CN109705724A - 亲水防静电纳米涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种亲水防静电纳米涂层的制备方法，包括准确称取一定量的乙醇溶液置于烧杯中，在搅拌的条件下加入正硅酸乙酯，使用酸调节pH，得纳米硅溶液；准确称取一定量的乙醇溶液置于烧杯中，在搅拌的条件下加入钛酸丁酯和乙酰丙酮，使用酸调节pH，得二氧化钛酞溶液；向纳米硅溶液中依次滴加丙烯酸改性树脂、无水乙醇和蒸馏水，再加入二氧化钛酞溶液，搅拌，静置，亲水膜；将亲水膜里加入氧化钨及氧化锡溶液，混合，滴加硅烷偶联剂KH570，即得。本发明制备的纳米涂层附着力0级，铅笔硬度6H，有效的保证了产品的耐候性问题，亲水膜硅钛键牢固，不仅有亲水效果还可以分解有机物，光伏组件涂覆产品后，不影响发电功率，并大大降低人工成本。
Description
技术领域
本发明属于纳米涂层技术领域，具体涉及一种亲水防静电纳米涂层的制备 方法。
背景技术
纳米涂层涂覆在光伏组件最外层超白低铁压延玻璃上，主要起到超亲水防 灰尘达到自清洁的作用，目前我国现有的光伏电站，因为组件最外层玻璃均为 超白低铁压延玻璃，表面易沾灰尘且呈现疏水状，雨水天气过后，组件表面会 形成泥点、脏污痕迹，大大影响发电功率；而现有的此类纳米涂层附着力及耐 候性均不达标。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种亲水防静电纳米涂层的制 备方法，按照先后顺序包括以下步骤：
(1)：准确称取一定量的乙醇溶液置于烧杯中，在搅拌的条件下加入正硅 酸乙酯，使用酸调节pH，搅拌均匀后加入水，继续搅拌，得纳米硅溶液；
(2)：准确称取一定量的乙醇溶液置于烧杯中，在搅拌的条件下加入钛酸 丁酯和乙酰丙酮，使用酸调节pH，搅拌均匀后加入水，继续搅拌，得二氧化钛 酞溶液；
(3)：向纳米硅溶液中依次滴加丙烯酸改性树脂、无水乙醇和蒸馏水，搅 拌均匀，加入二氧化钛酞溶液，搅拌，得亲水膜；
(4)：将亲水膜里加入氧化钨及氧化锡溶液，混合，滴加硅烷偶联剂KH570， 即得。
优选的是，步骤(1)中，所述酸包括盐酸、硝酸和磷酸。
在上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，所述酸的浓度为1％。
在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述酸包括盐酸和硝酸。
在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述酸的浓度为1％。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤(1)和步骤(2)中，调节pH的值 均为3.0。
本发明的有益效果为：本发明制备的纳米涂层附着力0级，铅笔硬度6H， 有效的保证了产品的耐候性问题，亲水膜硅钛键牢固，不仅有亲水效果还可以 分解有机物，光伏组件涂覆产品后，不影响发电功率，并大大降低人工成本。
具体实施方式
为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本 发明。
本发明制备工艺详细介绍：本发明采用溶胶凝胶法及纳米合成技术，分别 制备纳米二氧化硅和纳米二氧化钛溶液，二者通过磷酸滴定加丙烯酸改性树脂 混合，形成亲水膜层硅钛键，具有亲水功能，并具体很强的附着力；纳米氧化 硅通过正硅酸乙酯在酸性条件下水解，形成网状结构的二氧化硅；在结构上能 与二氧化钛相结合，形成紧密的硅钛键；制备好的亲水膜静置24h后，滴加一 定量的氧化锡和氧化钨水溶液，混合搅拌后滴加KH570，搅拌2h得超亲水防静 电纳米涂层；其中硅钛键与氧化钨及氧化锡，有效的结合，具有防静电的作用； 硅烷偶联剂具有提高附着力，浸润表面的作用；聚氨酯类树脂，有效的解决了溶液的成膜性及流平性；上述物质通过搅拌混合的方式结合，形成超亲水防静 电涂层
产品所需原料：钛酸丁酯：化学纯；正硅酸乙酯：化学纯；乙酰丙酮：化 学纯；盐酸：化学纯；KH570：硅烷偶联剂；蒸馏水；氧化钨铯；丙烯酸改性聚 氨酯树脂；无水乙醇：化学纯；磷酸：化学纯；
实施例一
a.纳米硅溶胶的制备：实验(一)选取稀盐酸水解正硅酸乙酯：准确量取 60ml无水乙醇置于500ml烧杯中，在搅拌下加入一定量的正硅酸乙酯，并用浓 度为1％的稀盐酸调节溶液的PH至3.0，搅拌10min后加入300ml蒸馏水，继续 搅拌30min得到纳米硅溶胶A；
实验(二)选取稀硝酸水解正硅酸乙酯：准确量取60ml无水乙醇置于500ml 烧杯中，在搅拌下加入一定量的正硅酸乙酯，并用浓度为1％的稀硝酸调节溶液 的PH至3.0，搅拌10min后加入300ml蒸馏水，继续搅拌30min得到纳米硅溶 胶B；
实验(三)选取1％浓度稀磷酸水解正硅酸乙酯：准确量取60ml无水乙醇置 于500ml烧杯中，在搅拌下加入一定量的正硅酸乙酯，并用浓度为1％的稀磷酸 调节溶液的PH至3.0，搅拌10min后加入300ml蒸馏水，继续搅拌30min得到 纳米硅溶胶C；
b.纳米二氧化钛溶液的制备：实验(一)选取稀盐酸水解钛酸丁酯：准确 量取100ml无水乙醇置于500ml烧杯中，在搅拌下加入一定量的钛酸丁酯和少 许乙酰丙酮，并用1％稀盐酸调节溶液PH至3.0，搅拌30min后加入200ml蒸馏 水，得到二氧化钛酞溶液A；
实验(二)选取稀硝酸水解钛酸丁酯：准确量取100ml无水乙醇置于500ml 烧杯中，在搅拌下加入一定量的钛酸丁酯和少许乙酰丙酮，并用1％稀硝酸调节 溶液PH至3.0，搅拌30min后加入200ml蒸馏水，得到二氧化钛酞溶液B；
c.亲水膜硅钛键的制备：
实验(一)向硅溶液A中，缓慢滴加一定量丙烯酸改性树脂后，滴加一定 量的无水乙醇和蒸馏水，搅拌30min后，加入二氧化钛溶液A，搅拌2h后；得 亲水膜钛硅键纳米涂层A；
实验(二)向硅溶液A中，缓慢滴加一定量丙烯酸改性树脂后，滴加一定 量的无水乙醇和蒸馏水，搅拌30min后，加入二氧化钛溶液B，搅拌2h后；得 亲水膜钛硅键纳米涂层B；
实验(三)向硅溶液B中，缓慢滴加一定量丙烯酸改性树脂后，滴加一定 量的无水乙醇和蒸馏水，搅拌30min后，加入二氧化钛溶液A，搅拌2h后；得 亲水膜钛硅键纳米涂层C；
实验(四)向硅溶液B中，缓慢滴加一定量丙烯酸改性树脂后，滴加一定 量的无水乙醇和蒸馏水，搅拌30min后，加入二氧化钛溶液B，搅拌2h后；得 亲水膜钛硅键纳米涂层D；
实验(五)向硅溶液C中，缓慢滴加一定量丙烯酸改性树脂后，滴加一定 量的无水乙醇和蒸馏水，搅拌30min后，加入二氧化钛溶液A，搅拌2h后；得 亲水膜钛硅键纳米涂层E；
实验(六)向硅溶液C中，缓慢滴加一定量丙烯酸改性树脂后，滴加一定 量的无水乙醇和蒸馏水，搅拌30min后，加入二氧化钛溶液B，搅拌2h后；得 亲水膜钛硅键纳米涂层F。
上述不同的实验配比所做的产品进行亲水角的测试，目的在于亲水角越小 (≦10度)，对基材的清洗越好，易于自清洁，有利于光电转换，提高发电量。
分析膜层亲水角度，所选取仪器为上海轩轶创析工业设备有限公司，仪器 型号XG-CAM接触角测试仪；分别对上述产品进行接触角的测试，测试结果如下：
| 名称 | 亲水膜A | 亲水膜B | 亲水膜C | 亲水膜D | 亲水膜E | 亲水膜F |
| 接触角 | 8度 | 20度 | 9度 | 30度 | 25度 | 20度 |
综合上述实验结论：亲水膜A及亲水膜C符合本专利要求。
超亲水防静电纳米涂层制备：根据上述实验结果得出结论只有亲水膜A、C 满足条件，故进行下面实验：
(一)上述亲水膜A静置24小时后，与一定量的氧化钨及氧化锡溶液混合后， 滴加一定量的硅烷偶联剂KH570，得超亲水防静电纳米涂层产品G；
(二)上述亲水膜C静置24小时后，与一定量的氧化钨及氧化锡溶液混合后， 滴加一定量的KH570，得超亲水防静电纳米涂层产品H；
说明：超亲水防静电产品不单要满足亲水，防静电(灰尘效果)等自清洁 要素之外，还要求到达铅笔硬度5H以上、具有分解有机物的能力、透光率≧1％、 耐候性等相关测试。
产品性能检测报告：
超亲水防静电纳米涂层G实验结果：
超亲水防静电纳米涂层H实验结果：
分析上述两种实验结果：超亲水防静电纳米涂层产品H，透光率及盐雾试验 不通过；超亲水防静电纳米涂层产品G，经过测试铅笔硬度、接触角、密实性、 透光率、表面电阻值、分解有机物的能力、耐候性(耐水洗实验、耐热性、耐 冷性、耐湿性、水沸腾实验、耐化学腐蚀性、盐雾试验)等，性能均满足要求， 即该工艺所做的产品复合市场要求。
产品施工工艺要求：
基材温度应大于15度；膜层需要固化12小时；
施工方式：高压喷涂；膜层厚度要求在100nm左右。
产品施工方法：
采用高压喷涂的方式将产品今天喷涂基材表面，膜层厚度100nm-150nm即 可。
本领域技术人员不难理解，本发明的亲水防静电纳米涂层的制备方法包括 上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分，限于篇幅并为使说明书简 明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种亲水防静电纳米涂层的制备方法，按照先后顺序包括以下步骤：
(1)：准确称取一定量的乙醇溶液置于烧杯中，在搅拌的条件下加入正硅酸乙酯，使用酸调节pH，搅拌均匀后加入水，继续搅拌，得纳米硅溶液；
(2)：准确称取一定量的乙醇溶液置于烧杯中，在搅拌的条件下加入钛酸丁酯和乙酰丙酮，使用酸调节pH，搅拌均匀后加入水，继续搅拌，得二氧化钛酞溶液；
(3)：向纳米硅溶液中依次滴加丙烯酸改性树脂、无水乙醇和蒸馏水，搅拌均匀，加入二氧化钛酞溶液，搅拌，静置，亲水膜；
(4)：将亲水膜里加入氧化钨及氧化锡溶液，混合，滴加硅烷偶联剂KH570，即得。
2.根据权利要求1所述的亲水防静电纳米涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸包括盐酸、硝酸和磷酸。
3.根据权利要求2所述的亲水防静电纳米涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸的浓度为1％。
4.根据权利要求1所述的亲水防静电纳米涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸包括盐酸和硝酸。
5.根据权利要求4所述的亲水防静电纳米涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸的浓度为1％。
6.根据权利要求1所述的亲水防静电纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中，调节pH的值均为3.0。
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| CN103740292A (zh) * | 2013-12-25 | 2014-04-23 | 东莞市纳利光学材料有限公司 | 一种可自清洁的纳米涂层保护膜及其制备方法 |
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