CN106925491B

CN106925491B - 疏水除污膜镀膜刮刀及镀膜方法

Info

Publication number: CN106925491B
Application number: CN201710289047.8A
Authority: CN
Inventors: 谭新玉; 付翊航; 李炜; 龙德武
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: CN106925491A

Abstract

本发明提供一种疏水除污膜镀膜刮刀，刮刀包括前斜面，和与前斜面固定连接，并位于前斜面两端的侧挡片；在工作时，前斜面、侧挡片的内壁和基板的表面，构成一个用于容纳镀膜液体的料斗。使用时，基板倾斜放置，将刮刀侧挡片的正面和前斜面的底棱与基板贴紧；将镀膜液体注入前斜面、侧挡片和基板之间的空间；从上至下移动刮刀；通过以上步骤，将镀膜液体均匀涂布在基板表面。通过采用以上的方案，能够利用自流平的方式实现镀膜，提高镀膜的均匀性，成品镀膜的平面度较佳，并能够修复基体表面的细微划痕等表面缺陷。刮刀不会刮过镀膜表面，因此不会在镀膜表面留下刀痕，产品外观效果较佳。

Description

疏水除污膜镀膜刮刀及镀膜方法

技术领域

本发明涉及疏水除污膜的镀膜领域，特别是一种疏水除污膜镀膜刮刀及镀膜方法。

背景技术

太阳能电池板通常安装在玻璃建筑墙面及玻璃屋顶，长期暴露在室外，灰尘、油污甚至鸟粪、树叶等不可避免的沉积在玻璃表面，影响了太阳能电池板的能量转换效率。带来巨大的经济损失和安全隐患。太阳能电池板表面的清洁过程繁琐且工作量大，通常需要专业的光伏清洁公司清洁，人工擦拭、清水冲洗、设置清洗装置等都难度较大，浪费资源和资金。提升玻璃的自清洁能力是能源材料研究的一个重要方向。

中国专利文献CN 102294182 A记载了一种疏水纳米介孔分子筛填充 PDMS 复合膜的制备方法，采用含有聚二甲基硅氧烷、疏水介孔分子筛、交联剂、催化剂、溶剂的铸膜液，在聚酯无纺布支撑的多孔超滤膜上层上刮膜，并加热使其交联完全制得本复合膜，本发明得到的经过表面硅烷偶联剂修饰的介孔分子筛与 PDMS 基体结合紧密，在 PDMS 基体中分散均匀，疏水介孔分子筛填充 PDMS 复合膜制膜工艺简单，选用材料价格低廉，在碳酸二甲酯 / 甲醇共沸液中抗溶胀性强，优先透碳酸二甲酯性能优异，当疏水介孔分子筛填充质量比例为 30％时，其分离因子 α ＝ 4.07，渗透通量为 J ＝ 1.13kg/m 2 h([DMC] ＝30wt％，40℃ )。

中国专利文献CN 105126634 A记载了一种超疏水的分离膜的制备方法，包括以下步骤：(1) 制备基膜：将制膜聚合物溶于溶剂中，制成质量分数为 15-30％溶液，向其中添加少量的造孔剂及含氟高分子化合物，其中造孔剂的质量分数为 1-5％，含氟高分子化合物质量分数为0.5-2％，搅拌均匀，制成铸膜液；(2) 制备涂膜液：将含氟高分子聚合物溶于溶剂中，制成质量分数为 1-5％的涂膜液，加入沉淀剂，质量分数为1-3％；(3) 涂膜：将步骤 (1) 得到的铸膜液在洁净的玻璃板表面刮膜，得到基膜，在 5-10min 之间向表面刮上一层步骤 (2) 所得的涂膜液，涂膜液的厚度为基膜的 0.2-0.8 倍，在水浴中凝固成型，得到该超疏水的分离膜，其与水的接触角为150-175°，该制备方法过程简单，成本低，能够得到具有疏水结构稳定的超疏水的分离膜。

现有技术中给出了在玻璃板表面刮膜的方案，但是在现有技术中并未见相关专用于太阳能玻璃表面镀膜的专用设备。通常采用手工刮膜，效率低，劳动强度高。从上述的记载也可看出，现有疏水除污膜的原材料价格较高、生产工艺较为复杂，成本较高，手工刮膜存在的浪费较大，而且刮刀在液体膜上容易留下刀痕，使该处光线发生变化，影响成品的外观。

中国专利文献CN 104826769 A记载了一种新型自动平板刮膜机，包括基座、刮膜台、刮膜平板、刮膜平板调节装置、刮刀单元、驱动单元。其中刮刀单元包括：刮刀、刮刀调节装置、刮刀支架。驱动单元与刮刀单元连接，控制刮刀的运行；通过刮膜平板调节装置调整刮膜平板的高度和水平；通过刮刀调节装置调整刮刀的高度和水平；通过刮膜平板调节装置和刮刀调节装置共同作用，精确控制膜的厚度与均匀度。该设备的结构也存在容易在液体膜上留下刀痕的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种疏水除污膜镀膜刮刀及镀膜方法，在较低成本的条件下，能够大幅提高镀膜的均匀性，确保镀膜表面没有刮刀形成的痕迹。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种疏水除污膜镀膜刮刀，刮刀包括前斜面，和与前斜面固定连接，并位于前斜面两端的侧挡片；

在工作时，前斜面、侧挡片的内壁和基板的表面，构成一个用于容纳镀膜液体的料斗。

优选的方案中，侧挡片的正面和前斜面的底棱与基板的表面形成密封。

优选的方案中，刮刀包括刮刀安装座和刮刀片，

刮刀片与刮刀安装座通过固定槽或固定螺钉连接；

优选的方案中，刮刀片的材质为聚氨酯、硅胶、尼龙或聚四氟乙烯。

优选的方案中，在前斜面的位置设有至少一个注液孔或注液管。

优选的方案中，在刮刀的两端设有侧轮；

侧轮位于基板两侧无需镀膜的左右边界处，利用侧轮承担一部分的压力，并且通过滚动摩擦的方式，避免损伤基板的外表面。

优选的方案中，所述的侧轮通过悬臂轴与刮刀的刮刀安装座连接，每一端的侧轮为两个，侧轮的外壁与侧挡片的正面平齐，在悬臂轴上设有力传感器，便于检测刮刀的压力变化，优选的，力传感器为压力应变片，至少成对的安装在悬臂轴的外表面，由悬臂轴的变形，带动压力应变片的变形，由产生的电流变化检测侧轮的压力变化。

优选的方案中，在刮刀的两端固定安装有侧轮安装座，每个侧轮安装座安装有两个侧轮，侧轮的外壁与侧挡片的正面平齐。

一种采用上述的疏水除污膜镀膜刮刀的镀膜方法，包括以下步骤：一、基板倾斜放置，将刮刀侧挡片的正面和前斜面的底棱与基板贴紧；

二、将镀膜液体注入前斜面、侧挡片和基板之间的空间；

三、从上至下移动刮刀；

通过以上步骤，将镀膜液体均匀涂布在基板表面。

优选的方案中，通过控制刮刀的运行速度，控制成膜厚度。

本发明提供的一种疏水除污膜镀膜刮刀及镀膜方法，通过采用以上的方案，能够利用自流平的方式实现镀膜，提高镀膜的均匀性，成品镀膜的平面度较佳，并能够修复基体表面的细微划痕等表面缺陷。刮刀不会刮过镀膜表面，因此不会在镀膜表面留下刀痕，产品外观效果较佳。本发明的镀膜方法不会干扰镀膜液体的性能。能够很好保持镀膜表面的疏水性能的活性。经测试，采用本发明的装置和方法，能够将透光率从88%提升至95%，尤其适用于太阳能电池板的表面处理。减少后期维护成本。水滴接触角为150°~160°，疏水除污效果佳。镀膜液体能够与基体表面键合，附着力优于气相沉积的镀层结构，使用时限达到5~8年。能够实现在2kg砝码重量下，与砂纸摩擦镀膜表面无划痕。本发明的镀膜方式工艺简单，成本较低。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置的整体结构示意图。

图2为本发明中刮刀装置的主视图。

图3为本发明中刮刀装置的侧视图。

图4为图2中的A-A剖视图。

图5为本发明中侧轮的另一种安装结构的局部放大示意图。

图中：刮刀安装座1，刮刀片2，前斜面21，底棱22，侧挡片3，注液孔4，第一侧轮5，第二侧轮6，固定槽7，固定螺钉8，疏水除污液9，基板10，侧轮安装座11，第三侧轮12。

具体实施方式

实施例1：

如图1~5中，一种疏水除污膜镀膜刮刀，其特征是：刮刀包括前斜面21，和与前斜面21固定连接，并位于前斜面21两端的侧挡片3；

在工作时，前斜面21、侧挡片3的内壁和基板10的表面，构成一个用于容纳镀膜液体的料斗。由此结构，便于在镀膜过程中，镀膜液体始终与基板10的表面接触，从而使部分镀膜液体与基板表面键合并形成镀膜。本例中的基板10通常为玻璃基板，例如太阳能电池板，窗户玻璃、外墙玻璃等。也可以用于其他的基板，例如不锈钢板、铝塑板或油漆板的表面。

优选的方案如图4中，侧挡片3的正面和前斜面21的底棱22与基板10的表面形成密封。由此结构，避免镀膜液体泄漏。

优选的方案如图1、2中，刮刀包括刮刀安装座1和刮刀片2，

刮刀片2与刮刀安装座1通过固定槽7如图1中所示，固定槽7采用燕尾槽或圆弧槽，或者采用固定螺钉8连接；如图2中所示，采用内六角沉头螺钉将刮刀片2与刮刀安装座1固定连接。由上述的结构，便于更换刮刀片2，也便于将整个刮刀与设备连接，例如自动控制刮刀运行的设备。

优选的方案中，刮刀片2的材质为聚氨酯、硅胶、尼龙或聚四氟乙烯。本例中采用聚氨酯材料。

优选的方案中，在前斜面21的位置设有至少一个注液孔4或注液管。由此结构，便于将镀膜液体注入到前斜面21与基板10之间。

优选的方案如图1~5中，在刮刀的两端设有侧轮。侧轮位于基板两侧无需镀膜的左右边界处，由此结构，利用侧轮承担一部分的压力，并且通过滚动摩擦的方式，避免损伤基板的外表面。

优选的方案中，所述的侧轮通过悬臂轴与刮刀的刮刀安装座1连接，每一端的侧轮为两个，侧轮的外壁与侧挡片3的正面平齐。由此结构，便于侧轮的安装，如图2中所示，这种结构能够采用较大直径的侧轮，受力效果更佳，在悬臂轴上设有力传感器，便于检测刮刀的压力变化，优选的，力传感器为压力应变片，至少成对的安装在悬臂轴的外表面，由悬臂轴的变形，带动压力应变片的变形，由产生的电流变化检测侧轮的压力变化。

优选的方案中，在刮刀的两端固定安装有侧轮安装座11，每个侧轮安装座11安装有两个侧轮，侧轮的外壁与侧挡片3的正面平齐。由此结构，便于侧轮的安装。

实施例2：

一种采用上述的疏水除污膜镀膜刮刀的镀膜方法，包括以下步骤：一、基板10倾斜放置，将刮刀侧挡片3的正面和前斜面21的底棱22与基板10贴紧；

二、将镀膜液体注入前斜面21、侧挡片3和基板10之间的空间；

三、从上至下移动刮刀；

通过以上步骤，将镀膜液体均匀涂布在基板10表面。

优选的方案中，通过控制刮刀的运行速度，控制成膜厚度。尽量避免空气中的灰尘等污染基底表面。

在工作过程中，要确保环境的洁净以及基板表面的洁净，刮刀的运行速度要平稳。本发明中，镀膜液体通过的直径控制在0.5-2.0mm,流速控制在50-100ml/s。以避免影响镀膜液体的性能。本发明的镀膜方法具有快速成模的效果，所成的薄膜厚度、均匀性、稳定性及涂覆方式都有利于大幅提高玻璃的疏水除污性能。此外，还在不同材质基地上镀膜，所镀薄膜的硬度和稳定性均较佳。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种疏水除污膜镀膜刮刀，其特征是：刮刀包括前斜面（21），和与前斜面（21）固定连接，并位于前斜面（21）两端的侧挡片（3）；

在工作时，前斜面（21）、侧挡片（3）的内壁和基板（10）的表面，构成一个用于容纳镀膜液体的料斗；

侧挡片（3）的正面和前斜面（21）的底棱（22）与基板（10）的表面形成密封；

刮刀包括刮刀安装座（1）和刮刀片（2），

刮刀片（2）与刮刀安装座（1）通过固定槽（7）或固定螺钉（8）连接；

刮刀片（2）的材质为聚氨酯、硅胶、尼龙或聚四氟乙烯；

在前斜面（21）的位置设有至少一个注液孔（4）或注液管；

在刮刀的两端设有侧轮；侧轮位于基板两侧无需镀膜的左右边界处，利用侧轮承担一部分的压力，并且通过滚动摩擦的方式，避免损伤基板的外表面；

所述的侧轮通过悬臂轴与刮刀的刮刀安装座（1）连接，每一端的侧轮为两个，侧轮的外壁与侧挡片（3）的正面平齐；

在悬臂轴上设有力传感器，便于检测刮刀的压力变化，力传感器为压力应变片，至少成对的安装在悬臂轴的外表面，由悬臂轴的变形，带动压力应变片的变形，由产生的电流变化检测侧轮的压力变化。

2.根据权利要求1所述的一种疏水除污膜镀膜刮刀，其特征是：在刮刀的两端固定安装有侧轮安装座（11），每个侧轮安装座（11）安装有两个侧轮，侧轮的外壁与侧挡片（3）的正面平齐。

3.一种采用权利要求1~2任一项所述的疏水除污膜镀膜刮刀的镀膜方法，其特征是包括以下步骤：一、基板（10）倾斜放置，将刮刀侧挡片（3）的正面和前斜面（21）的底棱（22）与基板（10）贴紧；

二、将镀膜液体注入前斜面（21）、侧挡片（3）和基板（10）之间的空间；

三、从上至下移动刮刀；

通过控制刮刀的运行速度，控制成膜厚度；

通过以上步骤，将镀膜液体均匀涂布在基板（10）表面。