[发明专利]一种同时提高SiO2增透膜疏水性和疏油性的方法

说明书

本发明公开了一种同时提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性的方法，用含氟含氢硅油/正己烷/Kastredt催化剂混合液来表面修饰SiO₂增透膜。其过程简单高效，明显提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性，进而提高其光学稳定性。利用含氟含氢硅油上的氢原子和SiO₂增透膜上的羟基发生脱水缩合反应原理，将含有丰富F元素和甲基基团的硅油链接枝到SiO₂增透膜上，同时改善SiO₂增透膜的疏水和疏油性能，该法快捷高效，较于其他方法，更适用于户外环境。

技术领域

本发明属于用含氟改性剂改性制备疏水性和疏油性提高的SiO₂增透膜技术领域，具体涉及一种同时提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性的方法。

背景技术

在太阳能电池和光学滤镜等光学领域中引入增透膜可以显著提高对光的利用率。目前广受关注的是溶胶-凝胶法制备的SiO₂增透膜，因其具有成本低廉、操作简单和激光损伤阈值高（是化学沉积法等其他方法的两三倍）等优点。然而，其在使用过程中，受环境影响极大，碱催化的SiO₂增透膜表面极性多孔，极易吸收空气中的水分和增塑剂等极性物质，吸收了污染物的增透膜光学性质受到影响，使用寿命也会大大降低。一方面，对增透膜表面进行疏水修饰，可减少表面大量的羟基，并且大量疏水基团的引入可以减少对污染物的吸收，提高其耐环境性；另一方面，改善增透膜的疏油性能，也可以减少有机液体对表面的污染，提高增透膜的使用寿命。

一种疏水疏油二氧化硅透光涂层极其制备方法（专利号：201410183167.6）公开了制备酸碱混合和引入致孔剂的SiO₂增透膜的方法，并用氟碳表面活性剂喷涂其表面最终得到疏水疏油的SiO₂增透膜，其疏水疏油效果显著，但是喷涂法制备的疏水疏油SiO₂增透膜，其在户外使用受雨水冲刷等天气影响还有待考证。表面超快疏水处理的二氧化硅增透膜及其制备方法（专利号：201210396766.7）采用含氢硅油表面超快修饰碱催化的SiO₂增透膜，修饰之后增透膜的疏水性提高，但该方法却使增透膜的疏油性下降。本发明采用浸渍-提拉法，将增透膜浸渍到含有含氟含氢硅油/正己烷/Kastredt催化剂的混合液中，含氟含氢硅油链上的氢原子会迅速与SiO₂增透膜表面的羟基发生脱水反应，进而将含有大量F原子和甲基的低表面能的硅油链接枝到SiO₂增透膜上，使SiO₂增透膜的疏水疏油性能得到提高。该法简便易操作，效果明显，在实际应用的可行性更大。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种同时提高SiO₂增透膜疏水性和疏油性的方法，提高其耐环境性并能延长其在户外的使用寿命，解决了现有技术中溶胶-凝胶法制备的SiO₂增透膜中由于SiO₂粒子上面含有大量的羟基容易吸收环境中的极性污染物，最终导致增透膜光学性能下降的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种同时提高SiO₂增透膜疏水和疏油性的方法，具体步骤如下：

（1）在惰性溶剂中加入一定量的含氟含氢硅油和Kastredt催化剂（氯铂酸与四甲基二乙烯基二硅氧烷的络合物）常温搅拌，混合均匀后即为表面修饰剂，该表面修饰剂中含氟含氢硅油的质量百分比浓度为0.05-2.50%，Kastredt催化剂的浓度按含氟含氢硅油的质量计为50-500 ppm；

（2）将热处理后自然冷却的溶胶-凝胶法制备的SiO₂增透膜浸渍到表面修饰剂中，5-300 s后以30-300 mm/min的提拉速度向上提拉，表面修饰后的SiO₂增透膜在100-200 ºC环境下热处理1-3h。