CN112457773A - 一种防眩光纳米涂料及其制备方法和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防眩光纳米涂料及其制备方法和应用方法,由混合溶剂、有机硅烷、硅烷偶联剂、增粘剂、无机颗粒制成,无机颗粒长维度方向上的平均粒径大于400nm。本发明提供的防眩光纳米涂料及其制备方法和应用方法,防眩光纳米涂料通过喷涂等方式制得防眩光涂层并应用于光伏组件上,避免眩光的发生,不影响玻璃等的透光率及发电效率;在涂料中加入特定链长的有机硅烷及硅烷偶联剂,通过其交联及水解缩合,在玻璃表面构建厚度为1‑5μm的平均粒径为20‑120nm的有机纳米凸起结构,在涂料中加入平均直径>400nm的无机颗粒,利用两种粒径不同的纳米颗粒所产生的光线折射不同,产生漫反射,消除光伏玻璃表面的眩光。
Description
技术领域
本发明属于防眩光涂料技术领域,具体涉及一种防眩光纳米涂料及其制备方法和应用方法。
背景技术
眩光是指由于亮度分布不适当,视线范围内存在高亮的光源,引起视觉不适。光伏组件正面采用玻璃制成,在城市建筑物屋顶、幕墙等大规模使用,由于眩光存在会产生光污染。
光伏玻璃的防眩光处理通常采用玻璃表面花纹处理或是玻璃掺杂处理,使之形成漫反射,来得到防眩光玻璃。采用这些工艺需要在玻璃烧结时进行处理,而对于已经应用的光伏组件则无法实现。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明的目的在于提供一种防眩光纳米涂料及其制备方法和应用方法。
为实现上述目的,达到上述技术效果,本发明采用的技术方案为:
一种防眩光纳米涂料,其特征在于,按重量份数计,包括以下组分:
混合溶剂82-95份
有机硅烷2-5份
硅烷偶联剂1-3份
增粘剂1-5份
无机颗粒1-5份
所述无机颗粒长维度方向上的平均粒径大于400nm。
进一步的,还包括催化剂,所述催化剂占有机硅烷和硅烷偶联剂总质量的0.1~5×10-4,催化剂选自二甲亚锡、甲苯磺酸-二丁基氧化锡、Pt-N(C2H5)3、辛酸亚锡中的一种或多种的组合。
进一步的,所述无机颗粒呈球状、棒状或椭球状,无机颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、三氧化二铝、碳酸钙、氧化锌、二氧化锡中的任一种。
进一步的,所述混合溶剂为去离子水和有机溶剂的混合溶液,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁烷、己烷中的一种或多种的组合。
进一步的,所述有机硅烷为长链烷基的硅烷,长链烷基的硅烷的碳原子数大于3,所述长链烷基的硅烷选自十二烷基三硅烷、十六烷基二甲基氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
进一步的,所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂、异氰酸酯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的任一种。
进一步的,所述增粘剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯中的一种或多种的组合。
本发明公开了一种防眩光纳米涂料的制备方法,包括以下步骤:
在混合溶剂中加入有机硅烷,调节pH=4-5,于25-45℃温度下,搅拌2-4h,加入硅烷偶联剂继续反应2-4h后加入增粘剂和无机颗粒,搅拌反应8-24h至反应完成,得到所需防眩光纳米涂料。
本发明公开了一种防眩光纳米涂料的应用方法,包括以下步骤:
采用喷涂或滚涂的方式将防眩光纳米涂料涂布于玻璃表面,室温下放置12-24h或120-150℃条件下加热10-20min,得到防眩光的光伏玻璃。
进一步的,所述防眩光纳米涂料厚度为1-5μm,玻璃表面的有机纳米颗粒的平均粒径为10-200nm。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明公开了一种防眩光纳米涂料及其制备方法和应用方法,防眩光纳米涂料可以通过喷涂等方式制得防眩光涂层,并应用于光伏组件上,避免眩光的发生,并且不会影响玻璃等的透光率及发电效率;通过在涂料中加入特定链长的有机硅烷及硅烷偶联剂,通过其交联及水解缩合,在玻璃表面构建厚度为1-5μm的平均粒径为20-120nm的有机纳米凸起结构,在涂料中加入一定量呈球形、棒状或椭球形的无机颗粒,无机颗粒长维度方向上平均直径>400nm,两种粒径不同的纳米颗粒的折光系数不同,使得产生的光线折射不同,产生漫反射,消除光伏玻璃表面的眩光。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种防眩光纳米涂料的制备方法,包括以下步骤:
在反应釜内加入85g的混合溶剂,加入2g有机硅烷十二烷基三硅烷,加入催化剂二甲亚锡0.001g,调节pH=4-5,温度25-45℃下,搅拌4h;随后,加入3g硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷继续反应4h;依次加入1g增粘剂聚乙烯醇和1g无机颗粒二氧化硅,二氧化硅为平均粒径500nm的球状无机颗粒,搅拌反应24h至反应完成,得到防眩光纳米涂料。
所采用的混合溶剂为水和乙醇的混合溶剂,水和乙醇的体积比为1:4。
实施例2
一种防眩光纳米涂料的制备方法,包括以下步骤:
在反应釜内加入82g的混合溶剂,加入3g有机硅烷十二烷基三硅烷,加入催化剂二甲亚锡0.001g,调节pH=4-5,温度25-45℃下,搅拌4h;加入2g硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷继续反应4h;依次加入2g增粘剂聚乙烯醇和2g无机颗粒二氧化硅,二氧化硅为平均粒径200nm的球状无机颗粒,搅拌反应24h至反应完成,得到防眩光纳米涂料。
所采用的混合溶剂为水和乙醇的混合溶剂,水和乙醇的体积比为1:4。
余同实施例1。
实施例3
一种防眩光纳米涂料的制备方法,包括以下步骤:
在反应釜内加入82g的混合溶剂,加入3g有机硅烷十二烷基三硅烷,调节pH=4-5,温度25-45℃下,搅拌4h;加入2g硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷继续反应4h;依次加入2g增粘剂聚乙烯醇和2g无机颗粒二氧化硅,二氧化硅为长维度上平均粒径500nm的棒状无机颗粒,搅拌反应24h至反应完成,得到防眩光纳米涂料。
所采用的混合溶剂为水和乙醇的混合溶剂,水和乙醇的体积比为1:4。
余同实施例1。
实施例4
一种防眩光纳米涂料的制备方法,包括以下步骤:
在反应釜内加入95g的混合溶剂,加入5g有机硅烷十二烷基三硅烷,调节pH=4-5,温度25-45℃下,搅拌4h;加入1g硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷继续反应4h;依次加入5g增粘剂聚乙烯醇和5g无机颗粒二氧化硅,二氧化锡为平均粒径550nm的球状无机颗粒,搅拌反应24h至反应完成,得到防眩光纳米涂料。
所采用的混合溶剂为水和乙醇的混合溶剂,水和乙醇的体积比为1:4。
余同实施例1。
对比例1
市售光伏组件玻璃。
对比例2
一种防眩光纳米涂料的制备方法为:
在反应釜内加入85g的混合溶剂,加入2g有机硅烷十二烷基三硅烷,加入催化剂二甲亚锡0.001g,调节pH=4-5,温度25-45℃下,搅拌4h。加入3g硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷继续反应4h,加入1g增粘剂聚乙烯醇搅拌反应24h至反应完成。对比例2与实施例1的区别在于对比例2中不使用无机颗粒。
所采用的混合溶剂为水和乙醇的混合溶剂,水和乙醇的体积比为1:4。
实施例1-4和对比例2选用市售光伏组件玻璃,分别采用滚涂的方式将实施例1-4和对比例2制备得到的涂料涂布于市售光伏组件玻璃表面,在玻璃面120℃加热20min可得到防眩光的光伏玻璃,涂层厚度为3um,涂层表面有机纳米颗粒的平均粒径为120nm。
采用北京普析TU-1801分光光度计测试透光率,波长范围400-1100nm。用氙灯模拟太阳光,采用柯尼卡美能达DOI测试仪(型号IQ-S)测试鲜映性。测试结果如下表1:
表1
由表1可以看出,实施例1、3、4的鲜映性比对比例1-2有明显降低,这说明其漫反射有提升,提升了防眩光效果;并且在紫外老化后,防眩光效果并没有发生变化。对比例2未加入无机颗粒,实施例2采用的无机颗粒的平均粒径200nm,与其他对比例相比,不具备防眩光效果。综上可知,本发明利用两种粒径不同的纳米颗粒所产生的光线折射不同而形成防眩光效果,不加入无机颗粒或加入无机颗粒的粒径较小情况下均不具有防眩光效果。
本发明未具体描述的部分采用现有技术即可,在此不做赘述。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种防眩光纳米涂料,其特征在于,按重量份数计,包括以下组分:
混合溶剂82-95份
有机硅烷2-5份
硅烷偶联剂1-3份
增粘剂1-5份
无机颗粒1-5份
所述无机颗粒长维度方向上的平均粒径大于400nm。
2.根据权利要求1所述的一种防眩光纳米涂料,其特征在于,还包括催化剂,所述催化剂选自二甲亚锡、甲苯磺酸-二丁基氧化锡、Pt-N(C2H5)3、辛酸亚锡中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种防眩光纳米涂料,其特征在于,所述无机颗粒呈球状、棒状或椭球状,无机颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、三氧化二铝、碳酸钙、氧化锌、二氧化锡中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种防眩光纳米涂料,其特征在于,所述混合溶剂为去离子水和有机溶剂的混合溶液,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁烷、己烷中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种防眩光纳米涂料,其特征在于,所述有机硅烷为长链烷基的硅烷,长链烷基的硅烷的碳原子数大于3,所述长链烷基的硅烷选自十二烷基三硅烷、十六烷基二甲基氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种防眩光纳米涂料,其特征在于,所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷偶联剂、羧基硅烷偶联剂、异氰酸酯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种防眩光纳米涂料,其特征在于,所述增粘剂选自聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯中的一种或多种的组合。
8.一种根据权利要求1-7任一所述的防眩光纳米涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在混合溶剂中加入有机硅烷,调节pH=4-5,于25-45℃温度下,搅拌2-4h,加入硅烷偶联剂继续反应2-4h后加入增粘剂和无机颗粒,搅拌反应8-24h至反应完成,得到所需防眩光纳米涂料。
9.一种根据权利要求1-7任一所述的防眩光纳米涂料的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:
采用喷涂或滚涂的方式将防眩光纳米涂料涂布于玻璃表面,室温下放置12-24h或120-150℃条件下加热10-20min,得到防眩光的光伏玻璃。
10.根据权利要求9所述的一种防眩光纳米涂料的应用方法,其特征在于,所述防眩光纳米涂料厚度为1-5μm,玻璃表面的有机纳米颗粒的平均粒径为10-200nm。
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