一种基于硅溶胶的AR镀膜液及其制作方法与流程

本发明涉及镀膜液，具体涉及一种基于硅溶胶的ar镀膜液及其制作方法。

背景技术：

1、ar镀膜，全称抗反射膜，是通过特定的工艺在玻璃或其他光学元件表面镀上多层复合膜系，其主要目的是降低光的反射率并提高光的透过率。这种技术广泛应用于制造各种透镜、滤光片、反射镜等光学元件，特别是近年来光伏产业的不断普及，ar镀膜在光伏组件中的应用也逐渐扩大，尤其是光伏组件的盖板玻璃。目前，ar镀膜主要是以硅酸酯为原料，经催化反应形成硅溶胶，再与模板剂等混合，形成ar镀膜镀膜液，最后经固化和钢化形成，但是该种方法制备的硅溶胶孔隙率较低，折射率表现较高，因此导致形成的ar镀膜透光率较低，无法满足光伏组件的使用要求。此外，目前市面上使用的ar镀膜硬度表面不佳，一旦光伏组件使用过程中产生磕碰或者划痕，同样会对透光率产生影响，因此，具有高透光率和刚硬度的ar镀膜逐渐成为行业发展趋势。

2、申请号为cn201510312806.9的发明专利公开了一种链状或网状硅溶胶及超亲水自清洁增透镀膜液及制备应用，通过将球形硅溶胶和富含羟基链状或网状硅溶胶进行复配，并通过偶联剂和交联剂对复合杂化硅溶胶进行改性，形成复配型镀膜液，该镀膜液固化形成的镀膜透光率高，硬度较高，具有工业化应用价值。因此，通过对镀膜液的配方进行设计，可获得具有高透光率和刚硬度的ar镀膜。

3、基于此，本发明提供了一种基于硅溶胶的ar镀膜液，其经固化、钢化工艺后形成的涂层具有高透光率和高硬度特点，能够满足光伏组件的相关需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于硅溶胶的ar镀膜液及其制作方法，解决了ar镀膜透光率较和硬度较低的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于硅溶胶的ar镀膜液，包括以下重量份的组分：

4、硼交联硅溶胶           25-35份；

5、纳米级有机乳液         5-15份；

6、流平剂                 0.5-1.5份；

7、有机溶剂               65-75份；

8、所述纳米级有机乳液是由耦合单体和阳离子型交联剂经乳液聚合制得。

9、更进一步地，所述硼交联硅溶胶采用下述方法制备：

10、步骤一、制作硅溶胶前驱体

11、将硅烷前驱体、四硼酸钠与无水甲苯搅拌混合，搅拌均匀后，置于70-75℃的温度条件中，以氮气为保护气，机械搅拌4-6h后，撤氮气，蒸发去除溶剂，分离出物料，即为硅溶胶前驱体；

12、步骤二、制作硼交联硅溶胶

13、将硅溶胶前驱体和正硅酸甲酯加入至异丙醇和纯化水的混合溶液中，开启搅拌，室温条件下机械搅拌均匀后，加入催化剂，加毕，开启加热，将温度稳定在60-65℃，在该温度条件下保持3-6h，降温出料，即为硼交联硅溶胶。

14、在上述技术方案中，以四硼酸钠为交联剂，其可以与硅烷前驱体结构中的氨基发生作用，进而实现对硅烷前驱体进行交联，并形成以硼为交联中心的硅溶胶前驱体，在酸的催化下，硅溶胶前驱体与正硅酸甲酯发生水解，并逐渐聚合，形成结构中含有硼交联中心的硅溶胶，即硼交联硅溶胶。

15、更进一步地，步骤一中，所述硅烷前驱体为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或者n-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的任一种。

16、更进一步地，步骤二中，所述异丙醇和纯化水的体积比为4-5:1。

17、更进一步地，步骤二中，所述催化剂为盐酸、磷酸、柠檬酸或者醋酸中的至少一种。

18、更进一步地，所述纳米级有机乳液采用以下方法制备：

19、步骤a、制作种子乳液

20、向反应釜中加入纯化水和乳化剂se-10n，加毕，将温度升高至78-80℃，搅拌均匀，再将五分之一量的耦合单体和阳离子型交联剂加入釜中，搅拌分散均匀后，再向釜中加入四分之三量的引发剂过硫酸铵，加完后，搅拌20-30min，形成种子乳液；

21、步骤b、制作纳米级有机乳液

22、将剩余量的耦合单体加入釜中，并将温度升高至80-82℃，保持10-20min后，将剩余量的引发剂过硫酸铵加入釜中，进一步升高温度至86-88℃，保温处理1-2h，即可获得纳米级有机乳液；

23、所述纳米级有机乳液制备过程中采用包括以下重量份的原料：纯化水40-50份、乳化剂se-10n 10-12份、耦合单体20-30份、阳离子型交联剂2-3份、引发剂过硫酸铵1-2份。

24、在上述技术方案中，通过乳液聚合法，以耦合单体和阳离子型交联剂为聚合单体，以过硫酸铵为引发剂，引发聚合单体进行交联聚合，交联剂的存在能够促使耦合单体分子更加紧密的连接在一起，快速形成乳化液滴的同时，限制液滴增长，从而使制得的乳液液滴粒径较小，同时，由于制备的交联剂结构中含有季铵阳离子基团，因此能够使形成的乳化液滴之间存在静电排斥，进而相互分散均匀，有利于提高乳化液定的稳定性。

25、更进一步地，所述耦合单体为苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或者甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。

26、更进一步地，步骤a中，所述阳离子型交联剂采用下列方法制备：

27、将甲基丙烯酸缩水甘油酯、叔胺基封端单体和环己酮加入至反应釜中，开启搅拌，形成均相溶液后，再将阻聚剂2,6-二叔丁基对甲酚加入至反应釜中，开启加热，将釜中温度维持在60-70℃，保持1-2h后，调节ph至6-7，继续搅拌2-4h后，蒸发溶剂，降温出料，制得阳离子型交联剂。

28、在上述技术方案中，甲基丙烯酸缩水甘油酯结构中的环氧基团可以与叔胺基封端单体结构中的叔胺基团发生季铵化开环反应，制得结构中含有两个取代季铵盐官能团，且含有可聚合的不饱和烯基封端的阳离子型交联剂。

29、更进一步地，所述叔胺基封端单体为1,4-双(二甲氨基)丁烷或者四甲基己二胺。

30、更进一步地，所述流平剂为丙烯酸酯流平剂或者聚醚改性聚硅氧烷流平剂中的任一种；所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、二丙二醇甲醚、三丙二醇单甲醚或者三丙二醇单乙醚中的至少一种。

31、一种基于硅溶胶的ar镀膜液的制作方法，包括以下步骤：

32、step1、按照重量份数称取各原料，并将硼交联硅溶胶、纳米级有机乳液和流平剂混合，于300-500r/min的搅拌速率下搅拌混合均匀，形成混合前料；

33、step2、将混合前料与有机溶剂混合，机械搅拌均匀，即可制得ar镀膜液。

34、本发明的有益效果：

35、（a）本发明采用硼交联硅溶胶作为ar镀膜液的基体材料，经硼交联支撑的硅溶胶不仅具有更高的交联密度，使镀膜液固化后形成的镀膜具有非常致密的三维网格微结构，表面为更高的致密性，从而有效改善了镀膜的硬度，另外，在钢化过程中会产生高温，高温会导致有机物挥发，引发镀膜产生微裂纹，硼元素的存在能够对高温产生的微裂纹进行修复，从而使镀膜表现出更高的机械硬度。

36、（b）本发明通过调整工艺和原料，制备出纳米级别的有机乳液，由于乳液粒径较小，彼此之间存在静电排斥，因此能够均匀且有序的排列在硅溶胶中，促使最终形成的镀膜结构中产生排列有序的孔隙，形成适当的孔隙结构，进而降低折射率，从而有效提高了镀膜的增透效果。

37、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。