CN108609861A - 一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将模板剂与无水乙醇混合均匀，然后加入酸性催化剂，待溶液完全澄清之后，加入正硅酸乙酯，不间断的搅拌10‑24小时，将上述溶液静置陈化5‑10天后得到酸催化硅溶胶；步骤二：将步骤一中得到的酸催化硅溶胶与无水乙醇混合，得到镀膜液；步骤三：将玻璃外管在镀膜液中浸渍1‑5分钟，然后以100‑240mm/min的提拉速度将玻璃外管向上提拉出镀膜液，得到镀制有一层镀膜的玻璃外管；步骤四：将步骤三得到的玻璃外管在400‑500℃的温度下烘烤30‑60分钟。本发明的上述技术方案具有以下有益效果：(1)玻璃表面的增透膜膜层具有良好的耐紫外性能；(2)镀膜提拉速度提高了2‑3倍，极大地提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热管增透膜技术领域，尤其涉及一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法。
背景技术
槽式集热系统主要是将所吸收的太阳能转化为热能，真空集热管所吸收光能的多少在很大程度上决定了槽式光热电站的发电效率，在集热管的外玻璃管上，增透膜的合理使用会减少光的反射，使更多的光进入光热/光电转化系统，大幅提升光的使用效率，故而增透膜工艺生产技术是太阳能光热光电系统的重要组成部分，其性能要求及技术水平对太阳能光热光电系统发展具有重要作用，对于增透膜而言，透过率是其最重要的性能指标，但由于集热管暴露于光照环境下，长期的紫外照射或多或少会对增透膜层产生一定的损伤，从而降低膜层的透过性能，进而影响了集热系统的光电转换效率。
现有的槽式太阳能集热管上使用的增透膜多为玻璃外管在二氧化硅溶胶中通过浸渍提拉后固化所得，提拉速度对最终膜层的透过性能影响非常大，对于每一种配比的溶胶而言，其都有一个最优的提拉速度使得膜层的透过率达到最大，但现有的二氧化硅溶胶的最优提拉速度都过低，约为60mm/s，不仅严重的影响了生产效率还使得膜层的均一度容易受到镀膜机运行精度的影响。
为此，寻求一种耐紫外高提拉速度增透膜的制备方法，便成为了业内亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将模板剂与无水乙醇混合均匀，然后加入酸性催化剂，搅拌均匀，待溶液完全澄清之后，加入正硅酸乙酯，继续不间断的搅拌10-24小时，将上述得到的溶液在容器中静置陈化5-10天后得到酸催化硅溶胶；
步骤二：将步骤一中得到的酸催化硅溶胶与无水乙醇混合均匀，得到镀膜液；
步骤三：将玻璃外管在步骤二得到的镀膜液中浸渍1-5分钟，然后以100-240mm/min的提拉速度将玻璃外管向上提拉出镀膜液，得到镀制有一层镀膜的玻璃外管；
步骤四：将步骤三得到的玻璃外管在400-500℃的温度下烘烤30-60分钟，得到带有增透膜层的玻璃外管；
所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、嵌段共聚物或聚乙二醇中的一种；
所述酸性催化剂为稀盐酸或稀硝酸；
在步骤一中，正硅酸乙酯、无水乙醇、酸性催化剂中的水、酸性催化剂中氢离子以及模板剂的物质的量比为1∶20-50∶5-20∶0.01-0.05∶0.005-0.02；
在步骤二中，酸催化硅溶胶与无水乙醇混合的体积之比为1∶0.2-1.5。
进一步，在步骤三中，需要对玻璃外管进行超声清洗以及酒精擦拭，烘干后再将玻璃外管在镀膜液中浸渍。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：(1)玻璃表面的增透膜层具有良好的耐紫外性能；(2)镀膜提拉速度提高了2-3倍，极大地提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明增透膜在300-2500nm波长范围内的透过光谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将模板剂与无水乙醇混合均匀，然后加入酸性催化剂，搅拌均匀，待溶液完全澄清之后，加入正硅酸乙酯，继续不间断的搅拌20小时，将上述得到的溶液在容器中静置陈化8天后得到酸催化硅溶胶，此步骤加入无水乙醇是为了控制最终生成溶胶的微观结构；
步骤二：将步骤一中得到的酸催化硅溶胶与无水乙醇混合均匀，，得到镀膜液，此步骤再加入污水乙醇是为了在保持特有微观结构的情况下提高提拉速度；
步骤三：将玻璃外管在步骤二得到的镀膜液中浸渍5分钟，然后以200mm/min的提拉速度将玻璃外管向上提拉出镀膜液，得到镀制有一层镀膜的玻璃外管；
步骤四：将步骤三得到的玻璃外管在420℃的温度下烘烤30分钟，得到带有增透膜层的玻璃外管；
模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、嵌段共聚物或聚乙二醇中的一种；
酸性催化剂为稀盐酸或稀硝酸；
在步骤一中，正硅酸乙酯、无水乙醇、酸性催化剂中的水、酸性催化剂中氢离子以及模板剂的物质的量比为1∶30∶10∶0.02∶0.001；
其中模板剂的添加量以达到其最大溶解饱和度为佳。
在步骤二中，酸催化硅溶胶与无水乙醇混合的体积之比为1∶1。
在步骤三中，需要对玻璃外管进行超声清洗以及酒精擦拭，烘干后再将玻璃外管在镀膜液中浸渍。
另外，在带有增透膜层的玻璃外管上截取镀膜样片，将镀膜样片进行透过率测试后放入紫外老化试验箱中，紫外光照射强度为300W/m2，照射时间为168h，待紫外老化试验结束后对所有样片进行透过率测试，测试结果如图1所示，其为本发明增透膜在300-2500nm波长范围内的透过光谱，其中纵坐标表示光透过率，横坐标表示波长，a为未经紫外老化的增透膜样片在300-2500nm波长范围内的透过率，b为紫外老化168h的增透膜玻璃样片在300-2500nm波长范围内的透过率，由此可见，在经过紫外老化实验后，整体上透过率降幅很小，所以具有良好的耐紫外性能。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (2)
1.一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将模板剂与无水乙醇混合均匀，然后加入酸性催化剂，搅拌均匀，待溶液完全澄清之后，加入正硅酸乙酯，继续不间断的搅拌10-24小时，将上述得到的溶液在容器中静置陈化5-10天后得到酸催化硅溶胶；
步骤二：将步骤一中得到的酸催化硅溶胶与无水乙醇混合均匀，得到镀膜液；
步骤三：将玻璃外管在步骤二得到的镀膜液中浸渍1-5分钟，然后以100-240mm/min的提拉速度将玻璃外管向上提拉出镀膜液，得到镀制有一层镀膜的玻璃外管；
步骤四：将步骤三得到的玻璃外管在400-500℃的温度下烘烤30-60分钟，得到带有增透膜层的玻璃外管；
所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、嵌段共聚物或聚乙二醇中的一种；
所述酸性催化剂为稀盐酸或稀硝酸；
在步骤一中，正硅酸乙酯、无水乙醇、酸性催化剂中的水、酸性催化剂中氢离子以及模板剂的物质的量比为1∶20-50∶5-20∶0.01-0.05∶0.005-0.02；
在步骤二中，酸催化硅溶胶与无水乙醇混合的体积之比为1∶0.2-1.5。
2.根据权利要求1所述的一种耐紫外高提拉速度增透膜层的制备方法，其特征在于，在步骤三中，需要对玻璃外管进行超声清洗以及酒精擦拭，烘干后再将玻璃外管在镀膜液中浸渍。
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