CN105837052A - 一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法 - Google Patents

一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70‑100mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干600‑650℃烘箱中热处理2‑5min；（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度15‑30mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于150‑250℃电炉中热处理30‑90min。本发明的产品具有如下性能：透明、疏水、防污，附着力好，可室温或中温快速固化；具有耐热性高、耐化学稳定性高、表面自由能低，抗紫外，耐候性、耐摩擦等性能优异；单面涂覆可增加玻璃透光率1.8%‑2.5%，双面涂覆可增加玻璃透光率3%‑6%。其制备操作工艺简单，适合规模化生产。

Description

一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃表面处理技术领域，特别是涉及一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法。
背景技术
耐候性能是指各种材料，尤其是以聚合物为基础的各种人工合成材料，这里以防腐涂层代表，抵抗阳光、紫外线、潮湿、雨、露、风、霜等气候条件的破坏作用而保持原性能的能力。
玻璃增透镀膜技术由于可以提升玻璃的透过率，进而提高光转换率，已被广泛应用。耐候性是镀膜产品一个非常重要的性能，玻璃膜层良好的耐候性保证了产品质量的稳定性以及使用的耐久性，使用时间越长，产品的性价比越高。
目前，行业内增透镀膜玻璃的生产主要采用化学刻蚀法或者溶胶-凝胶法制备的单层多孔氧化硅的减反膜结构。例如，美国专利US45355026公开了在基片上先沉积一层二氧化硅薄膜，然后采用化学刻蚀形成孔洞从而实现减反射的效果。公开号为CN101308878 A的中国专利申请中则通过二氧化硅或二氧化钛纳米颗粒制备出与玻璃结合的单层开孔型减反射涂层。以上方法生产工艺简单，设备价格低廉，但是生产的镀膜玻璃表面易吸水，沾灰尘，长期置于高温高湿、紫外光照下容易导致玻璃中硅酸钠水解以及镀膜层中有机物分解，使镀膜层塌陷、破裂，从而导致透光率大大下降。
发明内容
鉴于以上内容，本发明提供了一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70-100mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干600-650℃烘箱中热处理2-5min；（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度15-30mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于150-250℃电炉中热处理30-90min。
在一个示例中：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度80mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干650℃烘箱中热处理2min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度20mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于150℃电炉中热处理90min。
在一个示例中：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度100mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干600℃烘箱中热处理5min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度20mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于200℃电炉中热处理60min。
在一个示例中：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干630℃烘箱中热处理3min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度15mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于200℃电炉中热处理60min。
在一个示例中：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干650℃烘箱中热处理2min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度30mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于250℃电炉中热处理30min。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：
本发明解决了目前镀有常规单层减反射膜的光伏玻璃表面易吸水汽，易沾灰尘，抵抗阳光、紫外光、潮湿、雨、露、风、霜等气候条件的破坏作用的能力不足，影响太阳能电池光伏组件在20年质保期内保持稳定输出功率的的问题。本发明的产品具有如下性能：透明、疏水、防污，附着力好，可室温或中温快速固化；具有耐热性高、耐化学稳定性高、表面自由能低，抗紫外，耐候性、耐摩擦等性能优异；单面涂覆可增加玻璃透光率1.8%-2.5%，双面涂覆可增加玻璃透光率3%-6%。其制备操作工艺简单，适合规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明的内容做进一步的详细说明：
对实施例中出现的一些术语做如下解释：
HF 10循环：湿冷实验10个循环；
PCT：高压加速老化寿命试验；
双85试验：温度是85度湿度为85%的温湿度测试。
实施例一
将0.1mol水，0.02mol浓盐酸(37%)和6.0mol异丙醇混合搅拌加热，待温度达到设定温度80℃，迅速加入0.3mol正硅酸甲酯（TMOS）混合搅拌5h，得到稳定透明的二氧化硅溶胶，陈化2天待用。
以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度80mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干，650℃烘箱中热处理2min，膜面呈蓝紫色，得到镀有厚度120nm的增透镀膜光伏玻璃样品。
称取2g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和0.69g正硅酸甲酯（TMOS），加入到93.31g正丁醇，再加入1g浓硝酸（65%）和3g去离子水，室温反应5h后陈化3天，既得含氟功能溶胶样品。
将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度20mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于150℃电炉中热处理90min，获得透明、耐候性好的含氟增透镀膜光伏玻璃，含氟膜层厚度20nm。
将含氟增透镀膜玻璃与单层增透镀膜玻璃光谱仪测试透过对比，透过基本维持不变。铅笔硬度测试仪测试，膜层硬度6H。0号钢丝球擦拭3000次，膜面未有明显损伤。百格刀耐划痕测试通过。通过滴水测试表明，单层增透镀膜玻璃样品，亲水角较小，水滴在膜面上迅速铺展，而含氟增透玻璃样品，水珠接触角较大，水珠在膜层表面可自由滚动。增加含氟涂层后，膜面表面能明显降低，膜层由亲水变成明显疏水。PCT 48小时，膜面无明显变化，双85试验1000h，膜面无损伤，透光降低0.1，HF 10循环，膜面无损伤，透光降低0.1，完全符合国家标准和行业标准。
实施例二
将0.4mol水，0.02mol浓硫酸和8.0mol乙醇混合搅拌加热，待温度达到设定温度80℃，迅速加入0.4mol正硅酸四乙酯（TEOS）混合搅拌7h，得到稳定透明的二氧化硅溶胶，陈化3天待用。
以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度100mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干，600℃烘箱中热处理5min，膜面呈蓝紫色，得到镀有厚度120nm的增透镀膜光伏玻璃样品。
称取1g十七氟癸基三乙氧基硅烷和17.36g正硅酸乙酯（TEOS），加入到74.64g乙醇中，再加入2g浓硝酸（65%）和5g去离子水，室温反应7h后，陈化4天，既得含氟功能溶胶样品。
将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度20mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于200℃电炉中热处理60min，获得透明、耐候性好的含氟增透镀膜光伏玻璃，含氟膜层厚度15nm。
将含氟增透镀膜玻璃与单层增透镀膜玻璃光谱仪测试透过对比，透过基本维持不变。百格刀测试，附着力通过。铅笔硬度测试仪测试，膜层硬度5H。0号钢丝球擦拭3000次，膜面未有明显损伤。通过滴水测试表明，单层增透镀膜玻璃样品，亲水角较小，水滴在膜面上迅速铺展，而含氟增透玻璃样品，水珠接触角较大，水珠在膜层表面可自由滚动。增加含氟涂层后，膜面表面能明显降低，膜层由亲水变成明显疏水。PCT48h及HF 10对比测试可看出含氟镀膜玻璃样品测试后外观及透过均优于单层增透镀膜玻璃样品。
实施例三
将0.3mol水，0.02mol浓硫酸和6.0mol乙醇混合搅拌加热，待温度达到设定温度80℃，迅速加入0.5mol正硅酸甲酯(TMOS)混合搅拌8h，得到稳定透明的二氧化硅溶胶，陈化4天待用。
以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干，630℃烘箱中热处理3min，得到镀有厚度130nm的增透镀膜光伏玻璃样品。
称取3g十七氟癸基三乙氧基硅烷和1.38g正硅酸甲酯(TMOS)，加入到91.62g乙醇、正丁醇和异丙醇的混合物（质量比1:2:2），再加入1g浓硝酸（65%）和3g去离子水，室温反应5h后陈化3天，既得含氟功能溶胶样品。
将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度15mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于200℃电炉中热处理60min，获得透明、耐候性好的含氟增透镀膜光伏玻璃，含氟膜层厚度15nm。
将含氟增透镀膜玻璃与单层增透镀膜玻璃光谱仪测试透过对比，透过基本维持不变。铅笔硬度测试仪测试，膜层硬度5H。0号钢丝球擦拭3000次，膜面未有明显损伤。通过滴水测试表明，单层增透镀膜玻璃样品，亲水角较小，水滴在膜面上迅速铺展，而含氟增透玻璃样品，水珠接触角较大，水珠在膜层表面可自由滚动。增加含氟涂层后，膜面表面能明显降低，膜层由亲水变成明显疏水。PCT48h及HF 10对比测试可看出含氟镀膜玻璃样品测试后外观及透过均优于单层增透镀膜玻璃样品。
实施例四
将0.5mol水，0.03mol浓盐酸和6.0mol乙醇混合搅拌加热，待温度达到设定温度80℃，迅速加入0.3mol正硅酸四乙酯(TEOS)混合搅拌5h，得到稳定透明的二氧化硅溶胶，陈化3天待用。
以光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干，650℃烘箱中热处理2min，得到镀有厚度130nm的增透镀膜光伏玻璃样品。
称取2g十三氟辛烷基三乙氧基硅烷和8.68g正硅酸甲酯(TMOS)，加入到82.82g乙醇中，再加入1.5g浓硝酸和5g去离子水，室温反应6h后，陈化5天，既得含氟功能溶胶样品。
将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度30mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于250℃电炉中热处理30min，获得透明、耐候性好的含氟增透镀膜光伏玻璃，含氟膜层厚度20nm。将含氟增透镀膜玻璃与单层增透镀膜玻璃光谱仪测试透过对比，透过基本维持不变。铅笔硬度测试仪测试，膜层硬度6H。0号钢丝球擦拭3000次，膜面未有明显损伤。百格刀耐划痕测试通过。通过滴水测试表明，单层增透镀膜玻璃样品，亲水角较小，水滴在膜面上迅速铺展，而含氟增透玻璃样品，水珠接触角较大，水珠在膜层表面可自由滚动。增加含氟涂层后，膜面表面能明显降低，膜层由亲水变成明显疏水。PCT 48小时，膜面无明显变化，双85试验1000h，膜面无损伤，透光降低0.1，HF 10循环，膜面无损伤，透光降低0.1，完全符合国家标准和行业标准。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70-100mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干600-650℃烘箱中热处理2-5min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度15-30mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于150-250℃电炉中热处理30-90min。
2.根据权利要求1所述的一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度80mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干650℃烘箱中热处理2min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度20mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于150℃电炉中热处理90min。
3.根据权利要求1所述的一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度100mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干600℃烘箱中热处理5min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度20mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于200℃电炉中热处理60min。
4.根据权利要求1所述的一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干630℃烘箱中热处理3min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度15mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于200℃电炉中热处理60min。
5.根据权利要求1所述的一种高透光率及耐候性的含氟镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：
（1）以清洁好的光伏玻璃为基体，将陈化好的二氧化硅溶胶在光伏玻璃表面提拉镀膜，提拉速度70mm/min，提拉一次，提拉结束后室温自然晾干650℃烘箱中热处理2min；
（2）将陈化好的含氟功能溶胶样品提拉涂覆于上述增透镀膜光伏玻璃样品之上，提拉速度30mm/min，提拉一次，提拉结束后自然晾干，置于250℃电炉中热处理30min.。
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