专利名称：多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及玻璃加工领域，尤其涉及一种多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法。
背景技术：
在现有技术中，虽然太阳集热器、太阳电池以及太阳房等太阳能的利用效率都有了明显的提高，但这些太阳能利用装置表面盖板玻璃的反射率却没有得到有效降低，一直保持在8%左右。降低盖板玻璃的反射率能显著提高太阳集热器、光伏组件、太阳房等太阳能利用装置的效率。目前国内外关于减反射玻璃的主要研究方向是利用在盖板玻璃上镀膜的办法来减少玻璃表面的反射，最常用的镀膜减反射玻璃工艺是提拉法。提拉法存在的问题是1、生产过程中要求玻璃完全垂直，然后缓慢提拉，成膜速度慢；2、制备工艺以及工艺条件较为复杂，所需设备昂贵，成本较高，且对膜料和被镀件也有一定的限制；3、膜层质量不稳定，受环境影较大，易出现膜层不均匀、脱落等问题。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明的目的是如何通过降低玻璃反射率的方法来增加玻璃的透过率。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提出了一种多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法，包括步骤SI、首先进行抛光，包括S11、水洗用清水将玻璃表面反复清洗至玻璃表面无污物；S12、醇洗将经步骤Sll处理过的玻璃浸没在无水乙醇中，用超声波清洗5 10分钟，然后将玻璃表面醇液吹干；S13、酸洗将经步骤S12处理过的玻璃浸没在含有HF或H2SiF6的酸液中，在温度20 30°C清洗I 12分钟；S2、进行裂纹，包括将经步骤SI处理过的玻璃浸没在包括0. 5 lwt%。的HF、
0.5 lwt%。的NH4HF2混合溶液进行裂纹，裂纹温度为45 55°C，裂纹时间为18 25分钟；S3、最后进行造孔，包括将15 4(^%的H2SiF6和I 4界七％的SiO2混合成悬浊液，然后用真空泵抽滤以获得清液，在所述清液中加入2 10wt%。的硼酸，从而获得造孔溶液，将经步骤S2处理的玻璃浸没在所述造孔溶液中，造孔温度为50 60°C，造孔时间为25 33分钟，从而在所述玻璃表面形成多孔纳米二氧化硅减反射膜。其中，在步骤S13中，所述酸液中的HF含量为I 5wt%。其中，在步骤S13中，所述酸液中的HF含量为2wt%。其中，在步骤S13中，所述酸液中的H2SiF6含量为15 40wt%。其中，在步骤S2中，所述混合溶液还包括0. 5 5wt%的山梨醇。其中，在步骤S2中，所述混合溶液还包括I 3wt%的丙三醇。
其中，在步骤S2中，所述混合溶液包括0. 675wt%。的HF、0. 625wt%。的NH4HF2以及
I.lwt%的山梨醇，所述裂纹温度为50°C，所述裂纹时间为20分钟。其中，在步骤S3中，所述SiO2S纳米级，加入的所述硼酸为4wt%。，造孔温度为56 °C，造孔时间为30分钟。(三)有益效果本发明的上述技术方案具有如下优点通过使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法制备的玻璃表面干涉膜的颜色根据浸蚀程度的不同可为淡黄或淡蓝色，能够有效减少玻璃表面反射进入人眼的光，对眼睛起到很好的保护作用，并可使玻璃镜框、橱窗内的景物更加清晰。并且所制备的玻璃表面的透过率比没有浸蚀的原玻璃增加了 2 5%，采用具有多孔纳米二氧化硅减反射膜的玻璃的太阳能集热器、光伏组件等的太阳能利用效率可得到显著提高，对于太阳能光热光电利用具有重要意义。
图I为使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法之前的玻璃表面分子结构示意图；图2为使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法之后的玻璃表面分子结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。普通透明玻璃主要由二氧化硅、氧化钙、氧化钠以及铝、镁铁的氧化物组成，其中二氧化硅、氧化钙、氧化钠占总成分的95 %左右。如图I所示为没有使用本发明的方法处理的玻璃表面分子结构示意图，参考标号I表不二氧化娃分子，参考标号2表不氧化钠分子,参考标号3表不氧化|丐分子。如图2所示为使用本发明的方法进行处理之后的玻璃表面分子示意图，通过图I和图2进行比较可以看出，图2中的氧化钠分子2和氧化钙分子3要远远少于图I中的氧化钠分子2和氧化钙分子3，而二氧化硅分子I的数量在图I和图2中基本相同。本发明的方法利用氟硅酸的二氧化硅饱和溶液对玻璃表面进行选择性浸蚀，即把玻璃表面反射率较高的氧化钙、氧化钠等以及金属氧化物进行有选择的浸蚀，保留反射率较低的二氧化硅以形成多孔纳米二氧化硅减反射膜，从而达到降低玻璃反射率提高玻璃透过率的目的。本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法包括SI、首先进行抛光，包括S11、水洗若玻璃表面污垢较多，水洗前可用抹布将污垢清除，然后用清水将玻璃表面的尘、垢等反复清洗至玻璃表面无明显污物；S12、醇洗将用水清洗干净的玻璃放入盛有无水乙醇的容器中，并使醇液浸没玻璃，用超声波清洗5 10分钟，以清除玻璃表面的有机物，然后将玻璃表面醇液用热风吹干；S13、酸洗将玻璃放入含有HF(1 5wt% ) *H2SiF6(15 40wt% )的酸性溶液中，为了增加酸性还可以加入20wt%的H2SO4,在室温(20 30°C )下清洗I 12分钟，优选在含有2wt%的HF和20wt%的H2SO4的混合酸液中清洗2分钟，以清除玻璃表面的无机物，并使玻璃露出新鲜的剖面。
S2、进行裂纹，具体包括将经步骤SI处理过的玻璃浸入包括0. 5 lwt%。的HF、0. 5 lwt%。的NH4HF2的混合溶液中进行裂纹，该混合溶液还可以包含0. 5 5wt% (优选为I. lwt% )的山梨醇或I 3被％的丙三醇，裂纹温度为45 55°C，裂纹时间为18 25分钟。作为优选方案，该混合溶液包括0. 675wt%。的HF、0. 625wt%。的NH4HF2以及I. Iwt %的山梨醇，裂纹温度为50°C，裂纹时间为20分钟。S3、进行造孔，具体包括首先将15 40wt%的H2SiFjP I 4wt%的SiO2混合成悬浊液，然后用真空泵抽滤获得清液，再在清液中加入2 10wt%。的硼酸，即得造孔溶液，将经步骤S2处理的玻璃浸入造孔溶液中，造孔温度为50 60°C，造孔时间为25 33分钟，造孔时间视H2SiF6浓度和SiO2的加入量而定，H2SiF6浓度越大造 孔时间越短。作为优选方案，SiO2S纳米级，悬浊液的H2SiF6含量为15wt%、SiO2含量为1.8wt%，硼酸加入量为4wt%。，造孔温度为56°C，造孔时间为30分钟，最终在玻璃表面获得多孔纳米二氧化硅减反射膜。使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法浸蚀出的玻璃表面的多孔纳米二氧化硅膜根据裂纹时间、温度和造孔时间、温度的不同会有所差异，孔深度为50 200nm,优选为 lOOnm。使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法所制备的玻璃表面干涉膜的颜色根据浸蚀程度的不同可为淡黄或淡蓝色，出现淡蓝色干涉的玻璃的透过性比淡黄色的玻璃更好，蓝色和黄色颜色越深玻璃的透过性能越好。采用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法能够有效减少玻璃表面反射进入人眼的光，对眼睛起到很好的保护作用，并可使玻璃镜框、橱窗内的景物更加清晰。使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法所制备的玻璃的透过率比没有浸蚀的原玻璃增加了 2 5%，透过性的提高主要受溶液配比，反应温度、时间的影响。采用使用本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法所制备的玻璃的太阳能集热器、光伏组件等的太阳能利用效率可得到显著提高，对于太阳能光热光电利用具有重要意义。另外本发明的多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法还具有工艺流程简单，易于实现的特点。以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，包括步骤 51、首先进行抛光，包括S11、水洗用清水将玻璃表面反复清洗至玻璃表面无污物；S12、醇洗将经步骤Sll处理过的玻璃浸没在无水こ醇中，用超声波清洗5 10分钟，然后将玻璃表面醇液吹干；S13、酸洗将经步骤S12处理过的玻璃浸没在含有HF或H2SiF6的酸液中，在温度20 30°C清洗I 12分钟； 52、进行裂纹，包括将经步骤SI处理过的玻璃浸没在包括O.5 lwt%。的HF、0. 5 lwt%。的NH4HF2混合溶液进行裂纹，裂纹温度为45 55°C，裂纹时间为18 25分钟； 53、最后进行造孔，包括将15 40wt%的H2SiF6和I 4wt%的SiO2混合成悬浊液，然后用真空泵抽滤以获得清液，在所述清液中加入2 10wt%。的硼酸，从而获得造孔溶液，将经步骤S2处理的玻璃浸没在所述造孔溶液中，造孔温度为50 60°C，造孔时间为25 33分钟，从而在所述玻璃表面形成多孔纳米ニ氧化硅减反射膜。
2.如权利要求I所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，所述酸液中的HF含量为I 5wt%。
3.如权利要求2所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，所述酸液中的HF含量为2wt%。
4.如权利要求I所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S13中，所述酸液中的H2SiF6含量为15 40wt%。
5.如权利要求3或4所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述混合溶液还包括O. 5 5wt%的山梨醇。
6.如权利要求3或4所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述混合溶液还包括I 3wt%的丙三醇。
7.如权利要求5所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述混合溶液包括O. 675wt%。的HF、0. 625wt%。的NH4HF2以及I. lwt%的山梨醇，所述裂纹温度为50°C，所述裂纹时间为20分钟。
8.如权利要求I所述的多孔纳米ニ氧化硅减反射膜的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述SiO2为纳米级，加入的所述硼酸为4wt%。，造孔温度为56°C，造孔时间为30分钟。
全文摘要
本发明公开了一种多孔纳米二氧化硅减反射膜的制备方法，其包括抛光、裂纹和造孔。本发明的方法利用氟硅酸的二氧化硅饱和溶液对玻璃表面进行选择性浸蚀，将玻璃表面反射率较高的氧化钙、氧化钠以及金属氧化物进行有选择的浸蚀，在玻璃表面形成一层多孔纳米二氧化硅减反射膜，从而达到降低玻璃反射率提高玻璃透过率的目的。由该工艺生产的玻璃透过率可提高2～5％，具有明显的增透效果，另外该工艺生产的玻璃透具有显著的防眩作用，能够对人眼起到很好的保护。
文档编号C03C17/23GK102674704SQ20111005938
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者张英超, 王启, 谢光明 申请人:北京市太阳能研究所有限公司