一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟：（1）按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟，3～40的金屬醇鹽，0.5～25的改性劑Ⅰ，3～10的納米二氧化硅分散液，6～20的改性劑Ⅱ，1.6～38的水，0.1～10的催化劑，5～30的溶劑，5～32的成膜控制劑；其中，改性劑Ⅰ為甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（MEMO）；改性劑Ⅱ?yàn)榧谆已趸柰?、甲基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷中的一種或多種混合；（2）制備改性硅溶膠Ⅰ；（3）制備改性硅溶膠Ⅱ；（4）將改性硅溶膠Ⅰ與改性硅溶膠Ⅱ加入成膜控制劑中，攪拌使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液；產(chǎn)品分散穩(wěn)定性好。
【專利說(shuō)明】一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃鍍膜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法。 【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源認(rèn)識(shí)的提高，目前與太陽(yáng)能相關(guān)的大屏幕顯示器、太陽(yáng)能集熱器、光伏電池組件等各種儀器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用越來(lái)越多，同時(shí)對(duì)玻璃增透效果的研究也越來(lái)越受到人們的重視。而使玻璃增透的一種最簡(jiǎn)單有效的方法就是在玻璃上面鍍膜。根據(jù)光學(xué)原理，在玻璃基片表面鍍上一層折射率較小的薄膜，會(huì)使基片的透光性能得到一定的改善。例如太陽(yáng)能集熱水器的表面保護(hù)玻璃，光伏組件封裝玻璃，若通過(guò)這種方法來(lái)改善其透光性能，有利于提高光熱轉(zhuǎn)化效率和光電轉(zhuǎn)化效率，建筑玻璃也能通過(guò)這種方法提高透光性能，增強(qiáng)了建筑物內(nèi)的光照強(qiáng)度，減少建筑屋內(nèi)的照明用電。
[0003]但是鍍膜液的分散穩(wěn)定性是制備無(wú)裂紋、結(jié)構(gòu)均勻薄膜的首要條件，同時(shí)溶膠的分散穩(wěn)定性是可以工業(yè)化最關(guān)鍵的前提條件，分散穩(wěn)定性不足在保存過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生二氧化硅凝膠。凝膠化時(shí)間對(duì)于溶膠-凝膠工藝而言是一個(gè)十分重要的參數(shù)，在制備薄膜時(shí)，凝膠化時(shí)間越長(zhǎng)越好，這樣能延長(zhǎng)溶膠的有效使用時(shí)間?，F(xiàn)有溶膠穩(wěn)定性差主要是由固相粒子較大或團(tuán)聚程度不同造成粒子尺寸分布過(guò)大引起的，其直接結(jié)果是膜的開(kāi)裂和結(jié)構(gòu)不均勻，甚至完全粉化。因此鍍膜產(chǎn)品的品質(zhì)如膜強(qiáng)度、耐劃傷、耐摩擦等的高低也是目前市場(chǎng)判斷鍍膜液品質(zhì)高低的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，凝膠化時(shí)間長(zhǎng)，溶膠分散穩(wěn)定性好。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:
[0007](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，3~40的金屬醇鹽，
0.5~25的改性劑I，3~10的納米二氧化硅分散液，6~20的改性劑II，1.6~38的水，
0.1~10的催化劑，5~30的溶劑，5~32的成膜控制劑；其中，所述改性劑I為甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MEMO);所述改性劑II為甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷中的一種或多種混合；
[0008](2)將水和催化劑混合攪拌，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌使其水解縮合后密封熟化，得到改性硅溶膠I ;
[0009](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌后密封熟化，得到改性硅溶膠II ；
[0010](4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。[0011]優(yōu)選的，金屬醇鹽為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
[0012]優(yōu)選的，催化劑為甲酸、乙酸、鹽酸或硝酸的任意一種。
[0013]優(yōu)選的，溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種混合。
[0014]優(yōu)選的，成膜控制劑為聚乙烯醇(PVA)、二甲基甲酰胺(DMF)或聚乙二醇中的任意一種。
[0015]優(yōu)選的，步驟(2) 中對(duì)水和催化劑的攪拌時(shí)間為0.5-lh，對(duì)混合溶液的攪拌時(shí)間為 4.0h ~6.0h0
[0016]優(yōu)選的,步驟(3)中對(duì)納米二氧化娃分散液的攪拌時(shí)間為40min~lOOmin。
[0017]優(yōu)選的，步驟(2)和(3)中密封熟化的時(shí)間均為24h~36h。
[0018]優(yōu)選的，步驟(4)中的攪拌時(shí)間為0.5-lh。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0020]本發(fā)明將原料分為兩部分，并通過(guò)改性劑I和改性劑II分別對(duì)其進(jìn)行制備原料的改性和優(yōu)化，并分別實(shí)現(xiàn)混合配制，然后再進(jìn)行混合配制得到改性納米二氧化硅鍍膜液，提高了其分散穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了凝膠時(shí)間，并且通過(guò)小尺寸的納米二氧化硅分散液提供固相離子，使得固相離子不會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，從而解決了鍍膜過(guò)程中易龜裂的問(wèn)題，提高了鍍膜產(chǎn)品品質(zhì)。
[0021]進(jìn)一步的，通過(guò)對(duì)制備方法中各個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行具體的限定和優(yōu)化，使得到的二氧化硅鍍膜液性能穩(wěn)定，合成效率高，鍍膜效果優(yōu)良。
[0022]進(jìn)一步的，通過(guò)對(duì)成膜控制劑的限定，能夠更好的提高膜強(qiáng)度和成膜特性，使得鍍膜后耐劃傷和耐摩擦。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:
[0026](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，金屬醇鹽為20.83份的正硅酸甲酯，改性劑I為5份的MEMO，4份的納米二氧化硅分散液，改性劑II為8份的甲基三乙氧基硅烷，20份的水，催化劑為1.8份的甲酸，溶劑為12份的甲醇，成膜控制劑為14.8份的PVA ；
[0027](2)將水和催化劑混合攪拌0.5h，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌4h使其水解縮合后密封熟化25h，得到改性硅溶膠I ；
[0028](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌50min后密封熟化25h，得到改性硅溶膠II ；
[0029](4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌Ih使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。
[0030]實(shí)施例2
[0031]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:[0032](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，金屬醇鹽為15.2份的正硅酸甲酯，改性劑I為8份的MEMO，7份的納米二氧化硅分散液，改性劑II為17份的甲基三甲氧基硅烷，17份的水，催化劑為0.5份的硝酸，溶劑為9份的乙醇，成膜控制劑為12份的PVA ；
[0033](2)將水和催化劑混合攪拌lh，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌4.5h使其水解縮合后密封熟化30h，得到改性硅溶膠I ；
[0034](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌40min后密封熟化30h，得到改性硅溶膠II ；
[0035](4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌0.7h使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。
[0036]實(shí)施例3
[0037]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:
[0038](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，金屬醇鹽為40份的正硅酸甲酯，改性劑I為25份的MEMO，10份的納米二氧化硅分散液，改性劑II為20份的四乙氧基硅烷，38份的水，催化劑為3份的乙酸，溶劑為30份的異丙醇，成膜控制劑為32份的PVA ；
[0039](2)將水和催化劑混合攪拌0.6h，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌5h使其水解縮合后密封熟化24h，得到改性硅溶膠I ；
[0040](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌60min后密封熟化24h，得到改性硅溶膠II ；
[0041](4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌0.5h使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。
[0042]實(shí)施例4
[0043]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:
[0044](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，金屬醇鹽為3份的正硅酸乙酯，改性劑I為2份的MEMO，3份的納米二氧化硅分散液，改性劑II為6份的甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的混合液，38份的水，催化劑為0.1份的鹽酸，溶劑為20份的甲醇和異丙醇的混合液，成膜控制劑為5份的聚乙二醇；
[0045](2)將水和催化劑混合攪拌0.7h，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌5.5h使其水解縮合后密封熟化32h，得到改性硅溶膠I ；
[0046](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌70min后密封熟化32h，得到改性硅溶膠II ；
[0047](4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌0.9h使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。
[0048]實(shí)施例5
[0049]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:[0050](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，金屬醇鹽為10份的正硅酸乙酯，改性劑I為0.5份的MEMO，9份的納米二氧化硅分散液，改性劑II為15份的甲基三甲氧基硅烷和四甲氧基硅烷的混合液，7份的水，催化劑為7份的硝酸，溶劑為18份的乙醇和異丙醇的混合液，成膜控制劑為24份的DMF ；
[0051 ] (2)將水和催化劑混合攪拌0.8h，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌6h使其水解縮合后密封熟化28h，得到改性硅溶膠I ；
[0052](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌80min后密封熟化28h，得到改性硅溶膠II ；
[0053](4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌0.Sh使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。
[0054]實(shí)施例6
[0055]一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，包括如下步驟:
[0056](I)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟的操作，金屬醇鹽為30份的正硅酸乙酯，改性劑I為16份的MEMO，5份的納米二氧化硅分散液，改性劑II為10份的甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的混合液，13份的水，催化劑為10份的乙酸，溶劑為5份的甲醇和乙醇的混合液，成膜控制劑為20份的聚乙二醇；
[0057](2)將水和催化劑混合攪拌0.9h，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌5h使其水解縮合后密封熟化36h，得到改性硅溶膠I ；
[0058](3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌IOOmin后密封熟化36h，得到改性硅溶膠II ；
[0059](4)將改性娃溶膠I與改性娃溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌0.6h使其混合成均相溶液，得到改性納米二`氧化硅鍍膜液。
【權(quán)利要求】
1.一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)按照質(zhì)量份數(shù)取如下原材料并進(jìn)行后續(xù)步驟，3~40的金屬醇鹽，0.5~25的改性劑I，3~10的納米二氧化硅分散液，6~20的改性劑II，1.6~38的水，0.1~10的催化劑，5~30的溶劑，5~32的成膜控制劑；其中，所述改性劑I為甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述改性劑II為甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷中的一種或多種混合； (2)將水和催化劑混合攪拌，混合成催化均相溶液后取50%滴加至改性劑I與金屬醇鹽、溶劑的混合溶液中，攪拌使其水解縮合后密封熟化，得到改性硅溶膠I ; (3)將步驟(2)中剩余的50%催化均相溶液滴加至改性劑II與納米二氧化硅分散液中，攪拌后密封熟化，得到改性硅溶膠II ； (4)將改性硅溶膠I與改性硅溶膠II加入成膜控制劑中，攪拌使其混合成均相溶液，得到改性納米二氧化硅鍍膜液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述的金屬醇鹽為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為甲酸、乙酸、鹽酸或硝酸的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于:所述的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述成膜控制劑為聚乙烯醇、二甲基甲酰胺或聚乙二醇中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中對(duì)水和催化劑的攪拌時(shí)間為0.5-lh，對(duì)混合溶液的攪拌時(shí)間為4.0h~6.0h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中對(duì)納米二氧化娃分散液的攪拌時(shí)間為40min~lOOmin。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)和(3)中密封熟化的時(shí)間均為24h~36h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性納米二氧化硅鍍膜液的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中的攪拌時(shí)間為0.5-lh。
【文檔編號(hào)】C03C17/23GK103725049SQ201310647073
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】陳娟 申請(qǐng)人:彩虹集團(tuán)公司