一种用于光伏玻璃的自清洁涂层及其制备方法与流程

本发明属于自清洁材料，具体涉及一种用于光伏玻璃的自清洁涂层及其制备方法。

背景技术：

1、作为未来清洁、高效、永不衰竭的绿色能源技术之一，太阳能技术近年应用越来越广泛，而太阳能利用与传统玻璃产业相结合的产品——太阳能光伏玻璃产业正成为目前世界上增长最快的高新技术产业之一，被誉为新兴的朝阳产业。近年来，光伏发电行业发展迅猛，装机容量经历了爆发式的增长。由于国家政策的影响鼓励发展分布式光伏发电，分布式光伏发电也得到了快速发展。特别是鼓励与提倡利用居民楼顶和厂区楼顶来安装分布式并网光伏发电模式。

2、然而，污染或风沙较大的地区，光伏玻璃的表面灰尘和污垢使光伏平均发电效率大幅度下降，如若长期不进行清理，光伏玻璃表面形成区域污垢后发电量会降低10％以上。因此，研发出一种具备光伏防尘自清洁功能的材料迫在眉睫。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，旨在解决现有的光学薄膜不具有自清洁功能的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供如下技术方案：一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，包括如下步骤：

4、s01：将钛源化合物加水搅拌混合形成混合物a，随即加入硅酸钼纤维搅拌均匀，过滤得到钛源化合物包覆硅酸钼的纤维材料；

5、s02：将钛源化合物包覆的硅酸钼的纤维材料在加热炉中煅烧得到tio2/moo3中空纤维；

6、s03：将tio2/moo3中空纤维超声溶解于n-甲基吡咯烷酮形成纳米中空材料分散液，将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中形成硅烷偶联剂溶液，将上述硅烷偶联剂溶液与纳米中空材料分散液混合后，洗涤、干燥得到修饰的纳米材料；

7、s04：将修饰的纳米中空材料超声分散于表面活性剂型抗静电剂溶液中，搅拌一段时间，经过滤、洗涤、干燥，得到负载抗静电型的纳米中空纤维材料；

8、s05：将负载抗静电型的纳米中空纤维材料涂覆于光伏玻璃表面，交联固化，得到自清洁涂层。

9、进一步地，所述步骤s01包括：

10、将钛源化合物与水按照质量比(1～3):(15～40)搅拌混合形成混合物a；

11、将硅酸钼纤维分散于无水乙醇中，超声分散30～45min，形成混合物b；

12、将混合物a与混合物b超声搅拌1～2h，过滤得到钛源化合物包覆硅酸钼的纤维材料。

13、进一步地，所述步骤s02包括：

14、将tio2/moo3中空纤维超声溶解于n-甲基吡咯烷酮，在超声分散机中超声2～3h，工作频率20～60khz，功率300～400w，温度为20～60℃，形成浓度为60～80mg/ml的纳米中空材料分散液；

15、将硅烷偶联剂溶解于无水乙醇中，获得浓度为20～30wt％的硅烷偶联剂溶液；

16、将上述硅烷偶联剂溶液与纳米中空材料分散液混合后，回流5～8h，洗涤、干燥得到修饰的纳米材料。

17、进一步地，所述步骤s04包括：

18、将表面活性剂型抗静电剂溶解于无水乙醇中，制备浓度为60～80mg/ml的表面活性剂型抗静电剂溶液；

19、将修饰的纳米中空材料超声分散于表面活性剂型抗静电剂溶液中；在常温下，搅拌6～12小时，经过滤、洗涤、干燥，得到负载抗静电型的纳米中空纤维材料。

20、进一步地，所述的修饰的纳米中空材料与所述表面活性剂型抗静电剂的质量之比为(0.6～0.8)：(1～3)。

21、进一步地，所述表面活性剂型抗静电剂包含亲油性部分和具有吸湿性基团的亲水性部分；亲油性部分为烷烃链或其衍生物；亲水性部分为阳离子型、阴离子型或非离子型。

22、进一步地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

23、进一步地，所述的钛源化合物采用钛酸丁酯、钛酸甲酯、钛酸乙酯、四异丙醇钛、四氯化钛中的一种或任几种的混合溶液。

24、本申请还提供了一种用于光伏玻璃的自清洁涂层，其是由如上所述的光伏玻璃自清洁涂层的制备方法制备的。

25、本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明中的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，通过将钛源化合物与硅酸钼纤维搅拌混合，并在高温煅烧形成tio2/moo3中空纤维，一方面通过惰性晶颗粒钼来抑制二氧化钛颗粒的长大，即惰性晶颗粒像“钉子”一样插在二氧化钛的晶界间，分散二氧化钛纳米颗粒，减小其相遇长大的概率，限制了二氧化钛颗粒的迁移、聚并，获得粒径较小的二氧化钛纳米颗粒，使得后续制备的薄膜的光催化活性增强，具有较高的透射率，另一方面，由于tio2/moo3中空纤维材料具有中空的多孔结构会使纤维本身重量减轻，从而可以降低涂层的整体重量，使得涂层较为轻薄；

26、通过二氧化钛的光致亲水特性，tio2能直接利用包括太阳光在内的各种途径的紫外光，对各种有机污染物进行氧化分解，利用雨水对各种污染物进行冲洗，从而清除堆积在光伏玻璃板表面的污染物，使得薄膜具有自清洁的效果；通过使用硅烷偶联剂作为粘结剂，保证了纳米中空材料之间的牢固度，延长了涂层的使用寿命；

27、通过修饰的纳米中空材料超声分散于表面活性剂型抗静电剂溶液中，从而制备成一种长效负载抗静电型的纳米中空纤维材料，使其不仅具有传统表面活性剂型抗静电剂的优良抗静电性能，同时具有较强的缓释作用，能有效地提高抗静电作用的时效性及持久性。利用纳米中空结构材料的缓释作用，缓慢且有序地释放小分子表面活性剂型抗静电剂，提高抗静电剂的有序迁移，减缓其在绝缘高分子材料表面的过度富集，从而延长抗静电剂的作用时间，使得涂层具有较好地、较持久的防尘性能。

28、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s01包括：

3.根据权利要求1所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s02包括：

4.根据权利要求1所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s04包括：

5.根据权利要求4所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述的修饰的纳米中空材料与所述表面活性剂型抗静电剂的质量之比为(0.6～0.8)：(1～3)。

6.根据权利要求4所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂型抗静电剂包含亲油性部分和具有吸湿性基团的亲水性部分；亲油性部分为烷烃链或其衍生物；亲水性部分为阳离子型、阴离子型或非离子型。

7.根据权利要求1所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种用于光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法，其特征在于：所述的钛源化合物采用钛酸丁酯、钛酸甲酯、钛酸乙酯、四异丙醇钛、四氯化钛中的一种或任几种的混合溶液。

9.一种用于光伏玻璃的自清洁涂层，其特征在于：其是由权利要求1-8任一项所述的光伏玻璃的自清洁涂层的制备方法制备的。

技术总结本发明公开了一种用于光伏玻璃的自清洁涂层及其制备方法。该制备方法包括将钛源化合物加水搅拌混合形成混合物A，加入硅酸钼纤维搅拌,得到钛源化合物包覆硅酸钼的纤维材料；将钛源化合物包覆的硅酸钼的纤维材料在加热炉中煅烧得到TiO<subgt;2</subgt;/MoO<subgt;3</subgt;中空纤维；将TiO<subgt;2</subgt;/MoO<subgt;3</subgt;中空纤维超声溶解于N‑甲基吡咯烷酮形成纳米中空材料分散液，将硅烷偶联剂溶液与纳米中空材料分散液混合后，洗涤、干燥得到修饰的纳米材料；S04：将修饰的纳米中空材料超声分散于表面活性剂型抗静电剂溶液中，得到负载抗静电型的纳米中空纤维材料；将负载抗静电型的纳米中空纤维材料涂覆于光伏玻璃表面，交联固化，得到自清洁涂层。通过该方法获得的自清洁涂层具有较好的防尘和自清洁效果。技术研发人员：付云飞,李雨桐,刘海清,杜秋娟,沈承勇,蔺习升受保护的技术使用者：杭州绿冰环保科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13