CN117401909B - 一种光学镀膜液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及减反射膜领域,具体涉及一种高减反、免烧结、疏水疏油抗污、耐磨的光学镀膜液及其制备方法。光学镀膜液在传统的酸催化硅溶胶中加入了模版剂、成膜剂和交联剂。光学镀膜液的制备过程包括以下步骤:a.采用溶胶凝胶法制备硅油改性酸催化硅溶胶;b.加入模版剂季铵盐;c.加入成膜剂聚乙烯醇和交联剂戊二醛;d.静置陈化,即得所述光学镀膜材料。通过在玻璃片上的镀膜测试证实,本发明的光学镀膜液能够利用单一涂层同时实现高减反、免烧结、疏水疏油抗污、耐磨的性能,取得了预想不到的技术效果。本发明原料易得,工艺易行,易于规模化生产,可以广泛应用于各种光学器件的表面涂覆。
Description
技术领域
本发明涉及减反射膜领域,具体涉及一种光学镀膜液及其制备方法。
背景技术
光学镀膜是指在光学零件表面上镀上一层(或多层)金属(或介质)薄膜的工艺过程。在光学零件表面镀膜的目的是为了达到减少或增加光的反射、分束、分色、滤光、偏振等要求。光学减反膜 ( 或称增透膜 ) 应用于光透过元件表面,可以减少元件表面引起的光反射。光透过元件包括光学系统中的玻璃窗口和透镜、建筑窗口玻璃、太阳能封装玻璃、光学晶体和透明陶瓷等。常用的镀膜法有真空镀膜(物理镀膜的一种)和化学镀膜。溶胶凝胶法(湿化学法)是一种制备光学减反膜的有效方法。与真空法膜层相比,溶胶凝胶膜层具有大气环境下可涂膜、良好的光学性质,低成本等优势,更重要的是,溶胶凝胶法制备的材料更适合于大口径、大面积的镀膜。
另一方面,光伏器件及光学器件长期暴露在环境中,灰尘、油污等不可避免的沉积在玻璃表面。提升玻璃的自清洁能力是能源材料研究的一个重要方向。溶胶凝胶法制备的二氧化硅减反膜的堆积结构疏松且胶粒表面存在大量亲水性羟基,使膜层易于吸附空气中的水分形成吸附水,影响膜层性能甚至发生霉变缩短寿命。光学仪器镜头在使用过程中很容易被手指、油污污染,为此人们采用了各种方法来提高其疏水疏油性能。有研究发现含氟辛基硅烷系列有机材料对于改善光学玻璃表面的抗油污、憎水以及防划伤性能有着优异的效果,但此类原料难以制备或获取,还需要特殊的有机溶剂,而且仍然有大量硅烷基团裸露在外面,容易受到有机物的污染。有研究采用多层膜,底层为增透膜,外层为耐磨疏水膜。还有的在减反膜制成后再在上面做疏水处理。这些多层膜或后处理制备工艺复杂,影响因素太多,成本高。
碱催化得到的硅溶胶,形成溶胶颗粒度大,空隙率较高,折射率低,但薄膜与玻璃结合的牢固度差。酸催化得到的硅溶胶,形成溶胶颗粒度小,结构更致密,与玻璃表面结合牢固,耐磨性好,但折射率偏大,降低了减反效果。有研究表明,碱催化的硅溶胶可以和酸催化的硅溶胶进行混合,调节折射率,但可调节的范围有限,折射率还是不够理想,如专利CN101531468A和CN101545990A。另有研究表明,在酸催化得到的硅溶胶中加入模版剂或称造孔剂,增加孔和孔径,从而降低折射率。但目前的造孔剂或模型剂制备都比较复杂,如CN107298733A所述,而且需要利用高温烧结的方法去除模版剂,以使致密的氧化硅表面保持一定孔隙率,一般需要400oC以上高温煅烧,能耗高,成本高,还易破坏薄膜。与此同时,模版剂带来的大小孔隙,不但让水汽从孔隙进入,而且还容易吸附污染物。因此这些孔隙需要在制备中特别处理,如大孔封闭或者膜覆盖。
因此急需一种工艺易行、原料易得、免烧结的光学镀膜液来制备减反膜,使其具有平衡的优异性能,在高减反的同时具有足够的疏油疏水抗污、耐磨性能。
发明内容
为了上述目的,本发明提供了一种光学镀膜液及其制备方法。
具体来说,本发明提供了一种光学镀膜液,其特殊之处在于,以正硅酸乙酯为前驱体,以无水异丙醇和去离子水为溶剂,pH=1的盐酸为催化剂,正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1~3:0.4~0.6:30~50;其特殊之处还在于,所述光学镀膜液还包括硅烷偶联剂、硅油、模版剂、成膜剂、交联剂,其中,模版剂为烷基三甲基溴化铵盐,成膜剂为聚乙烯醇,交联剂为戊二醛;其中,模版剂与正硅酸乙酯的质量比为0.3~0.5:1,成膜剂与模版剂的质量比为1~2:1。
本发明还提供了一种光学镀膜液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.制备改性酸催化硅溶胶溶液;
b.步骤a制得的硅溶胶溶液中,高速搅拌下加入模版剂;
c.步骤b制得的硅溶胶溶液中,高速搅拌下同时加入成膜剂和交联剂;
d.步骤c制备好的溶液搅拌均匀,静止陈化,即得所述光学镀膜液。
作为进一步的技术方案,步骤a中,改性酸催化硅溶胶溶液的制备方法为:正硅酸乙酯溶于无水异丙醇,搅拌均匀;pH=1的盐酸溶于无水异丙醇和去离子水中,搅拌均匀;在室温下,按照正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1~3:0.4~0.6:30~50的比例混合,搅拌均匀,反应6-8h后加入硅烷偶联剂,继续搅拌1h,加入硅油,继续搅拌1h,停止搅拌后,室温下静置陈化12~24h即可得到酸催化硅溶胶溶液。
优选地, 所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述硅油包括改性剂聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、甲基乙氧基硅油中的至少一种。
优选地,正硅酸乙酯:硅油:硅烷偶联剂的摩尔比为1:0.1~0.3:0.2~0.5。
作为进一步的技术方案,步骤b中,所述模版剂为烷基三甲基溴化铵盐,包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
作为进一步的技术方案,步骤b中,模版剂与正硅酸乙酯的质量比为0.3~0.5:1,反应温度40oC,反应时间2h。
作为进一步的技术方案,步骤c中,成膜剂与模版剂的质量比为1~2:1,交联剂与成膜剂的质量比为0.05~0.15:1,反应温度60oC, 反应时间2h。
作为进一步的技术方案,步骤d中,所述陈化在恒温恒湿箱中进行,温度为5~15oC,湿度为20-30%,陈化时间为24~48h。
硅溶胶是二氧化硅微粒在溶剂中均匀扩散形成的胶体溶液,对介质的pH 环境非常敏感,容易凝胶或团聚。在温和的醇水混合溶剂中,硅烷偶联剂和硅油共同对硅溶胶表面进行改性,提高疏水疏油性。通过偶联剂的接枝,可进一步在硅溶胶表面连接上各种功能基团,扩大硅溶胶的应用范围,同时,改性后的硅溶胶不经过干燥可直接引入聚合物,改善其在聚合物基体中分散程度。本发明制备的酸催化硅溶胶采用了常用的硅烷偶联剂,能改善二氧化硅溶胶颗粒的分散以及与硅油的结合力,对后续添加的模版剂、成膜剂和交联剂的反应均有促进作用。
本发明采用季铵盐为模版剂,显著优点是后续无需高温烧结,即可达到造孔的目的,减小镀膜的反射率。随后加入的成膜剂聚乙烯醇和交联剂戊二醛在酸性环境和高速搅拌中形成了交联大分子,封住了部分孔隙,提高了疏水疏油性。这种膜覆盖因为后续免烧结而能保存在减反膜中,持续提供疏水疏油性和耐磨性。
本发明采用了常规原料,在大量研究的基础上,获得了最有利于减反膜综合性能的工艺条件,特别是各种原料的配比。正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1~3:0.4~0.6:30~50,以及正硅酸乙酯:硅油:硅烷偶联剂的摩尔比为1:0.1~0.3:0.2~0.5。相比乙醇,无水异丙醇的挥发性更小,而且对成膜剂与交联剂的反应更有利。硅油在硅烷偶联剂的帮助下,均匀地分布在硅溶胶表面和空隙中,有效提高了疏水疏油性。
本发明中其他原料的配比以质量用量来调节,模版剂烷基三甲基溴化铵的用量为正硅酸乙酯的30~50%,成膜剂聚乙烯醇的用量为模版剂的100~200%,交联剂的用量为成膜剂的5-15%。
本发明制备成的光学镀膜液,需要24~48h的静置陈化,在温度5~15oC,湿度为20-30%的恒温恒湿箱内进行。
本发明得到的光学镀膜液涂覆于玻璃上得到的减反膜,在400nm~1200nm范围内平均透过率达到95.5~98.8%,相比基底玻璃的平均透过率增加了5~8个点。最高透过率均达到99~99.9%,相比基底玻璃的最高透过率增加了7~8个点。减反膜耐磨性好,经过耐磨测试,平均透光率只下降了0.4~0.7%。耐水性测试后,平均透光率只下降了0.2~0.4%。标志笔测试结果都是优良和优异,表明疏油性好。
综上所述,本发明的有益效果是提供了一种原料易得、工艺易行、免烧结的光学镀膜液,同时实现高减反、耐磨、疏水疏油抗污的功能,应用广泛,适合于大规模工业生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,本发明的保护范围包括但不限于以下实施例,在不偏离本申请的精神和范围的前提下任何对本发明的技术方案的细节和形式所做出的修改均落入本发明的保护范围内。在本发明中,如果没有特别的说明,本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
本发明所实现的一个技术进步在于,在传统的酸催化硅溶胶制备的光学镀膜液中,加入了原料易得的各种功能助剂,获得了一种新型光学镀膜液。
本发明实现的另一个技术进步在于,优化了基于酸催化硅溶胶的光学镀膜液的制备工艺,通过各种原料配比和反应条件的优化,意外地获得了各项性能优异的光学镀膜液。
本发明实现的技术进步还在于,优选了原料易得的模版剂烷基三甲基溴化铵,实现免烧结造孔。
本发明实现的进步之处还在于,加入了成膜剂和交联剂,具体来说,聚乙烯醇和戊二醛,加入到无水异丙醇中形成了大分子膜,发挥了封闭大孔、优化硅溶胶孔径结构的作用。这种大分子膜由于免烧结得以留存在减反膜上,持续提供疏水疏油以及耐磨性。
根据本发明提供的酸催化硅溶胶的制备工艺,首先将正硅酸乙酯溶于无水异丙醇,搅拌均匀;同时将pH=1的盐酸溶于无水异丙醇和去离子水中,搅拌均匀;在室温下,将盐酸混合液滴加到正硅酸乙酯混合液中,控制得到的溶胶中,正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1~3:0.4~0.6:30~50。pH=1的盐酸溶液滴加完后, 搅拌持续6-8h,使催化反应完成。随后硅烷偶联剂,继续搅拌1h,再加入硅油,继续搅拌1h。停止搅拌后,室温下静置陈化12~24h即可得到酸催化硅溶胶溶液。
进一步采用硅油和硅烷偶联剂对酸催化硅溶胶进行改性。硅油包括改性剂聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、甲基乙氧基硅油中的至少一种。硅烷偶联剂包括原料易得的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。正硅酸乙酯:硅油:硅烷偶联剂的摩尔比为1:0.1~0.3:0.2~0.5。
进一步升温到40oC加入模版剂。模版剂烷基三甲基溴化铵盐包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。模版剂用量为正硅酸乙酯的30~50%,优选地,40%最佳。
进一步升温到60oC, 加入成膜剂聚乙烯醇和交联剂戊二醛。成膜剂的用量为模版剂的100-200%,优选为150%。交联剂的用量为成膜剂的5-15%,优选为10%。
制备好的光学镀膜液,在温度5~15oC,湿度为20-30%的恒温恒湿箱内静置陈化24~48h,优选地,在温度10oC,湿度25%下静置40h。
以下实施例和对比例所使用的化学品均为购买的分析纯化学品。实施例和对比例制备的光学镀膜液均进行了涂膜性能测试,基体为玻璃片。在涂膜之前,玻璃片先用洗衣粉清洗,超声清洗,丙酮清洗,去离子水冲洗,烘干。采用提拉法,将玻璃片浸渍在配置好的光学镀膜液中,20分钟后,进行提拉,提拉速度为40mm/min,提拉2min。玻璃片放入70oC 的真空烘箱干燥24h,经80oC 热水除去模版剂,得到减反膜,进行性能测试。
透过率测试:使用Lambad1050分光光度计测试镀膜玻璃片透过率。
耐磨性测试:使用Taber磨耗仪对膜层耐磨性能进行测试,在载重为350g ,磨头为CS-10的条件下,经过25次摩擦循环后膜层的透过率。
耐水性测试,使用冷凝水试验箱对膜层的耐水性能进行测试,在40℃,100%RH 条件下经过168h后膜层的透过率。
标记笔测试,即疏油性的定性测试。所使用的标记笔是红色、蓝色或黑色的锐意(Sharpie)永久性标记笔,显示出通过沿绘制线形成液滴的油墨聚集。标记笔测试的等级为合格,良好,优良和优异。
实施例1
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1:0.4:30准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。随后加入1.35份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应1h,继续加入0.48份聚二甲基硅氧烷,搅拌反应1h。停止搅拌,室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S2:加入模版剂;1.8份十二烷基三甲基溴化铵溶于无水异丙醇中,加入到升温至40oC保持搅拌的改性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S3:加入成膜剂和交联剂;1.8份聚乙烯醇溶于无水异丙醇中,与0.1份戊二醛同时加入到升温至60oC保持搅拌的酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为5oC,湿度为20%,陈化时间为24h。
实施例2
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:2:0.5:40准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。随后加入2.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应1h,继续加入0.96份聚二甲基硅氧烷,搅拌反应1h。停止搅拌,室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S2:加入模版剂;2.4份十二烷基三甲基溴化铵溶于无水异丙醇中,加入到升温至40oC保持搅拌的改性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S3:加入成膜剂和交联剂;4.8份聚乙烯醇溶于无水异丙醇中,与0.24份戊二醛同时加入到升温至60oC保持搅拌的性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为10oC,湿度为25%,陈化时间为30h。
实施例3
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:3:0.6:50准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。随后加入3.3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应1h,继续加入1.44份聚二甲基硅氧烷,搅拌反应1h。停止搅拌,室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S2:加入模版剂;3份十二烷基三甲基溴化铵溶于无水异丙醇中,加入到升温至40oC保持搅拌的改性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S3:加入成膜剂和交联剂;3份聚乙烯醇溶于无水异丙醇中,与0.45份戊二醛同时加入到升温至60oC保持搅拌的性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为15oC,湿度为30%,陈化时间为48h。
实施例4
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:2.5:0.55:50准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。随后加入2.8份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应1h,继续加入1.2份聚二甲基硅氧烷,搅拌反应1h。停止搅拌,室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S2:加入模版剂;2.4份十二烷基三甲基溴化铵溶于无水异丙醇中,加入到升温至40oC保持搅拌的改性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S3:加入成膜剂和交联剂;3.6份聚乙烯醇溶于无水异丙醇中,与0.36份戊二醛同时加入到升温至60oC保持搅拌的性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为10oC,湿度为25%,陈化时间为40h。
对比例1
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:0.5:0.2:30准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S2:加入模版剂;1份十二烷基三甲基溴化铵溶于无水异丙醇中,加入到保持搅拌的改性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S3:加入成膜剂和交联剂;2.4份聚乙烯醇溶于无水异丙醇中,与0.24份戊二醛同时加入到保持搅拌的性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为20oC,湿度为35%,陈化时间为48h。
对比例2:
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:6:0.1:60准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。随后加入1份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应1h,继续加入0.96份聚二甲基硅氧烷,搅拌反应1h。停止搅拌,室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S3:加入成膜剂和交联剂;1份聚乙烯醇溶于无水异丙醇中,与0.05份戊二醛同时加入到升温至60oC保持搅拌的性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为20oC,湿度为25%,陈化时间为30h。
对比例3:
S1:制备改性酸催化硅溶胶溶液;以质量计,绝干10g为一份,取6份正硅酸乙酯,按正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:0.5:0.8:60准备原料。正硅酸乙酯溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将pH=1的盐酸和去离子水溶于无水异丙醇中,搅拌均匀;将盐酸溶液滴加到正硅酸乙酯溶液中,保持搅拌反应8h。随后加入2.5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌反应1h,继续加入0.96份聚二甲基硅氧烷,搅拌反应1h。停止搅拌,室温静置陈化18h得到改性酸催化硅溶胶溶液。
S2:加入模版剂;3份十二烷基三甲基溴化铵溶于无水异丙醇中,加入到升温至40oC保持搅拌的改性酸催化硅溶胶溶液中,继续搅拌1h。
S4:静止陈化得到光学镀膜液:将S3得到的光学镀膜液放置于恒温恒湿箱中,温度为10oC,湿度为25%,陈化时间为15h。
实施例和对比例的减反膜性能测试结果如下表
从测试结果看出,相比于玻璃基片在400nm-1200nm的平均透过率90%和最高透过率92%来说,所有的实施例都将平均透过率提高了5-8个点,最高透过率提高了7-8个点,实施例4的平均透过率达到98.5%,最高透过率达到99%,实现了高减反的目的。
耐磨性测试后,实施例的平均透过率都有不同程度的降低,实施例4是最优配方,耐磨性最好,平均透过率降低了0.4个点。
耐水性测试后,实施例都体现了较好的耐水性,这得益于硅油和成膜剂的加入。实施例4的平均透过率只降低了0.2个点。
标志笔测试后,实施例都表现优良,实施例4为优异。
与实施例相比,对比例的平均透过率只提高了2~3.5个点, 最高透过率提高了2~2.5个点,耐磨测试后平均透过率降低了1.5~2.5个点,耐水测试后平均透过率降低了1~1.5个点。疏水性表现合格或良好。
综上所述,本发明提供的光学镀膜液,能制备高减反膜,同时也能实现耐磨、疏水疏油抗污的性能,而且在减反膜制备中,不需要高温烧结,节约了能源,简化了工序,更有利于控制和保证涂膜质量。
Claims (9)
1.一种光学镀膜液,其特征在于,以正硅酸乙酯为前驱体,以无水异丙醇和去离子水为溶剂,pH=1的盐酸为催化剂,正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1~3:0.4~0.6:30~50;所述光学镀膜液还包括硅烷偶联剂、硅油、模版剂、成膜剂和交联剂,其中,模版剂为烷基三甲基溴化铵盐,成膜剂为聚乙烯醇,交联剂为戊二醛;其中,正硅酸乙酯:硅油:硅烷偶联剂的摩尔比为1:0.1~0.3:0.2~0.5,模版剂与正硅酸乙酯的质量比为0.3~0.5:1,成膜剂与模版剂的质量比为1~2:1,交联剂与成膜剂的质量比为0.05~0.15:1。
2.一种如权利要求 1 所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.制备改性酸催化硅溶胶溶液;
b.步骤a制得的硅溶胶溶液中,高速搅拌下加入模版剂;
c.步骤b制得的硅溶胶溶液中,高速搅拌下同时加入成膜剂和交联剂;
d.将步骤c制备好的溶液搅拌均匀,静止陈化,即得所述光学镀膜液。
3.根据权利要求2所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,步骤a中,所述改性酸催化硅溶胶溶液的制备方法为:正硅酸乙酯溶于无水异丙醇,搅拌均匀;pH=1的盐酸溶于无水异丙醇和去离子水中,搅拌均匀;在室温下,按照正硅酸乙酯、去离子水、pH=1的盐酸、无水异丙醇的摩尔比为1:1~3:0.4~0.6:30~50的比例混合,搅拌均匀,反应6-8h后加入硅烷偶联剂,继续搅拌1h,加入硅油,继续搅拌1h,停止搅拌后,室温下静置陈化12~24h即可得到改性酸催化硅溶胶溶液。
4.根据权利要求3所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述硅油包括改性剂聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、甲基乙氧基硅油中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,正硅酸乙酯:硅油:硅烷偶联剂的摩尔比为1:0.1~0.3:0.2~0.5。
6.根据权利要求2所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,步骤b中,所述模版剂为烷基三甲基溴化铵盐,包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,步骤b中,模版剂与正硅酸乙酯的质量比为0.3~0.5:1,反应温度40℃,反应时间2h。
8.根据权利要求2所述的光学镀膜液的制备方法,其特征在于,步骤c中,成膜剂为聚乙烯醇,交联剂为戊二醛;成膜剂与模版剂的质量比为1~2:1,交联剂与成膜剂的质量比为0.05~0.15:1;反应温度60℃, 反应时间2h。
9.根据权利要求2所述的一种光学镀膜液的制备方法,其特征在于,步骤d中,所述陈化在恒温恒湿箱中进行,温度为5~15℃,湿度为20-30%,陈化时间为24~48h。
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