[发明专利]硅镁铝溶胶和掺杂核壳二氧化硅微球镀膜液及制备应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米核壳材料技术领域，具体涉及一种玻璃的增透镀膜溶液及其制备和应用。

背景技术

在光学元件表面镀制适当的增透膜可减小光学元件表面的反射损耗。例如在玻璃表面涂覆镀膜液制成增透玻璃可以在许多领域有应用，例如用于太阳能电池的保护玻璃面板可以提高太阳能电池的发电效率，用于显示器的保护玻璃可以提高显示器的显示效果和节能。

溶胶-凝胶法是制备超白光伏玻璃镀膜液最常用的方法。溶胶-凝胶法制备增透减反膜是以硅酸酯为原料，在酸或碱催化作用下，发生水解、缩聚等反应，生成一种颗粒状网状结构或线性网状结构的硅溶胶，一定条件下将溶胶在超白光伏玻璃基体上成膜，膜层经固化和钢化后形成增透减反膜。酸催化制备的硅溶胶，粒径小，与玻璃基体结合牢靠，硬度高，虽然具有工业应用价值，但膜层孔隙率低，折射率高，增透减反膜透光率低，已不能满足高增透镀膜玻璃的要求；碱催化制备的硅溶胶，粒径大，膜层孔隙率高，也透光率高，但膜层与玻璃基体结合不牢靠，易脱落，工业应用价值低。

纳米SiO₂空心微球因具有大比表面积、内部孔隙率高、透光性好、热稳定高以及无毒等特性，纳米SiO₂空心微球作为一种新型功能材料被广泛应用在填充材料、催化材料、光电材料、医药缓释材料以及涂料等领域。近年来，由于纳米SiO₂空心微球内部孔隙率高、透光性好以及热稳定性高，将其分散在富含羟基的硅溶胶体系中制备光伏玻璃增透减反镀膜液已吸引了研究人员越来越多的关注。

现有技术中一种硅溶胶方案如下：专利申请号为201310049382.2，发明名称为“一种空心微球SiO₂减反射膜的制备方法”的专利公开了，一种以模板剂、硅酸酯为原料，一定条件下利用酸催化制备表面富含羟基的纳米核壳SiO₂微球溶胶的方法，该方法制备的溶胶作为增透减反镀膜液镀在玻璃基体表面，形成的膜层透光率高、机械性能强、膜层硬度高；专利号为201210097416.0、发明名称为“一种SiO₂减反射薄膜及其制备方法的专利中公开了一种分步镀膜制备减反射薄膜的方法，首先在光伏玻璃表面涂覆第一SiO₂致密层，然后涂覆第二SiO₂纳米空心颗粒层，最后在颗粒层间隙中间填充SiO₂致密物，经高温处理得到SiO₂减反射薄膜，该减反射薄膜具有优良的减反射性能、耐擦拭性能和耐久性。

然而，现有技术中增透减反镀膜液在玻璃上涂覆制成的镀膜诸多性能仍旧不够理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，现有技术中没有成膜性优异，且孔隙率理想和透过率优异的的SiO₂镀膜液。为此，本发明提供一种硅镁铝溶胶以及用其掺杂纳米核壳二氧化硅微球制成的(例如用于超白光伏玻璃)增透减反镀膜液。

具体来说，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种含羟基硅镁铝溶胶，其通过含有水、酸性催化剂、溶剂、铝盐、镁盐和烷氧基硅烷的原料反应得到，其中，相对于烷氧基硅烷体积1ml，所述镁盐和铝盐的合计质量为0.05～0.2g，所述镁盐和铝盐的质量比为1:1。

优选的，对于所述的含羟基硅镁铝溶胶，其中，相对于烷氧基硅烷体积1ml，所述催化剂的含量为0.01～0.1mL。

优选的，对于所述的含羟基硅镁铝溶胶，其中，所述镁盐为硝酸镁、氯化镁、磷酸镁、醋酸镁、碳酸镁、硅酸镁或乙酰丙酮镁中的一种或几种；所述铝盐为硝酸铝、氯化铝、磷酸铝、甲酸铝、乙酸铝、丙酸铝、二烷基氯化铝、一烷基二氯化铝、三烷基三氯化二铝、异丙醇铝或乙酰丙酮铝中的一种或二种以上。

优选的，对于所述的含羟基硅镁铝溶胶，其中，所述烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷中的一种或二种以上。

优选的，对于所述的含羟基硅镁铝溶胶，其中，所述催化剂为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、醋酸、柠檬酸和草酸中的一种或二种以上。

优选的，对于所述的含羟基硅溶胶，其中，所述溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二丙二醇甲醚、丙二醇二甲醚、三丙二醇单甲醚或三丙二醇单乙醚中的一种或二种以上。

优选的，对于所述的含羟基硅镁铝溶胶，其中，相对于烷氧基硅烷体积1ml，所述溶剂含量为1～20mL，所述水含量为0.1～1mL。