[发明专利]一种二氧化硅多功能增透膜

说明书

本发明公开了一种二氧化硅多功能增透膜，属于多功能增透膜材料技术领域，本发明由于在外层膜采用了甲基条叶蓟素和二甲乙醇胺进行改性，在内层膜采用了二乙二醇双对甲苯磺酸酯和丙烯酸2‑苯氧基乙基酯进行修饰得到二氧化硅多功能增透膜。本发明制备得到的增透膜的增透值达到了3.37％；抗油污性能好，进行油污污染后，透光率的下降值仅为0.42％，并且硬度高。因此，本发明是一种高透光率、抗污染、硬度好的二氧化硅多功能增透膜。

技术领域

本发明属于多功能增透膜材料技术领域，具体涉及一种二氧化硅多功能增透膜。

背景技术

在光学系统中，光的反射不仅导致光能的损失，降低光学质量，而且在某些情况下会造成安全隐患。为了减少光学器件表面光的反射，通常在其表面沉积单层或多层透膜介质薄膜，称为增透膜。早在30年代，美国就成功研制了多层增透膜，此后该领域在欧洲也得到了广泛的关注和发展。增透膜在工业、农业和人们的日常生活中有广阔的应用，因此一直是科学界的热门研究领域。提高增透膜透光率，用在太阳能电池系统中，可以增加电池对太阳光能的利用率，提高太阳能电池的效率。用在天文望远镜、显微镜等光学系统中，可以提高光学系统的成像效果，增强光学系统的光学性能，更有利于人们对客观事物的认识。用在激光装置的终端光学组件中，可以减少各种波长的反激光和鬼光束对组件的影响，提高系统性能，促进惯性约束聚变的研究。

从增透膜的设计角度考虑，需要最外层薄膜的折射率值接近空气的值。由折射率、孔隙率两者之间的关系可知，超低折射率薄膜具有非常高的孔隙率，这使得薄膜极易从环境中吸收水和有机分子，从而降低薄膜的增透性能。在实际的应用中，通常增透膜容易受到自然界中的水蒸气、灰尘等外部因素干扰，导致使用效率以及使用寿命极大地降低。因此，提高薄膜环境稳定性也显得同样重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高透光率、抗污染物的改性二氧化硅膜。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

将无水乙醇、水和浓氨水混合均匀，并且在搅拌下向溶液中加入正硅酸乙酯、改性剂，于20-50℃的温度下搅拌1-5h，搅拌结束后将溶胶置于20-30℃的恒温水槽中陈化10-20天，无水乙醇的添加量为正硅酸乙酯的600-900wt％，水的添加量为正硅酸乙酯的15-40wt％，浓氨水的添加量为正硅酸乙酯的4-10wt％，改性剂为甲基条叶蓟素和二甲乙醇胺，甲基条叶蓟素的添加量为正硅酸乙酯的4-12wt％，二甲乙醇胺的添加量为正硅酸乙酯的8-45wt％。增透膜的制备在百级洁净实验室中完成。按照提拉镀膜机的安全操作说明将胶体和洁净的光学基片放置到提拉镀膜机的相应位置。将光学基片浸渍在内层胶体中3-10min，待基片平稳后以50-250mm/min的提拉速度提出，胶体在基片上沉积成膜。增透膜层由二氧化硅组成，二氧化硅上易形成硅羟基，硅羟基与空气中的污染物上的极性基团之间容易形成氢键，吸附在膜的表面，导致膜透光率下降。硅羟基具有高的活泼性，能够与其它含羟基、烷氧基的分子发生缩合反应，形成硅醚键，通过在二氧化硅溶胶中加入甲基条叶蓟素和二甲乙醇胺，使增透膜上的羟基反应生成醚键，避免了污染物的吸附，提高增透膜的使用寿命。溶胶的交联程度会随之增大，二氧化硅颗粒的团聚也会更加明显，非极性基团可以阻止孔洞塌陷，降低薄膜的表面能因此表面应该逐渐疏松。

优选地，甲基条叶蓟素的添加量为正硅酸乙酯的4-11wt％，例如，6、7、8、9、10、11wt％。

优选地，二甲乙醇胺的添加量为正硅酸乙酯的8-40wt％，例如，11、15、20、25、35、40wt％。

本发明的目的在于提供一种高透光率、抗污染二氧化硅多功能增透膜。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种二氧化硅多功能增透膜，其制备方法包括：

(1)内层二氧化硅溶胶制备：