防塵鍍膜液及防塵玻璃的制作方法
【專利摘要】一種防塵鍍膜液，它含有TiO2納米粒子、SiO2納米粒子、表面活性劑以及溶劑，其中，TiO2納米粒子的重量份為0.05?1，SiO2納米粒子的重量份為0.3～2，表面活性劑的重量份為0.01～0.2，溶劑的重量份為10～90，所述的表面活性劑選自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物。本發明的防塵鍍膜液能夠形成光滑、細致的防塵膜，從而避免灰塵等固體顆粒物的聚集。
【專利說明】
防塵鍍膜液及防塵玻璃
技術領域
[0001]本發明涉及化學鍍膜技術領域，特別涉及一種防塵鍍膜液以及應用該防塵鍍膜的玻璃。
【背景技術】
[0002]隨著工業的發展和人類活動的增加，大氣環境不斷被污染，霧霾天氣和沙塵天氣增多，空氣中的固體污染物增加。這些灰塵和細小顆粒物不光給日常的生活帶來極大不便，還降落在物體表面，使物體顯得陳舊，影響玻璃透光性。特別是在一些特殊的領域，如落在太陽能光電器件表面上，將會影響其性能，降低太陽能光電器件的能量轉化效率。
【發明內容】
[0003]本發明的目的之一是提供防塵鍍膜，能夠避免塵埃等顆粒物堆積在鍍膜表面。
[0004]為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:一種防塵鍍膜液，它含有T12納米粒子、S12納米粒子、表面活性劑以及溶劑，其中，T12納米粒子的重量份為0.05-1，S12納米粒子的重量份為0.3?2，表面活性劑的重量份為0.01?0.2，溶劑的重量份為10?90，所述的表面活性劑選自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
[0005 ]進一步地，該防塵鍍膜液中還含有重量份為2?15的增稠劑。
[0006]優選地，所述的增稠劑選自乙二醇、甘油、2-乙二醇乙醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
[0007]優選地，所述的溶劑選自乙酸、甘油、醇、和去離子水中的一種或兩種以上任意配比的混合物。
[0008]優選地，所述的醇為碳鏈為1-4的烷基醇。
[0009]優選地，所述的Si02納米粒子的粒徑為5?100納米。
[0010]優選地，所述的T i 02納米粒子的平均粒徑為5?20納米。
[0011]本發明工作原理是:采用T12納米粒子以及S12納米粒子與表面活性劑結合，使鍍膜液成膜后能夠具有更平滑的表面，表面張力更小，使鍍膜表面不易積聚灰塵和固體顆粒物。
[0012]本發明的另一目的是提供一種防塵玻璃。
[0013]為達到該目的，本發明采用的技術方案是:一種防塵玻璃，包括玻璃本體、依次形成在該玻璃本體上的光催化劑涂層和防塵涂層，所述的防塵涂層中含有S12納米粒子、表面活性劑和T12納米粒子，其中，所述的表面活性劑選自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物，所述的防塵涂層中S12納米粒子、T12納米粒子和表面活性劑的重量比為0.3?2: 0.05-1:0.01?0.2。
[0014]優選地，所述的Si02納米粒子的粒徑為5?100納米，所述的Ti02納米粒子的平均粒徑為5?20納米。
[0015]優選地，所述的玻璃本體與所述的光催化劑涂層之間還設有連接層。該連接層為有機硅烷，所述的有機硅烷選自四甲烷氧基硅烷、四乙烷氧基硅烷、三甲氧基氯硅烷、三乙氧基氯硅烷、環氧丙氧三甲基硅烷，環氧丙氧三乙基硅烷中的一種或兩種以上混合物。
[0016]優選地，所述的光催化劑涂層中含有石墨烯。
[0017]由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果:本發明的防塵鍍膜液能夠在玻璃等基體表面形成防塵涂層，在防塵涂層中的S12納米粒子和表面活性劑相結合，形成光滑、細致的膜層表面，從而避免灰塵等固體顆粒物的聚集;本發明的防塵鍍膜液具有良好的擴展性能，可以形成均勻高透涂層，能夠在噴涂表面形成微米和納米級的多孔結構，降低涂層的有效遮光系數，提高涂層的透光度和減反能力。而本發明的防塵玻璃，具有高透光性、防塵親水的優點。
【附圖說明】
[0018]附圖1為本發明的實施例二中防塵玻璃的結構示意圖；
附圖2為本發明的實施例三中的防塵玻璃的原子力顯微照片；
附圖3為本發明的實施例三中的防塵玻璃的表面線性粗糙度掃描；
附圖4為普通玻璃與防塵玻璃的光透射圖譜。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
本發明的防塵鍍膜液，是由T12納米粒子、S12納米粒子、表面活性劑、增稠劑以及溶劑等配置而成，其中，T12納米粒子的重量份為0.05-1、Si02納米粒子的重量份為0.3?2、表面活性劑的重量份為0.0I?0.2、增稠劑的重量份為O?1、溶劑的重量份為1?90。
[0020]其中，T12納米粒子的平均粒徑為5?20納米。玻璃表面有機物質的吸附會形成灰塵的吸附中心。T12作為光催化劑，在太陽光照作用下，可以有效分解表面的有機物質，避免灰塵的沉積。
[0021]本發明中的表面活性劑選自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚(X— 100 )中的一種或任意兩種以上的混合物。表面活性劑的加入可以降低物體表面電荷，起到防靜電效果，避免了灰塵沉積。但是表面活性劑作為親水親油的雙親材料，很容易溶于水或其他溶劑，因而通常不能用于室外的防塵作業。
[0022]S12納米粒子的粒徑為5?100納米，優選10-30納米。其作用一是在鍍膜液成膜過程中自然累積，在玻璃等基體的表面形成納米孔狀結構，形成減反膜層。二是S12納米粒子可以和選定的表面活性劑通過氫鍵或電荷引力作用相結合，從而有效防止表面活性劑在涂層中的流失，進而使鍍膜液適合于室外防塵，增強抗灰塵的持久性。
[0023]增稠劑可根據使用的需要來調節其含量，增稠劑通常選自乙二醇、甘油，2-乙二醇乙醚中的一種或任意兩種以上。溶劑選自乙酸、甘油、醇、和去離子水中的一種或兩種以上。其中，醇類有機溶劑能夠使溶液具有良好的擴展性能，可以形成均勻高透涂層，因此本發明中的醇選用碳鏈為1-4的烷基醇，如甲醇、乙醇、丁醇等。
[0024]本發明的實施例1中，采用粒徑為5-100納米的S12粒子0.5份、粒徑為5-20納米的T120.1份、溴化十六烷基三甲基胺0.05份、聚乙二醇辛基苯基醚(X —100) 0.02份、乙二醇4份、甘油2份、2-乙二醇乙醚6份、乙醇30份和去離子水57份配置溶液，得到防塵鍍膜液。
[0025]本發明的實施例2，如附圖1所示，給出了一種用于太陽能電池的防塵玻璃，包括:玻璃本體1、連接層2、光催化劑涂層3、防塵涂層4。玻璃本體I上覆涂連接層2，連接層2上覆涂光催化劑涂層3，光催化劑涂層3上覆涂防塵涂層4。
[0026]連接層的作用是增強涂層的牢固性，本發明的連接層是由有機硅烷組成的，其能夠使催化劑涂層與玻璃本體之間形成共價鍵，將涂層牢固地附著在玻璃本體上。有機硅烷選自以下物質中的一種或幾種:四甲烷氧基硅烷，四乙烷氧基硅烷、三甲氧基氯硅烷、三乙氧基氯硅烷、環氧丙氧三甲基硅烷，環氧丙氧三乙基硅烷。連接層可以通過化學氣相沉積的方法在玻璃本體的表面上，形成10納米左右的涂層。
[0027]光催化劑涂層由光催化劑溶液通過液態涂抹法附著在連接層上，經過干燥形成。光催化劑溶液由高電導的碳基材料石墨烯與半導體材料的納米粒子以及溶劑配置而成。溶劑為水和醇的混合物，光催化劑溶液中固態物質的質量百分比為0.2-5%、水的比例為50-80%、醇的比例為10-50%。所述的固態物質中，石墨烯與半導體材料的納米粒子的比例為I:1000至1:20，優選比列為1:200至1:50，其中，半導體材料為Ti02、Zn0、Zr02、Bi203、氧化媽中的一種或幾種，半導體納米粒子的尺寸為2-50nm,優選5_20納米。其中，碳基石墨稀材料為單層或多層氧化石墨烯和還原氧化石墨烯，石墨烯的厚度1-10納米，優選厚度為1-3納米，所涉及的石墨烯為單層石墨烯，或層數小于10層。該光催化劑涂層的厚度小于等于100納米，光催化劑涂層可以產生光生電荷，通過石墨烯傳導并有效降解吸附的有機污染物，避免靜電吸塵的形成，同時光催化劑涂層提供親水自清潔的效果。
[0028]防塵涂層通過本發明的防塵鍍膜液經過噴涂、干燥后得到，防塵涂層的厚度小于等于200nm。防塵涂層中含有的S12納米粒子和中性表面活性劑X-100以及陽離子表面活性劑溴化十六烷基三甲基相結合，避免納米粒子的聚集，使S12納米粒子均勻地分散，從而在防塵涂層中形成致密的結構。Si02納米粒子在溶劑蒸發時可以在表面自動形成微米和納米級的多孔狀結構，降低防塵涂層的有效折光系數，提高透光度，從而使防塵涂層具有減反功會K。
[0029]在通常情況下，連接層和光催化劑涂層以及防塵涂層是通過三次噴涂附著的，一些特例下，也可以將有機硅氧烷等連接劑添加在光催化劑中，使光催化劑涂層其同時起到光催化的作用和連接的作用。
[0030]實施例3，根據實施例二制備的防塵玻璃。首先采用化學氣相沉積法在玻璃表面鍍上一層10納米環氧丙氧三甲基硅烷。光催化劑層由光催化溶液旋涂制備。光催化劑溶液的構成質量百分比為0.47% Ti02納米粒子、0.00235%氧化石墨稀(氧化石墨稀與1102質量比例1:200)、乙醇20%，其余為水。光催化劑溶液以100rpm速度旋轉涂膜，在20_200°C烘干，優選50-150°C烘干，制成光催化劑層。光催化劑曾厚度約50納米。防塵涂層通過本發明的實施例I防塵鍍膜液經過噴涂制備，涂層厚度100納米。
[0031]圖2為實施例三中的防塵玻璃的原子力顯微照片，可以看到防塵玻璃的表面為多孔狀結構，孔徑大小為20納米-200納米。通過表面線性粗糙度測量，得到該防塵玻璃表面的粗糙度小于20納米，參見圖3。用本實施例中的防塵玻璃與普通玻璃對比進行透光度測試，結果如圖4，顯示了與普通玻璃相比，本發明的防塵玻璃在可見光區的透光度提升2-3%。
[0032]在防塵測試中，各取一塊普通玻璃和防塵玻璃，將其傾斜35度放置，取格爾木沙漠地區國家光伏中心的沙塵，進行落沙對比，結果顯示:在防塵玻璃上，沙塵不占附，自動滾落，而在普通玻璃上，沙塵黏附在玻璃面板上。
[0033]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種防塵鍍膜液，其特征在于:它含有T12納米粒子、S12納米粒子、表面活性劑以及溶劑，其中，T12納米粒子的重量份為0.05-1，S12納米粒子的重量份為0.3?2，表面活性劑的重量份為0.01?0.2，溶劑的重量份為10?90，所述的表面活性劑選自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物。2.根據權利要求1所述的防塵鍍膜液，其特征在于:它還含有重量份為2?15的增稠劑。3.根據權利要求2所述的防塵鍍膜液，其特征在于:所述的增稠劑選自乙二醇、甘油、2-乙二醇乙醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物。4.根據權利要求1所述的防塵鍍膜液，其特征在于:所述的溶劑選自乙酸、甘油、醇、和去離子水中的一種或兩種以上任意配比的混合物。5.根據權利要求4所述的防塵鍍膜液，其特征在于:所述的醇為碳鏈為1-4的烷基醇。6.根據權利要求1所述的防塵鍍膜液，其特征在于:所述的S12納米粒子的粒徑為5?100納米。7.根據權利要求1所述的防塵鍍膜液，其特征在于:所述的T12納米粒子的平均粒徑為5?20納米。8.一種防塵玻璃，其特征在于:包括玻璃本體、依次形成在該玻璃本體上的光催化劑涂層和防塵涂層，所述的防塵涂層中含有S12納米粒子、表面活性劑和T12納米粒子，其中，所述的表面活性劑選自溴化十六烷基三甲基胺、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇辛基苯基醚中的一種或兩種以上任意配比的混合物，所述的防塵涂層中S12納米粒子、T12納米粒子和表面活性劑的重量比為0.3?2:0.05-1:0.01?0.2。9.根據權利要求8所述的防塵玻璃，其特征在于:所述的S12納米粒子的粒徑為5?100納米，所述的T i 02納米粒子的平均粒徑為5?20納米。10.根據權利要求8所述的防塵玻璃，其特征在于:所述的玻璃本體與所述的光催化劑涂層之間還設有連接層。11.根據權利要求8所述的防塵玻璃，其特征在于:所述的光催化劑涂層中含有石墨烯。
【文檔編號】C03C17/42GK106046866SQ201610362052
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】陸誠, 劉凌峰
【申請人】蘇州盛豐源新材料科技有限公司