專利名稱：一種透明減反射鍍膜液及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工、材料及環(huán)保領(lǐng)域，是關(guān)于一種減反射鍍膜液及其制備方法。減反射鍍膜液在玻璃上成膜后，與玻璃具有很好的附著力，并且能降低玻璃的反射率，提高玻璃的可見光透過率。采用該鍍膜液制成的鍍膜玻璃應(yīng)用于太陽能蓋板上，達(dá)到提高太陽能電池發(fā)電功率的目的。
背景技術(shù)：
玻璃材料(板材、管材)是目前太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)中不可缺少的重要材料。在太陽能光熱、光電轉(zhuǎn)換效率逐步接近理論極限的情況下，每提高一個百分點(diǎn)的能量轉(zhuǎn)化率都要付出較大的成本，且舉步維艱，而玻璃尚有可提高太陽透射比的空間。因此降低玻璃材料的反射比，提高透射比，對進(jìn)一步提高太陽能產(chǎn)品的能量轉(zhuǎn)化效率無疑有現(xiàn)實(shí)而積極的作用?！つ壳皣鴥?nèi)外主要采用溶膠凝膠法生產(chǎn)增透液。、CN201336310、CN201336311和CN1336312是典型的溶膠凝膠法制備增透液；CN101318776以溶膠凝膠為原料，通過對其表面改性獲得增透液；CN101308878以溶于有機(jī)溶劑的無機(jī)材料作為原材料制備增透液，從該方法可以確認(rèn)所選的無機(jī)材料也是溶膠凝膠法制備的，否則無機(jī)粉體無法溶于有機(jī)溶齊IJ;但是溶膠凝膠工藝存在一個比較嚴(yán)重的問題，溶膠凝膠一般處于亞穩(wěn)態(tài)，制備過程中受多種因素影響，加上涂裝過程的控制參數(shù)調(diào)整困難，因此產(chǎn)品質(zhì)量無法穩(wěn)定，玻璃生產(chǎn)廠家需要其他方法來獲得增透率穩(wěn)定的鍍膜玻璃工藝，確保批次的穩(wěn)定性。因此選用新的方法獲得增透效果顯得非常必要。本發(fā)明直接從粉體出發(fā)，用特殊的納米分散工藝，制備納米分散液，然后加入成膜物質(zhì)，獲得具有增透效果的增透液，在超白玻璃上鍍膜層的增透率大于3%以上，并且工藝穩(wěn)定性大大提高。CN102326099雖然采用了納米顆粒，但其系采用等離子體蝕刻掉納米分散相以形成納米結(jié)構(gòu)(或納米多孔)表面，與本發(fā)明直接采用多孔粉體相t匕，需增加額外設(shè)備及處理工序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種將疏松多孔的粉體通過特殊研磨設(shè)備研磨制成相應(yīng)的納米衆(zhòng)料，粉體在衆(zhòng)料中的分散能達(dá)到納米級(10-200nm)，并能穩(wěn)定分散，其漿料的溶劑與所配制的成膜物質(zhì)的溶劑相匹配，這樣保證制備的鍍膜液的穩(wěn)定性的透明減反射鍍膜液及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種透明減反射鍍膜液，由以下重量份含量的組分混合得到納米漿料I 10、成膜物質(zhì)I 10、助劑O. I I、溶劑80 98。所述的納米衆(zhòng)料的固含量為5 25wt%,納米衆(zhòng)料的粒徑分布在10 200nm,經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀。所述的納米衆(zhòng)料的粒徑優(yōu)選50 150nm。
所述的納米漿料由以下重量份含量的組分混合得到納米粉體5 25、潤濕劑2 25、超分散劑2 25、分散介質(zhì)25 91。所述的納米粉體為原始粒徑在5 100納米的疏松多孔粉體,包括氣相法或沉淀法制備的碳化硅、二氧化鈦、氣相白炭黑或氧化鋁粉體，或者是氣凝膠；由于所選用的納米粉體具有疏松多孔的特性，導(dǎo)致疏松多孔的鍍膜層的折射率遠(yuǎn)低于超白玻璃的折射率(I. 52)，在恰當(dāng)?shù)腻儗雍穸认拢梢詼p少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率。所述的潤濕劑及超分散劑具有基團(tuán)錨固和空間位阻穩(wěn)定雙重作用，其中，所述的潤濕劑為多元酸聚合物、改性聚酯類、聚氧乙烯類，用量占納米粉體總重量的40 200wt% ο所述的超分散劑為改性聚丙烯酸酯、改性聚酯類分散劑或脂肪胺類分散劑，用量占納米粉體總重量的40 200wt%。所述的分散介質(zhì)根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系采用水性分散介質(zhì)或溶劑性分散劑，選自水、乙醇、丁醇、二甲苯或醋酸丁酯中的一種或多種。所述的成膜物質(zhì)為選對玻璃具有較好附著力的樹脂，包括聚丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、聚酯、有機(jī)硅樹脂、無機(jī)硅酸鹽或其水性分散液或乳液。對于溶劑型樹脂如聚丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、聚酯、有機(jī)硅樹脂，可以添加合適鍍膜液用的溶劑、流平劑、消泡劑、附著力促進(jìn)劑等調(diào)配成單組分或雙組分透明清漆，優(yōu)選耐候性好的樹脂如有機(jī)硅樹脂，用量占鍍膜液總重量的l-10wt%。所述的助劑選自分散劑、潤濕劑、流平劑或增稠劑中的一種或幾種。所述的溶劑根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系進(jìn)行選擇，選自水、乙醇、丁醇、丙二醇、二甲苯、醋酸丁酯、丙酮或甲基戊己酮中的一種或幾種。一種透明減反射鍍膜液的制備方法，包括以下步驟(I)配制納米漿料a、按以下組分重量份含量備料納米粉體5 25、潤濕劑2 25、超分散劑2 25、分散介質(zhì)25 91 ;b、將上述組分混合，通過超聲分散均勻后研磨得到納米漿料，納米漿料的的固含量為5 25wt%，粒徑分布在10 200nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀；(2)配制透明減反射鍍膜液a、按以下組分重量份含量備料納米漿料I 10、成膜物質(zhì)I 10、助劑O. I I、溶劑80 98 ;b、將上述組分充分混合均勻，即配制得到透明減反射鍍膜液。一種透明減反射鍍膜液的應(yīng)用，將透明減反射鍍膜液直接涂覆在玻璃上，鍍膜液對玻璃表面具有很好的附著力。一種透明減反射鍍膜液的應(yīng)用，采用淋涂、浸涂、噴涂或輥涂的方法將減反射鍍膜液均勻涂敷在玻璃上，然后經(jīng)過300 720°C烘烤2 15分鐘干燥成膜，獲得減反射的鍍膜玻璃，能有效減少玻璃的可見光反射率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過選用疏松多孔的粉體，原始粒徑在5 100納米，將這些粉體在相應(yīng)溶劑中分散成納米分散液，并加入成膜物質(zhì)，制備出具有增透功能的鍍膜液。由于所選用的粉體具有疏松多孔的特性，導(dǎo)致疏松多孔的鍍膜層的折射率遠(yuǎn)低于超白玻璃的折射率(I. 52)，在恰當(dāng)?shù)腻儗雍穸认拢梢詼p少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率，達(dá)到增加太陽能電池發(fā)電功率的目的。


圖I為實(shí)施例I制備得到的納米漿料粒徑分布圖；圖2為實(shí)施例2制備得到的納米漿料粒徑分布圖；圖3為實(shí)施例3涂膜前后可見光透光率的變化；圖4為實(shí)施例4涂膜前后可見光透光率的變化。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明所用分析表征儀器如下粒徑分布測試由美國Beckman公司Coulter N4 Plus的激光粒徑測試儀測定；透過率測試由日本HITACHI公司U-4100紫外/可見/近紅外光譜儀測定。實(shí)施例I水性功能納米漿料的制備
氣凝膠20
潤濕劑(Disperbyk-187)10 超分散劑(Hyperdisper-5410)10
消泡劑(BYK-019)0.3
水60將潤濕劑、消泡劑和超分散劑先加入到水中，攪拌均勻后，在中速攪拌下加入上述粉體，待這些粉體在水中混合均勻后，在砂磨機(jī)中砂磨4小時，得到平均粒徑81nm左右的漿料，其粒徑分布圖如圖I所示，從圖中可以看出，納米漿料的平均粒徑為80. 97nm，分散系數(shù)Ρ·Ι = 0· 149。實(shí)施例2溶劑性功能納米漿料的制備
氣相白炭黑5 潤濕劑 CByK 104s)5
超分散劑(Hyperdisper-5410 聚酯)5
乙醇g5將潤濕劑(ByK 104s)和超分散劑(Hyperdisper-5410)先加入到乙醇中，攪拌均勻后，在中速攪拌下加入上述粉體，待這些粉體在溶劑中混合均勻后，在砂磨機(jī)中砂磨6小時，得到平均粒徑58nm左右的漿料，其粒徑分布圖如圖2所示，從圖中可以看出，納米漿料的平均粒徑為58. 33nm，分散系數(shù)P. I = O. 171。實(shí)施例3水性透明減反射鍍膜液的制備
水性丙烯酸/聚氨酯分散液30 氧化鋁SO 二丙二酵單甲醚3
水14
消泡劑(BYK-019)0.9
增稠劑(RM-8W)1.5 潤濕劑(H-140)0.6將上述材料按配方用量添加，用分散機(jī)攪拌均勻，得到一定粘度的清漆。將上述水性清漆和實(shí)施例I水性納米漿料按100 40的比例混合，然后加入1400的水，噴涂在透光率為89. 5%玻璃基材上，待其表干后再經(jīng)過550°C 15分鐘的烘烤得到漆膜厚度為120納米的透明涂層，經(jīng)測定透光率為92. 6%，涂膜前后可見光透光率的變化如圖3所示，透光率增加了 3. 1%。實(shí)施例4溶劑性透明減反射鍍膜液材料的制備
有機(jī)硅樹脂(固含40%>2 實(shí)施例2納米漿料4 消泡劑(BYK-028 )0.1 乙醇94將上述組分混合均勻，輥涂涂在透光率為89. 5%玻璃基材上，待其表干后再經(jīng)過7000C 3分鐘的烘烤得到漆膜厚度為120納米的透明涂層，經(jīng)測定透光率為92. 5%，涂膜前后可見光透光率的變化如圖4所示，透光率增加了 3.0%。實(shí)施例5一種透明減反射鍍膜液，由以下含量的組分混合得到納米漿料1kg、成膜物質(zhì)lkg、助劑O. 1kg、溶劑80kg,其中，納米衆(zhòng)料的固含量為5wt %,納米衆(zhòng)料的粒徑分布在10 200nm,經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀 。采用流平劑作為助劑，乙醇作為溶劑。納米漿料由以下含量的組分混合得到納米粉體5kg、潤濕劑2kg、超分散劑2kg、分散介質(zhì)25kg。所使用的納米粉體為原始粒徑在5 100納米的疏松多孔粉體，本申請采用的是氣相法或沉淀法制備的碳化硅，由于所選用的納米粉體具有疏松多孔的特性，導(dǎo)致疏松多孔的鍍膜層的折射率遠(yuǎn)低于超白玻璃的折射率(I. 52)，在恰當(dāng)?shù)腻儗雍穸认?，可以減少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率。潤濕劑及超分散劑具有基團(tuán)錨固和空間位阻穩(wěn)定雙重作用，其中，潤濕劑為多元酸聚合物，超分散劑為改性聚丙烯酸酯。分散介質(zhì)根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系采用乙醇，成膜物質(zhì)為選對玻璃具有較好附著力的聚丙烯酸樹脂。透明減反射鍍膜液的制備方法，包括以下步驟(I)配制納米漿料a、按以下組分含量備料納米粉體5kg、潤濕劑2kg、超分散劑2kg、分散介質(zhì)25kg ；b、將上述組分混合，通過超聲分散均勻后研磨得到納米漿料，納米漿料的的固含量為5wt%，粒徑分布在10 200nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀；(2)配制透明減反射鍍膜液 a、按以下組分含量備料納米衆(zhòng)料lkg、成膜物質(zhì)lkg、助劑O. lkg、溶劑80kg ；b、將上述組分充分混合均勻，即配制得到透明減反射鍍膜液。該種透明減反射鍍膜液可以直接涂覆在玻璃上，鍍膜液對玻璃表面具有很好的附著力。實(shí)施例6一種透明減反射鍍膜液，由以下含量的組分混合得到納米漿料5kg、成膜物質(zhì)5kg、助劑O. 5kg、溶劑90kg，其中，納米漿料的固含量為20wt%，納米漿料的粒徑分布在50nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀。采用增稠劑作為助劑，二甲苯作為溶劑。納米漿料由以下含量的組分混合得到納米粉體20kg、潤濕劑10kg、超分散劑10kg、分散介質(zhì)80kg。所使用的納米粉體為原始粒徑在5 100納米的疏松多孔粉體，本申請采用的是氣相法制備的氣相白炭黑，由于所選用的納米粉體具有疏松多孔的特性，導(dǎo)致疏松多孔的鍍膜層的折射率遠(yuǎn)低于超白玻璃的折射率(I. 52)，在恰當(dāng)?shù)腻儗雍穸认?，可以減少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率。潤濕劑及超分散劑具有基團(tuán)錨固和空間位阻穩(wěn)定雙重作用，其中，潤濕劑為多元酸聚合物，超分散劑為改性聚丙烯酸酯。分散介質(zhì)根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系采用乙醇，成膜物質(zhì)為選對玻璃具有較好附著力的聚丙烯酸樹脂。透明減反射鍍膜液的制備方法，包括以下步驟(I)配制納米漿料a、按以下組分含量備料納米粉體20kg、潤濕劑10kg、超分散劑10kg、分散介質(zhì)80kg ；b、將上述組分混合，通過超聲分散均勻后研磨得到納米漿料，納米漿料的的固含量為20wt%，粒徑分布在50nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀；(2)配制透明減反射鍍膜液a、按以下組分含量備料納米衆(zhòng)料5kg、成膜物質(zhì)5kg、助劑O. 5kg、溶劑90kg ；b、將上述組分充分混合均勻，即配制得到透明減反射鍍膜液。透明減反射鍍膜液可以采用淋涂、浸涂、噴涂或輥涂的方法將減反射鍍膜液均勻涂敷在玻璃上，然后經(jīng)過300°C烘烤15分鐘干燥成膜，獲得減反射的鍍膜玻璃，能有效減少玻璃的可見光反射率。實(shí)施例7一種透明減反射鍍膜液，由以下含量的組分混合得到納米漿料10kg、成膜物質(zhì)10kg、助劑lkg、溶劑98kg,其中，納米楽;料的固含量為25wt %,納米楽；料的粒徑分布在150nm,經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀。采用增稠劑作為助劑，水作為溶劑。納米漿料由以下含量的組分混合得到納米粉體25kg、潤濕劑25kg、超分散劑25kg、分散介質(zhì)91kg。所使用的納米粉體為原始粒徑在5 100納米的疏松多孔粉體，本申請采用的是氣相法制備的二氧化鈦，由于所選用的納米粉體具有疏松多孔的特性，導(dǎo)致疏
松多孔的鍍膜層的折射率遠(yuǎn)低于超白玻璃的折射率(I. 52)，在恰當(dāng)?shù)腻儗雍穸认?，可以減少玻璃表面的可見光反射率，從而有效提高玻璃的透光率。潤濕劑及超分散劑具有基團(tuán)錨固和空間位阻穩(wěn)定雙重作用，其中，潤濕劑為改性聚酯，超分散劑為脂肪胺類分散劑。分散介質(zhì)根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系采用乙醇，成膜物質(zhì)為選對玻璃具有較好附著力的氣基樹脂。透明減反射鍍膜液的制備方法，包括以下步驟(I)配制納米漿料a、按以下組分含量備料；納米粉體25kg、潤濕劑25kg、超分散劑25kg、分散介質(zhì)91kg ；b、將上述組分混合，通過超聲分散均勻后研磨得到納米漿料，納米漿料的的固含量為25wt%，粒徑分布在150nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀；(2)配制透明減反射鍍膜液a、按以下組分含量備料納米衆(zhòng)料10kg、成膜物質(zhì)10kg、助劑lkg、溶劑98kg ；b、將上述組分充分混合均勻，即配制得到透明減反射鍍膜液。透明減反射鍍膜液可以采用淋涂、浸涂、噴涂或輥涂的方法將減反射鍍膜液均勻涂敷在玻璃上，然后經(jīng)過720°C烘烤2分鐘干燥成膜，獲得減反射的鍍膜玻璃，能有效減少玻璃的可見光反射率。
權(quán)利要求
1.一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，該鍍膜液由以下重量份含量的組分混合得到納米漿料I 10、成膜物質(zhì)I 10、助劑O. I I、溶劑80 98。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，所述的納米漿料的固含量為5 25wt%，納米漿料的粒徑分布在10 200nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，所述的納米漿料的粒徑優(yōu)選50 150nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，所述的納米漿料由以下重量份含量的組分混合得到納米粉體5 25、潤濕劑2 25、超分散劑2 25、分散介質(zhì)25 91 ;所述的納米粉體為原始粒徑在5 100納米的疏松多孔粉體,包括氣相法或沉淀法制備的碳化硅、二氧化鈦、氣相白炭黑或氧化鋁粉體，或者是氣凝膠；所述的潤濕劑為多元酸聚合物、改性聚酯或聚氧乙烯，用量占納米粉體總重量的40 200wt% ；所述的超分散劑為改性聚丙烯酸酯、改性聚酯類分散劑或脂肪胺類分散劑，用量占納米粉體總重量的40 200wt% ；所述的分散介質(zhì)根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系采用水性分散介質(zhì)或溶劑性分散劑，選自水、乙醇、丁醇、二甲苯或醋酸丁酯中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，所述的成膜物質(zhì)為選對玻璃具有較好附著力的樹脂，包括聚丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、氨基樹脂、聚酯、有機(jī)硅樹脂、無機(jī)硅酸鹽或其水性分散液或乳液。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，所述的助劑選自分散劑、潤濕劑、流平劑或增稠劑中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種透明減反射鍍膜液，其特征在于，所述的溶劑根據(jù)所選用的成膜物質(zhì)的樹脂體系進(jìn)行選擇，選自水、乙醇、丁醇、丙二醇、二甲苯、醋酸丁酯、丙酮或甲基戊己酮中的一種或幾種。
8.—種如權(quán)利要求I所述的透明減反射鍍膜液的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)配制納米漿料a、按以下組分重量份含量備料納米粉體5 25、潤濕劑2 25、超分散劑2 25、分散介質(zhì)25 91 ;b、將上述組分混合，通過超聲分散均勻后研磨得到納米漿料，納米漿料的的固含量為5 25wt%，粒徑分布在10 200nm，經(jīng)過5分鐘5000轉(zhuǎn)/分鐘高速離心無明顯沉淀；(2)配制透明減反射鍍膜液a、按以下組分重量份含量備料納米漿料I 10、成膜物質(zhì)I 10、助劑O.I I、溶劑80 98 ;b、將上述組分充分混合均勻，即配制得到透明減反射鍍膜液。
9.一種如權(quán)利要求I所述的透明減反射鍍膜液的應(yīng)用，其特征在于，將透明減反射鍍膜液直接涂覆在玻璃上，鍍膜液對玻璃表面具有很好的附著力。
10. 一種如權(quán)利要求I所述的透明減反射鍍膜液的應(yīng)用，其特征在于，采用淋涂、浸涂、噴涂或輥涂的方法將減反射鍍膜液均勻涂敷在玻璃上，然后經(jīng)過300 720°C烘烤2 15分鐘干燥成膜，獲得減反射的鍍膜玻璃，能有效減少玻璃的可見光反射率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透明減反射鍍膜液及其制備方法和應(yīng)用，該鍍膜液由以下重量份含量的組分混合得到納米漿料1～10、成膜物質(zhì)1～10、助劑0.1～1、溶劑80～98，將該鍍膜液涂布在玻璃上，經(jīng)過300-720℃烘烤2-15分鐘即可獲得減反射的鍍膜玻璃，玻璃的可見光透光率可增加3％以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可應(yīng)用于制備太陽能電池蓋板的增透玻璃，從而有效提高玻璃的透光率，達(dá)到增加太陽能電池發(fā)電功率的目的。
文檔編號C09D7/12GK102924990SQ201210393668
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者魏勇, 顧廣新 申請人:上海瑞冕新材料科技有限公司