化期长、保质期短在实际使用中满足不了自洁和长期增透的要求。
发明内容
本发明的目的是通过纳米二氧化硅和纳米二氧化钛的复合改性，缩短了材料的陈化时间，并且提高材料的稳定性。同时达到材料与基层的结合力。材料涂布成膜后具有良好的自洁功能，能满足实际应用中增透衰减低的要求。技术方案是：
一种纳米自洁增透涂层材料，包括有按重量份计如下组分作为原料：无水乙醇40～65份、正硅酸乙酯7～10份、氨水0.5～1份、盐酸溶液3～6份、去离子水3～6份、N,N-二甲基甲酰胺3～6份、聚乙二醇2～5份、乙酰丙酮3～6份、钛酸丁酯11～18份、氟碳表面活性剂0.5～1份。
上述的盐酸溶液优选的pH是1。
上述的聚乙二醇的平均分子量优选是400。
氟碳表面活性剂最好采用氟碳表面活性剂7903，其分子式是C15H16F20O6Si。
优选的，无水乙醇50～60份、正硅酸乙酯7～9份、氨水0.6～0.7份、盐酸溶液4～5份、去离子水4～5份、N,N-二甲基甲酰胺4～5份、聚乙二醇3～4份、乙酰丙酮3～4份、钛酸丁酯14～16份、氟碳表面活性剂0.5～0.7份。
更优选配比是无水乙醇55份、正硅酸乙酯8.4份、氨水0.6份、盐酸溶液4.2份、去离子水4.2份、N,N-二甲基甲酰胺3.6份、聚乙二醇3.6份、乙酰丙酮4.2份、钛酸丁酯15份、氟碳表面活性剂0.6份。
制备方法是：称取按重量计的1/5～1/4的无水乙醇先加入反应釜中，在搅拌下滴加硅酸乙酯后加快搅拌，缓慢滴加氨水。滴毕后继续搅拌0.5～1.5小时。在强烈搅拌下缓慢滴加按重量计的1/4～1/3的盐酸溶液，搅拌10～20分钟后，滴加去离子水，继续搅拌10～20分钟后滴加1/4～1/3盐酸溶液，慢慢升温至回流，回流2～4小时以上后冷却至室温后将预配制好的钛酸丁酯和乙酰丙酮的混合液在强烈搅拌下慢慢滴加到上述反应釜中，搅拌20～40分钟后，再加入无水乙醇1/5～1/4，高速搅拌20～40分钟，然后加入无水乙醇盐酸溶液（1/5～1/4无水乙醇，剩下的盐酸溶液）继续搅拌20～40分钟后，再搅拌下滴加入N,N-二甲基甲酰胺，再滴加氟碳表面活性剂，再加聚乙二醇，再加剩下的无水乙醇。继续搅拌60分钟以上后，静置至少24小时，出料装桶包装，即为本发明产品。
有益效果
本发明纳米自洁增透涂层材料与现有技术相比，具有陈化期短，稳定性好，自洁性优与基面（玻璃）附着力优异、耐磨性、耐化学品性和抗紫外老化性优良的特性。现有技术中，提升透光率和增加自清洁功能需要两个步骤完成，本发明提供的涂层材料一次涂层就可以达到两种效果。另外，本发明提供的涂层材料改进了现有增透材料陈化期长、稳定性差与基面附着力不理想和自洁性较差的不足，实现了生产制备二十四小时后就能涂装使用，保质期从现有的不到三个月延长至十个月以上，大大提高了工作效率和使用周期的目的。本发明纳米自洁增透涂层材料使用方便，不需要对现有涂布设备进行任何改装。可应用于太阳能光伏玻璃表面、平面显示器、等离子电视、临街店面的橱窗玻璃、博物馆的画柜玻璃、汽车前挡风玻璃灯领域，也可被应用于光学玻璃和特殊要求的其他场合。
具体实施方式
上述的盐酸溶液的pH是1。
上述的聚乙二醇的平均分子量是400。
氟碳表面活性剂是氟碳表面活性剂7903。
制备方法是：称取按重量计的1/5～1/4的无水乙醇先加入反应釜中，在搅拌下滴加硅酸乙酯后加快搅拌，缓慢滴加氨水。滴毕后继续搅拌0.5～1.5小时。在强烈搅拌下缓慢滴加按重量计的1/4～1/3的盐酸溶液，搅拌10～20分钟后，滴加去离子水，继续搅拌10～20分钟后滴加1/4～1/3盐酸溶液，慢慢升温至回流，回流2～4小时以上后冷却至室温后将预配制好的钛酸丁酯和乙酰丙酮的混合液在强烈搅拌下慢慢滴加到上述反应釜中，搅拌20～40分钟后，再加入无水乙醇1/5～1/4，高速搅拌20～40分钟，然后加入无水乙醇盐酸溶液（1/5～1/4无水乙醇，剩下的盐酸溶液）继续搅拌20～40分钟后，再搅拌下滴加入N,N-二甲基甲酰胺，再滴加氟碳表面活性剂，再加聚乙二醇，再加剩下的无水乙醇。继续搅拌60分钟以上后，静置至少24小时，出料装桶包装，即为本发明产品。
性能试验
本发明提供的自洁增透涂层材料，在制备工序中，静置24小时后，即完成了陈化，可以用于涂层用途。将实施例1～实施例5所得的涂层材料静置陈化24小时后，采用提拉法涂膜于K9玻璃上，提拉速率为10cm/min，自干后即可使用。
表1透光率试验结果
基片 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
透光率(1053nm处) 92.5% 96.5% 96.5% 96.7% `96.6% 96.6%
从表中可以看出，在施加了本发明提供的涂层材料后，基片的透光率提升了4%左右。
表2机械性能试验结果
表3自洁特性参数
从表3中可以看出，本发明提供的涂层材料施加于基片上后，具有了降解有机物的性能，对于可降解典型有机物如：甲醛、DDVP硬脂酸等，降解率达90%以上。另外，经过紫外光的照射后，基片表面的接触角由未经照射时的72℃左右变为1℃左右，说明其对于有机物产生了分解作用，可以减少有机物在表面的残留。
另外，将上述实施例制备得到的涂层材料存放10个月后，再次进行基片上的涂层性能试验，进行相同试验，结果如表4～6所示。
表4透光率试验结果
基片 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
透光率(1053nm处) 92.5% 96.2% 96.2% 96.6% `96.5% 96.5%
表5机械性能试验结果
表6自洁特性参数
从表中可以看出，在将本发明提供的涂层材料放置10个月后，再次进行涂层试验，同样可以取得较好增加透光率和自清洁、分解有机物的效果，说明其具有较长的保存期。
综上，本发明提供的涂层材料，通过一次涂层之后，使基片同时具有了提升透光率和自洁净的功能。相对于现有技术，其具有工艺简单、多种功能的效果。

Claims (4)

1.一种纳米自洁增透涂层材料，其特征在于，包括有按重量份计如下组分作为原料：无水乙醇40～65份、正硅酸乙酯7～10份、氨水0.5～1份、盐酸溶液3～6份、去离子水3～6份、N,N-二甲基甲酰胺3～6份、聚乙二醇2～5份、乙酰丙酮3～6份、钛酸丁酯11～18份、氟碳表面活性剂0.5～1份；所述的纳米自洁增透涂层材料是通过如下步骤制备得到：将钛酸丁酯和乙酰丙酮混合均匀，备用；称取按重量计的1/5～1/4的无水乙醇先加入反应釜中，在搅拌下滴加硅酸乙酯后，再边搅拌边滴加氨水，滴毕后继续搅拌0.5～1.5小时；在搅拌下滴加按重量计的1/4～1/3的盐酸溶液，搅拌10～20分钟后，滴加去离子水，继续搅拌10～20分钟后滴加1/4～1/3盐酸溶液，升温至回流，回流2～4小时后冷却至室温；将预配制好的钛酸丁酯和乙酰丙酮的混合液在搅拌下滴加到上述反应釜中，搅拌20～40分钟后，再加入无水乙醇1/5～1/4，搅拌20～40分钟，然后加入由1/5～1/4无水乙醇和剩下的盐酸溶液混合而成的混合液，再继续搅拌20～40分钟后，再边搅拌边滴加N,N-二甲基甲酰胺，再滴加氟碳表面活性剂，加入聚乙二醇，再加入剩下的无水乙醇；搅拌60分钟以上后，静置至少24小时，出料装桶包装。
2.根据权利要求1所述的纳米自洁增透涂层材料，其特征在于：所述的盐酸溶液的pH是1。
3.据权利要求1所述的纳米自洁增透涂层材料，其特征在于：各组分的重量份配比是：无水乙醇50～60份、正硅酸乙酯7～9份、氨水0.6～0.7份、盐酸溶液4～5份、去离子水4～5份、N,N-二甲基甲酰胺4～5份、聚乙二醇3～4份、乙酰丙酮3～4份、钛酸丁酯14～16份、氟碳表面活性剂0.5～0.7份。
4.根据权利要求1所述的纳米自洁增透涂层材料，其特征在于，各组分的重量份配比是：无水乙醇55份、正硅酸乙酯8.4份、氨水0.6份、盐酸溶液4.2份、去离子水4.2份、N,N-二甲基甲酰胺3.6份、聚乙二醇3.6份、乙酰丙酮4.2份、钛酸丁酯15份、氟碳表面活性剂0.6份。
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