[发明专利]适合工业化生产的连续制备防眩光液的反应系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防眩光液的快速制备方法及其制备反应系统，特别是涉及一种基于二氧化硅的适合工业化生产的高稳定性防眩光液的快速制备方法及其制备反应系统。

背景技术

随着电子信息产业的高度发展，光影技术作为传播信息和视觉装饰的主要途径和手段得到了极为广泛的应用，各种便携式电子终端和电子产品已经极为普及，给人们的生活带来了极大的便利。

玻璃作为一种综合性能优良的无机材料，被广泛应用在手机屏幕、电脑显示器、汽车后视镜、电视、以及各种仪表面板等，作为保护面板和显示载体。但是，普通玻璃对入射光线具有高的反射率，在强光照射下具有明显的眩光反射，严重影响了光影显示效果。此外，强烈的眩光也会导致人视力下降、情绪低落和心情烦躁等类似神经衰弱的症状。因此，对玻璃面板进行防眩光（AG）处理，减少屏幕反光，提高显示画面的可视角度和亮度，让图象更清晰、色彩更艳丽、颜色更饱和，从而能够显著改善显示效果和用户体验。

AG玻璃根据加工工艺不同可分为喷涂AG、蚀刻AG和镀膜AG，镀膜AG是在玻璃上镀制一定膜系结构的纳米多层膜，通过减少玻璃的反射光达到防眩光效果，该法雾度值单一、硬度偏低、且成本高。蚀刻AG是通过HF蚀刻，使原有玻璃反光面形成哑光漫反射表面，该法制程控制困难、良率低（80%左右）、光泽度低、且不环保。喷涂AG是通过喷涂设备在玻璃表面喷涂AG液形成一层抗眩光涂层，该法加工工艺方便快捷、生产效率高、可重工、良率高（95%以上），主要应用于各类电视保护屏玻璃、触摸屏保护片、液晶显示器、工业仪表及高级像框、展览展示柜等领域。比较而言，喷涂AG的粗糙度、光泽度和透过率调控范围大，粗糙度在0.05-0.17、光泽度可达120、透过率在90%以上（在玻璃本身的透过率上增大1%左右）。从未来AG玻璃的发展趋势来看，随着工艺的改善与优化，喷涂AG将成为主流工艺，是高端触控行业的首选。

氧化硅基防眩光液的制备大都是基于Stöber法，在适宜的溶剂体系中催化水解正硅酸乙酯来得到SiO₂溶胶。酸催化溶胶-凝胶法制备硅溶胶是一个复杂的反应过程，正硅酸乙酯的水解、缩合与聚合反应在同一反应体系中同时存在且互相影响。余锡宾等（非专利文献1：余锡宾、吴虹，正硅酸乙酯的水解、缩合过程研究，无机材料学报，Vol.11, No.4, P703-707）研究得出，酸性体系对正硅酸乙酯的水解有利而对缩合不利，是先水解再缩合，且缩合反应主要是在硅醇之间进行，而升高温度对水解有利而对缩合不利。正是由于该反应体系的复杂性，硅溶胶的稳定性控制是一个极大的难题，从而严重影响了硅溶胶的储存和使用性能。刘羽等（非专利文献2：刘羽、吴东兵、张永涛， Sol-Gel 法二氧化硅溶胶的制备及稳定性研究，延安大学学报（自然科学版），Vol.28, No.3, P70-73）研究了以正硅酸乙酯为前驱体、硝酸为催化剂所制备硅溶胶的稳定性，发现随着乙醇加入量的增多，凝胶时间延长，也即溶胶稳定性增大；由于水既是水解的反应物又是缩聚的产物，水对凝胶时间的影响是先变短后变长；在pH值小于2时，随着硝酸加入量的增大，凝胶时间变短；而反应温度升高和反应时间延长都会缩短凝胶时间。田立朋等（非专利文献3：田立朋、王力，表面活性剂对二氧化硅溶胶稳定性的影响，硅酸盐通报，Vol.28, No.6，P1322-1326）研究发现，阴离子和非离子表面活性剂一般能提高二氧化硅溶胶的稳定性，而阳离子表面活性剂会降低溶胶稳定性。但他们的研究都是通过计量溶胶到达凝胶的时间来判定硅溶胶的稳定性，而实际上硅溶胶中的水解和缩聚程度、以及缩聚体的大小才是真正影响硅溶胶成膜性能的核心。因此，单纯的凝胶时间长并不能够真实表征硅溶胶应用稳定性好，还需要知道随时间延长缩聚体的大小才能全面的衡量硅溶胶的稳定性。

至于硅溶胶的制备，通常是在强烈搅拌下，将催化剂和水的混合物逐滴加入到正硅酸乙酯和醇的混合物中，然后在一定温度下反应和陈化数小时得到。由于正硅酸乙酯水解速度较快、以及反应体系的复杂性，该方法只适合在实验室少量的制备硅溶剂，且所制备硅溶胶的可控性和一致性也较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于工业化生产的连续快速制备基于硅溶胶的高稳定性防眩光液的反应系统和方法，本发明通过如下技术方案实现：