[发明专利]一种自支承玻璃膜的制备

说明书

技术领域

本公开描述一种自支承玻璃膜以及制备该自支承玻璃膜的溶胶- 凝胶方法。

背景技术

常规的溶胶-凝胶方法利用金属氧化物溶胶，或从无机化合物溶 液、金属醇盐或类似化合物的有机金属化合物溶液中获取的氢氧化物 溶胶。然后使溶胶凝为胶体，再加热所得的凝胶，生成陶瓷或玻璃。

采用溶胶-凝胶方法制备二氧化硅(SiO₂)玻璃的方法已为人们所 知。目义雄(S.Sakka)在《溶胶凝胶技术》(Sol Gel Science)一书 中介绍了很多实例，该书由松风出版社(Agune Shofu Publishing)出版。 多数溶胶-凝胶方法是用来制备厚度小于1μm(微米)的膜，该方法利 用金属醇盐溶液在基料(例如玻璃或导体)上整体成型。虽然使用溶 胶-凝胶方法所形成的整体型SiO₂玻璃是以独立于基料的方式单独制备 的，但专用干燥机(例如用于超临界干燥的干燥机)已被用来防止干 燥步骤中出现断裂。如果不利用专用干燥设备，那么干燥过程必须以 非常缓慢的速度进行。例如，日本未经审查的专利公布昭61-236619 介绍了一种使用溶胶-凝胶方法的石英玻璃制备方法。其干燥方法涉及 将膜维持于20℃下过夜，再使用具有预先设定的开口比率的容器盖， 在60℃下干燥10天。类似的，日本未经审查的专利公布平4-292425 介绍了一种使用溶胶-凝胶方法的二氧化硅玻璃制备方法。将初始溶胶 置于盘碟中，使其在室温下凝为胶体，然后用带洞的上盖替换掉盘碟 原来的上盖，在60℃下干燥100天。对于采用这些方法的制备方法， 这样漫长的干燥过程被视为一个主要的障碍。

此外，使用传统的溶胶-凝胶方法制备的整体型SiO₂玻璃，通常具 有几十毫米或更大的厚度。因此，自支承玻璃膜的制备方法受到人们 的关注。

发明内容

本公开描述一种自支承玻璃膜，以及一种制备该自支承玻璃膜的 溶胶-凝胶方法。此溶胶-凝胶方法无需漫长的干燥过程，并且通常可形 成无断裂的自支承玻璃膜。

该自支承玻璃膜制备方法包括如下步骤：制备含有(a)胶态二氧 化硅溶胶，(b)至少一种链烷醇胺类有机添加剂，以及(c)有机粘结 剂的混合物；将混合物涂在基料上以形成涂层；使基料上的涂层干燥， 以在基料上形成前体膜；将前体膜从基料上剥离；以及对剥离的前体 膜进行烧制以形成自支承玻璃膜。

具体实施方式

如本文所用，“自支承玻璃膜”指一种自支承的薄的膜状玻璃， 这种玻璃不需要支承。该自支承玻璃膜的厚度通常不大于约2毫米 (mm)。

按本文所介绍的方法制备的自支承玻璃膜可具有增强的耐候性、 耐热性、耐腐蚀性中的一种或多种特性。因为该膜为自支承的，所以 它们可比面板更具柔韧性，并且可附着到不同类型的基底上，例如塑 料膜。

根据此制备方法，将胶态二氧化硅、链烷醇胺类有机添加剂和有 机粘结剂混合以形成混合物。然后将所述混合物涂覆到基料上以形成 涂层；再将涂层干燥以形成前体膜。然后将前体膜从基料上剥离并且 进行烧制，以获得自支承玻璃膜。

本文所用的混合物是通过将胶态二氧化硅、至少一种链烷醇胺类 有机添加剂和有机粘结剂混合来制备的。混合各种成分的顺序和/或方 法一般并不重要，本领域的普通技术人员可利用各种已知的方法来制 备该混合物。

胶态二氧化硅溶胶

一般可利用含有稳定地分散在分散介质中的二氧化硅微粒的胶态 二氧化硅溶胶。本文可使用本领域技术人员通常所使用的任何种类的 分散介质。在一些实施例中，可能会以水做分散介质，以生成水性二 氧化硅溶胶。在其它实施例中，分散介质中含有水和可与水混溶的有 机溶剂。

二氧化硅溶胶中二氧化硅微粒的平均尺寸一般不大于约300nm (纳米)。在另一个实施例中，二氧化硅溶胶中二氧化硅微粒的平均 尺寸一般不大于约100nm。在又一个实施例中，二氧化硅溶胶中二氧 化硅微粒的平均尺寸一般不大于约50nm。