CN109665719A - 一种自清洁高增透镀膜溶液及其制备方法和自清洁高增透太阳能玻璃 - Google Patents

一种自清洁高增透镀膜溶液及其制备方法和自清洁高增透太阳能玻璃 Download PDF

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Abstract

本发明涉及增透减反镀膜液技术领域，具体涉及一种自清洁高增透镀膜溶液及其制备方法和自清洁高增透太阳能玻璃，该方法先制备纳米核壳二氧化硅微球溶胶，然后通过特定工艺在核壳结构二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶，最后稀释至固含量为3‑10％而得到的自清洁高增透镀膜溶液。本发明在降低二氧化钛/二氧化硅的质量比值的同时，具有最大的有效暴露面积，解决了增加透光率与自清洁效果相矛盾的技术难题，而且大大改善了现有技术以实心二氧化硅作为主要成分的膜层孔隙率低的问题。

Description

一种自清洁高增透镀膜溶液及其制备方法和自清洁高增透太 阳能玻璃
技术领域
本发明涉及增透减反镀膜液技术领域，具体涉及一种自清洁高增透镀膜溶液及其制备方法和自清洁高增透太阳能玻璃。
背景技术
太阳能光伏是目前最具发展潜力的清洁能源之一，为了提高光电转换效率，大部分光伏玻璃厂家都在为提高光伏玻璃的透光性做努力，即利用光的干涉原理在玻璃上增加一层增透膜，市场上很多增透膜镀膜液大多达到增加透光率3％左右的效果，但进一步提升的空间很小。随着现代工业与城市建设的发展，空气和水等环境污染严重，使得粉尘等污染源很容易在太阳能光伏玻璃上附着，从而削弱了光电器件对能源的高效利用，同时也使器件存在稳定性差、使用寿命短的问题。传统解决方法是采用表面活性剂清洗，但不仅加重环境污染，而且需要反复进行，耗费大量的人力和物力。因此，自清洁减反射膜的研究和发展受到极大关注，制备具有自清洁特性并且高透光率的减反射膜成为技术发展的需要。
近年来，已发展出多种防污自清洁增透涂层，主要包括以下三种:(1)超疏水防污增透涂层，其原理是在二氧化硅减反射涂料配方中增加长链烷基三烷氧基硅氧烷、聚硅氧烷或含氟硅氧烷组分，降低减反膜表面能，使水在其表面形成水珠，滚落带走灰尘；(2)光催化超亲水防污增透涂层，其原理是在二氧化硅减反射镀膜液中掺杂纳米二氧化钛，利用二氧化钛的光催化作用先将污染物中有机成分分解成二氧化碳及水，再利用光致超亲水性，使膜面附着的灰尘和工业污染物容易为雨水冲刷除去；(3)抗静电超亲水防污增透涂层，其原理是在二氧化硅减反射镀膜液中掺杂纳米氧化锡等导电性材料，以降低膜层表面电阻，使沙尘等无机污染物不易在表面附着，可在重力及自然风作用下除去。然而，第一种超疏水防污增透涂层由于疏水组分为有机链段，容易被太阳光紫外线照射分解老化，及膜层机械摩擦性能差等原因均会使膜层的超疏水特性逐渐消失而失去自清洁作用；而第三种抗静电超亲水防污增透涂层，虽然对沙尘及碳素等无机污染物有较好的作用，但对工业污染物却无能为力。因此，这两种类型的防污自清洁增透涂层并不适合工业污染严重的南方多雨地区，而第二种光催化超亲水防污增透涂层则能够解决这一问题。
目前针对光催化超亲水防污增透涂层已有少量报道，但大多是在二氧化硅减反射镀膜液中掺杂纳米二氧化钛等具有光催化作用的半导体材料，例如中国专利申请201210182063.4公开了一种自洁增效太阳能涂料的制备及应用，采用在二氧化硅减反射镀膜液中掺杂纳米二氧化钛的方法，即利用二氧化钛的光催化作用将工业污染物分解成二氧化碳和易除去的小分子化合物及利用二氧化钛在光照射下可使表面产生超亲水性，从而使玻璃表面的水接触角接近零度，污染物不易附着，再通过重力作用、自然风力或雨水冲刷实现玻璃自清洁目的。又如中国专利201210201744.0公开了一种自洁增透涂料及其制备方法，该技术方案以无定型二氧化硅作为主要组分，掺杂纳米二氧化钛、纳米二氧化锆和纳米氧化锡锑等功能金属氧化物而制备出一种自洁增透涂料。但这一类光催化超亲水防污增透涂层的主要缺点是:该方法是直接在二氧化硅减反镀膜液中掺杂二氧化钛颗粒，其膜层结构如图1所示，包括掺杂排列的二氧化钛颗粒10和二氧化硅颗粒20，二氧化钛颗粒20分散镶嵌在二氧化硅膜层中，且二氧化硅颗粒为实心结构，孔隙率主要由二氧化钛颗粒10和二氧化硅颗粒20之间的架空部分构成，这种膜层结构的孔隙率较低，使得透光率难以提升，而且细微灰尘通过对外开放式孔隙容易渗入膜层微孔内部，进而导致透光率降低的问题；另一方面，要使膜层具有好的催化效果，纳米二氧化钛颗粒必须尽可能多的暴露在膜层表面以增加与污染物接触面积，因此为了增加裸露部分，必须加大二氧化钛颗粒的添加量，如果添加量太少会影响膜层的光催化效果，造成自清洁作用不好——正如上述专利201210201744.0说明书所记载的：“若二氧化硅的含量较低，二氧化钛、二氧化锆的总量与二氧化硅的质量比大于1时，采用该自洁增透涂料形成的薄膜的折射率会增加，使得透光率大大降低。而当二氧化硅的含量较高，二氧化钛、二氧化锆的总量与二氧化硅的质量比小于1/3时，采用该自洁增透涂料形成的薄膜中二氧化钛的含量相对降低，使得薄膜的耐磨性大打折扣，同时薄膜的超亲水性能和光触媒效果也降低。因此，本发明中，必须保证所述二氧化钛、二氧化锆的总量与二氧化硅的质量比为1:(1-3)”——故，现有技术的二氧化钛量/二氧化硅的质量比值至少达到33.33％以上才有光催化效果和超亲水性能，否则严重影响膜层透光率；但是与之相反的是，由于二氧化钛折射率(2.5～2.7)比二氧化硅折射率(1.4～1.5)高，所以要使透光率高，二氧化钛添加量越少越好，如果二氧化钛添加量过多又会造成膜层透光率低甚至严重反光——这就使得增加透光率与自清洁效果成为一个矛盾体，是现有技术无法解决的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术中的不足而提供一种自清洁高增透镀膜溶液及其制备方法，所制备的镀膜溶液在降低二氧化钛/二氧化硅的质量比值的同时，具有最大的有效暴露面积，解决了增加透光率与自清洁效果相矛盾的技术难题，而且大大改善了现有技术以实心二氧化硅作为主要成分的膜层孔隙率低的问题。
本发明的目的之二在于针对现有技术中的不足而提供一种适用于工业污染严重的南方多雨地区的自清洁高增透太阳能玻璃，以解决现有太阳能玻璃容易被工业污染物附着，难以清洁的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，包括以下步骤：
步骤a、按质量百分比计，将0.5-4％的共聚单体和75-89.4％水置于反应容器中，加入10-20％苯乙烯进行搅拌，在氮气保护下升温至50-85℃，然后滴加0.1-1％引发剂水溶液，反应后得到阳离子聚苯乙烯乳液；
步骤b、将所述阳离子聚苯乙烯乳液和溶剂混合均匀后，在15-35℃搅拌条件下，加入硅源物质进行反应，得到二氧化硅包覆聚苯乙烯的纳米核壳二氧化硅微球溶胶；
步骤c、将一定量的纳米核壳二氧化硅微球溶胶加入反应容器中，在15-35℃搅拌条件下，将一定量的钛源物质和螯合剂的混合溶液缓慢逐滴加入其中，反应4-24h，得到在纳米核壳二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶；
步骤d、将所述纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶用溶剂稀释至固含量为3-10％，搅拌一段时间，即得到所述自清洁高增透镀膜溶液。
上述技术方案中，步骤a中，所述共聚单体为含氨基的乙烯单体和/或季铵化乙烯基单体。优选的，所述季铵化乙烯基单体为丙烯酰氧乙基三甲氧基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(甲基)丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵或者二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种；所述含氨基的乙烯基单体为(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯或者(甲基)丙烯酸二异丙基氨基乙酯中的至少一种；
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
上述技术方案中，步骤b中，所述阳离子聚苯乙烯乳液固体质量与硅源物质的质量比为(0.1-0.3):1。
上述技术方案中，步骤b中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、三丙二醇单甲醚或三丙二醇单乙醚中的至少一种；所述溶剂的用量为将所述阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为1-20％。
上述技术方案中，步骤b中，所述硅源物质为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
上述技术方案中，步骤c中，所述钛源物质和螯合剂的混合溶液中，螯合剂和钛源物质的质量比为(0.22-1):1。
上述技术方案中，所述钛源物质为钛酸丁酯和/或钛酸异丙酯，所述螯合剂为乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、冰醋酸、柠檬酸或硝酸中的至少一种。
上述技术方案中，步骤c中，所述钛源物质与纳米核壳二氧化硅微球溶胶固体质量的质量比为(0.3-1.3):1。钛源物质水解缩合反应后生成TiO2：Ti(OC4H9)4+2H2O——TiO2+4C4H9OH，当完全水解时，对应转换为二氧化钛/二氧化硅的质量比值在10％以上，明显小于现有技术的33.33％。
本发明还提供一种自清洁高增透镀膜溶液，所述自清洁高增透镀膜溶液是采用上述制备方法制成的。
本发明还提供一种自清洁高增透太阳能玻璃，该太阳能玻璃是采用喷涂、浸涂、提拉、辊涂、旋涂、流涂或刷涂镀膜方法中的任意一种镀膜方法，将上述自清洁高增透镀膜溶液涂覆于玻璃基材表面上，干燥后进行80-250℃烘烤固化，然后经500-700℃钢化处理得到的。
本发明的有益效果：
本发明的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法是先制备纳米核壳二氧化硅微球溶胶，然后通过特定工艺在核壳结构二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶，最后稀释至固含量为3-10％而得到的自清洁高增透镀膜溶液。与现有技术直接在二氧化硅减反镀膜液中掺杂二氧化钛颗粒的方法相比，本发明的方法原理是先在有机聚合物/二氧化硅核壳微球上包覆一层单分子级二氧化钛层，再通过煅烧掉有机聚合物从而制得中空二氧化硅/二氧化钛微球(以下简称中空微球(结构见图3))，对应的膜层结构(见图2)是由中空微球堆积而成，本发明具有以下优点：
(1)本发明以中空微球作为镀膜溶液的主要成分，该中空微球将孔隙内置，与现有技术掺杂实心二氧化硅微球的膜层结构(见图1)相比，本发明的膜层孔隙率是由中空微球与中空微球之间的架空部分以及中空微球的中空部分构成，大大提高了孔隙率，从而使膜层具有更高的透光率，并且避免了细微灰尘通过对外开放式孔隙渗入膜层微孔内部而导致透光率降低问题；
(2)本发明的膜层结构是由中空微球堆积而成，膜层最表面为连续的二氧化钛层，且通过调整包覆的二氧化钛层厚度，可以使二氧化钛与二氧化硅的质量比值降低的同时，却具有最大的有效暴露面积，即在减少二氧化钛用量的同时使纳米二氧化钛最大化地暴露在膜层表面，从而增加与污染物接触面积，更高效的分解污染物，提高了自清洁效果。通过对比，现有技术中二氧化钛量/二氧化硅的质量比值至少达到33.33％才有光催化效果和超亲水性能，且严重影响膜层透光率，而本发明的二氧化钛/二氧化硅的质量比值只需要在10％以上即具有很好的光催化效果和超亲水性能，且由于降低了二氧化钛的用量，其透光率大大提高。由此，本发明解决了增加透光率与自清洁效果相矛盾的技术难题；
(3)采用本发明的自清洁高增透镀膜溶液所制备的太阳能玻璃适用于工业污染严重的南方多雨地区，能够解决现有太阳能玻璃容易被工业污染物附着，难以清洁的问题，从而可稳定和提高太阳能电池的发电效率和降低太阳能电池维护管理成本。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为现有技术的光催化超亲水防污增透涂层(在二氧化硅减反镀膜液中掺杂二氧化钛颗粒)的膜层结构示意图。
图2为本发明的一种自清洁高增透镀膜溶液的膜层结构示意图。
图3为本发明的一种自清洁高增透镀膜溶液的膜层结构中的中空二氧化硅/二氧化钛微球的结构示意图。
图4为为本发明的一种自清洁高增透镀膜溶液的膜层结构中的中空二氧化硅/二氧化钛微球的TEM图。
附图标记：
二氧化钛颗粒10、二氧化硅颗粒20；
二氧化硅/二氧化钛微球30、空心核301、二氧化硅层302、二氧化钛层303。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1:
一、制备自清洁高增透镀膜溶液：
步骤a、利用无皂乳液聚合法制备阳离子聚苯乙烯乳液：
按质量百分比计，将2％共聚单体丙烯酰氧乙基三甲氧基氯化铵和82.5％水置于反应容器中，加入15％苯乙烯进行搅拌，在氮气保护下升温至50℃，然后滴加0.5％过硫酸钾引发剂水溶液，反应后得到阳离子聚苯乙烯乳液。
步骤b、将阳离子聚苯乙烯乳液和溶剂乙醇混合均匀，溶剂的用量为将阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为1％，然后在15℃搅拌条件下，加入硅源物质四甲氧基硅烷进行反应，得到二氧化硅包覆聚苯乙烯的纳米核壳二氧化硅微球溶胶。该步骤中，阳离子聚苯乙烯乳液固体质量与硅源物质的质量比为0.2:1。
步骤c、将纳米核壳二氧化硅微球溶胶加入反应容器中，在15℃搅拌条件下，将钛源物质钛酸丁酯和螯合剂乙酰丙酮按照质量比0.25:1制成的混合溶液缓慢逐滴加入其中，反应24h，得到在纳米核壳二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶。该步骤中，钛源物质与纳米核壳二氧化硅微球溶胶固体质量的质量比为0.3:1。
步骤d、将纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶用溶剂稀释至固含量为3％，搅拌一段时间30min，即得到自清洁高增透镀膜溶液。
本实施例的自清洁高增透镀膜溶液的膜层结构如图2所示，是由中空的二氧化硅/二氧化钛微球30(以下简称中空微球)堆积而成，该中空微球的结构如图3和图4所示，其包括空心核301、包覆于空心核301表面的二氧化硅层302以及包覆于二氧化硅层302表面的一层单分子级的二氧化钛层303，该中空微球将孔隙内置，与现有技术掺杂实心二氧化硅微球的膜层结构(见图1)相比，本实施例的膜层结构中，膜层孔隙率是由中空微球与中空微球之间的架空部分以及中空微球的中空部分构成，大大提高了孔隙率，从而使膜层具有更高的透光率，并且避免了细微灰尘通过对外开放式孔隙渗入膜层微孔内部而导致透光率降低问题；另一方面，本实施例的膜层结构中，膜层最表面为连续的二氧化钛层303，且通过调整包覆的二氧化钛层厚度，可以使二氧化钛与二氧化硅的质量比值降低的同时，却具有最大的有效暴露面积，即在减少二氧化钛用量的同时使纳米二氧化钛最大化地暴露在膜层表面，从而增加与污染物接触面积，更高效的分解污染物，提高了自清洁效果。本实施例的自清洁高增透镀膜溶液，二氧化钛/二氧化硅的质量比值只需要在10％以上即具有很好的光催化效果和超亲水性能，且由于降低了二氧化钛的用量，其透光率大大提高，由此解决了增加透光率与自清洁效果相矛盾的技术难题。
二、制备自清洁高增透太阳能玻璃：
采用喷涂法将上述自清洁高增透镀膜溶液涂覆于玻璃基材表面上，干燥后进行80℃烘烤固化，然后经500℃钢化处理后得到自清洁高增透太阳能玻璃。
实施例2:
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：
一、制备自清洁高增透镀膜溶液：
步骤a、利用无皂乳液聚合法制备阳离子聚苯乙烯乳液：
按质量百分比计，将2％甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和2％丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵的共聚单体、75％水置于反应容器中，加入20％苯乙烯进行搅拌，在氮气保护下升温至65℃，然后滴加1％偶氮二异丁基脒盐酸引发剂水溶液，反应后得到阳离子聚苯乙烯乳液。
步骤b、将阳离子聚苯乙烯乳液和溶剂混合均匀，然后在20℃搅拌条件下，加入硅源物质进行反应，得到二氧化硅包覆聚苯乙烯的纳米核壳二氧化硅微球溶胶。该步骤中，溶剂为异丙醇和丙二醇按体积比3:1的混合物，溶剂的用量为将阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为8％；硅源物质为甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷按质量比1:1的混合物，且阳离子聚苯乙烯乳液固体质量与硅源物质的质量比为0.1:1。
步骤c、将纳米核壳二氧化硅微球溶胶加入反应容器中，在20℃搅拌条件下，将钛源物质钛酸异丙酯和螯合剂乙酰乙酸乙酯按照质量比0.22:1制成的混合溶液缓慢逐滴加入其中，反应18h，得到在纳米核壳二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶。该步骤中，钛源物质与纳米核壳二氧化硅微球溶胶固体质量的质量比为1:1。
步骤d、将纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶用溶剂稀释至固含量为7％，搅拌一段时间20min，即得到自清洁高增透镀膜溶液。
二、制备自清洁高增透太阳能玻璃：
采用辊涂法将上述自清洁高增透镀膜溶液涂覆于玻璃基材表面上，干燥后进行130℃烘烤固化，然后经580℃钢化处理后得到自清洁高增透太阳能玻璃。
实施例3:
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：
一、制备自清洁高增透镀膜溶液：
步骤a、利用无皂乳液聚合法制备阳离子聚苯乙烯乳液：
按质量百分比计，将0.2％丙烯酸二甲基氨基乙酯和0.3％甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯的共聚单体、89.4％水置于反应容器中，加入10％苯乙烯进行搅拌，在氮气保护下升温至73℃，然后滴加0.1％的过硫酸铵和过硫酸钠按体积比1:2混合的引发剂水溶液，反应后得到阳离子聚苯乙烯乳液。
步骤b、将阳离子聚苯乙烯乳液和溶剂混合均匀，溶剂的用量为将阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为17％，然后在28℃搅拌条件下，加入硅源物质进行反应，得到二氧化硅包覆聚苯乙烯的纳米核壳二氧化硅微球溶胶。该步骤中，溶剂为乙二醇单甲醚和乙二醇单乙醚按体积比2:3的混合物，溶剂的用量为将阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为1-20％；硅源物质为乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷按质量比4:1的混合物，且阳离子聚苯乙烯乳液固体质量与硅源物质的质量比为0.3:1。
步骤c、将纳米核壳二氧化硅微球溶胶加入反应容器中，在28℃搅拌条件下，将钛源物质和螯合剂按照质量比1:1制成的混合溶液缓慢逐滴加入其中，反应12h，得到在纳米核壳二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶。该步骤中，钛源物质为钛酸丁酯和钛酸异丙酯按质量比1:1的混合物，螯合剂为冰醋酸和柠檬酸按体积比3:2的混合物，且钛源物质与纳米核壳二氧化硅微球溶胶固体质量的质量比为0.8:1。
步骤d、将纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶用溶剂稀释至固含量为5％，搅拌一段时间16min，即得到自清洁高增透镀膜溶液。
二、制备自清洁高增透太阳能玻璃：
采用浸涂法将上述自清洁高增透镀膜溶液涂覆于玻璃基材表面上，干燥后进行200℃烘烤固化，然后经620℃钢化处理后得到自清洁高增透太阳能玻璃。
实施例4:
本实施例的主要技术方案与实施例1相同，不同之处在于：
一、制备自清洁高增透镀膜溶液：
步骤a、利用无皂乳液聚合法制备阳离子聚苯乙烯乳液：
按质量百分比计，将3.2％共聚单体二烯丙基二甲基氯化铵和78.5％水置于反应容器中，加入18％苯乙烯进行搅拌，在氮气保护下升温至85℃，然后滴加0.3％的偶氮二氰基戊酸和偶氮二异丙基咪唑啉按体积比1:3混合的引发剂水溶液，反应后得到阳离子聚苯乙烯乳液。
步骤b、将阳离子聚苯乙烯乳液和溶剂三丙二醇单乙醚混合均匀，溶剂的用量为将阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为20％，然后在35℃搅拌条件下，加入硅源物质γ-氨基丙基三乙氧基硅烷进行反应，得到二氧化硅包覆聚苯乙烯的纳米核壳二氧化硅微球溶胶。该步骤中，阳离子聚苯乙烯乳液固体质量与硅源物质的质量比为0.15:1。
步骤c、将纳米核壳二氧化硅微球溶胶加入反应容器中，在35℃搅拌条件下，将钛源物质钛酸异丙酯和螯合剂二乙醇胺按照质量比0.28:1制成的混合溶液缓慢逐滴加入其中，反应4h，得到在纳米核壳二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶。该步骤中，钛源物质与纳米核壳二氧化硅微球溶胶固体质量的质量比为1.3:1。
步骤d、将纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶用溶剂稀释至固含量为10％，搅拌一段时间10min，即得到自清洁高增透镀膜溶液。
二、制备自清洁高增透太阳能玻璃：
采用流涂法将上述自清洁高增透镀膜溶液涂覆于玻璃基材表面上，干燥后进行250℃烘烤固化，然后经700℃钢化处理后得到自清洁高增透太阳能玻璃。
试验测试：
(1)采用LCD-5200光电特性测试仪，扫描380-780nm波段，按照GBT 2680-1994公开的太阳光各波段分布特性，分别测试现有技术的具有光催化超亲水防污增透涂层太阳能玻璃以及实施例1制备的自清洁高增透太阳能玻璃样品的透光率，并计算其初始增透率：
初始增透率＝自洁增透玻璃样品的透光率-洁净的玻璃基底的透光率。
(2)采用即滴即测的方式，以接触角测量仪(德国Dataphysics公司，型号OCA20；接触角测量范围：0-180°，测量精度：±0.1°)分别测定水在现有技术的具有光催化超亲水防污增透涂层太阳能玻璃以及实施例1制备的自清洁高增透太阳能玻璃样品表面的接触角。以上对比结果见表1所示：
表1.现有技术的具有光催化超亲水防污增透涂层太阳能玻璃以及实施例1制备的自清洁高增透太阳能玻璃样品的对比结果
测试项目 实施例1 现有技术
增透率 3.0～3.5％ 2.5～3.0％
水接触角 1.7～4.1° 5～7°
由此可知，本发明的自清洁高增透太阳能玻璃在提高透光率的同时具有良好的自清洁效果，尤其适用于工业污染严重的南方多雨地区，能够解决现有太阳能玻璃容易被工业污染物附着，难以清洁的问题。
本实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤a、按质量百分比计，将0.5-4％的共聚单体和75-89.4％水置于反应容器中，加入10-20％苯乙烯进行搅拌，在氮气保护下升温至50-85℃，然后滴加0.1-1％引发剂水溶液，反应后得到阳离子聚苯乙烯乳液；
步骤b、将所述阳离子聚苯乙烯乳液和溶剂混合均匀后，在15-35℃搅拌条件下，加入硅源物质进行反应，得到二氧化硅包覆聚苯乙烯的纳米核壳二氧化硅微球溶胶；
步骤c、将一定量的纳米核壳二氧化硅微球溶胶加入反应容器中，在15-35℃搅拌条件下，将一定量的钛源物质和螯合剂的混合溶液缓慢逐滴加入其中，反应4-24h，得到在纳米核壳二氧化硅微球表面包覆二氧化钛层的纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶；
步骤d、将所述纳米核壳二氧化硅/二氧化钛微球溶胶用溶剂稀释至固含量为3-10％，搅拌一段时间，即得到所述自清洁高增透镀膜溶液。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述共聚单体为含氨基的乙烯单体和/或季铵化乙烯基单体；
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二氰基戊酸或偶氮二异丙基咪唑啉中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述阳离子聚苯乙烯乳液固体质量与硅源物质的质量比为(0.1-0.3):1。
4.根据权利要求1所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、三丙二醇单甲醚或三丙二醇单乙醚中的至少一种；所述溶剂的用量为将所述阳离子聚苯乙烯乳液稀释至固含量为1-20％。
5.根据权利要求1所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：步骤b中，所述硅源物质为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述钛源物质和螯合剂的混合溶液中，螯合剂和钛源物质的质量比为(0.22-1):1。
7.根据权利要求1或6所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：所述钛源物质为钛酸丁酯和/或钛酸异丙酯，所述螯合剂为乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、冰醋酸、柠檬酸或硝酸中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种自清洁高增透镀膜溶液的制备方法，其特征在于：步骤c中，所述钛源物质与纳米核壳二氧化硅微球溶胶固体质量的质量比为(0.3-1.3):1。
9.一种自清洁高增透镀膜溶液，其特征在于：所述自清洁高增透镀膜溶液是采用权利要求1至8任意一项的制备方法制成的。
10.一种自清洁高增透太阳能玻璃，其特征在于：该太阳能玻璃是采用喷涂、浸涂、提拉、辊涂、旋涂、流涂或刷涂镀膜方法中的任意一种镀膜方法，将权利要求9所述的自清洁高增透镀膜溶液涂覆于玻璃基材表面上，干燥后进行80-250℃烘烤固化，然后经500-700℃钢化处理得到的。
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