PVB掺杂有机无机复合Si02增透膜的制备和表征

酸碱催化法制备双层及复合SiO2增透膜及其光学性能
张慧;范多旺;王成龙;苟树翻
【期刊名称】《兰州交通大学学报》
【年(卷),期】2012(031)004
【摘要】以SiO2溶胶或正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,分别以稀盐酸或氨水为催化剂,通过溶胶-凝胶法制备出不同系列的SiQ2增透膜.研究了不同催化剂对膜层性能的影响及不同膜系的透射率.结果表明:不同催化条件下制的膜的表面形貌,增透效果存在差异.碱酸共同催化的复合膜以及酸/碱双层膜的增透效果较好.
【总页数】3页(P152-154)
【作者】张慧;范多旺;王成龙;苟树翻
【作者单位】兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州730070
【正文语种】中文
【中图分类】O648;O436.1
【相关文献】
1.非λ/4-非λ/4 SiO2/TiO2双层增透膜的设计与制备 [J], 叶龙强;葛新明;张雨露;惠贞贞;汪徐春;江波
2.酸催化溶胶-凝胶法制备高强度SiO2增透膜研究进展 [J], 张志晖;贺军辉;杨巧文
3.碱/酸两步催化法制备耐候性SiO2增透膜的研究 [J], 业海平;张欣向;肖波;晏良宏;江波
4.PVB掺杂有机无机复合SiO2增透膜的制备和表征 [J], 曹聪蕊;蓝芳;陈宁;张清华;江波
5.溶胶-凝胶法制备SiO2/SiO2-TiO2双层防雾增透膜 [J], 叶龙强; 康硕; 张伟豪; 张雨露; 惠贞贞; 江波
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专利名称：一种亲水性PVB共混中空纤维膜及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：邱运仁
申请号：CN200810031016.3
申请日：20080408
公开号：CN101254424A
公开日：
20080903
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种亲水性PVB共混中空纤维膜及其制备方法，本发明采用具有亲水性基团的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作主要成膜物质，通过与其它含亲水性基团的有机高分子聚合物共混，从而获得具有不同亲水性的PVB共混中空纤维膜。

一种制备这种亲水性PVB共混中空纤维膜的方法，把聚合物加入稀释剂加热使聚合物溶解并形成均匀的溶液，静置脱泡后经过高温喷丝头挤出或通过螺杆泵挤出，进入凝结浴、洗涤浴后，通过卷丝机把中空纤维膜缠绕于卷丝筒。

本发明制膜工艺简单，膜孔径易于控制，重现性好；所制备的中空纤维膜性能稳定，既具有较强的亲水性又具有较高的机械强度，应用于化工、食品、制药、水处理等领域。

申请人：中南大学
地址：410083 湖南省长沙市麓山南路1号
国籍：CN
代理机构：中南大学专利中心
代理人：胡燕瑜
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PVB掺杂有机无机复合Si02增透膜的制备和表征摘要：本文主要是讲聚乙烯醇缩丁醛掺杂有机无机复合增透膜的制备和特征，并指出有机无机复合二氧化硅增透膜是以聚乙烯醇缩丁醛(PvB)为有机掺杂剂，正硅酸乙酯为前驱体，氨水为催化剂，利用溶胶．凝胶法制备出了一种新型的化合物。

关键词：有机无机复合二氧化硅增透膜；透过率；疏水性自从1968年Stäber等通过金属醇盐水解缩聚的方法制备出单分散的二氧化硅颗粒之后．溶胶．凝胶法M被广泛地用来制备多种具有独特功能的膜层。

通过这种方法得到的膜层通常具有较高的透过率。

但是，由于采用碱性催化得到的这种膜层表面残余了大量亲水性的羟基．在潮湿环境中很容易吸收水分，从而导致增透膜透过率的降低。

PVB是一种具有良好透明性和粘接性的有机高分子．其分子结构中存在可以与Si-0H结合的-OH。

它们之间的结合可以降低膜层表面极性。

减少-OH含量：也存在疏水性的烷基基团。

有助于其疏水性的提高。

因此。

它对于普通二氧化硅增透膜的改性是比较有实际意义的。

目前对二氧化硅增透膜的研究通常利用聚乙二醇(PEG)，聚氧化丙烯(PO)，聚乙烯醇(PV A)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等有机高分子来改善二氧化硅增透膜的性能．而对用PVB来改善增透膜性能的工作却未见报道。

本工作通过在正硅酸乙酯(TEOS)的水解缩聚的过程中掺入PVB为有机掺杂剂．制备出了PVB掺杂的有机无机复合二氧化硅增透膜．并对膜层的性能进行了研究。

1 实验部分1．1溶胶的制备未掺杂的溶胶的制备方法为：将乙醇(分析纯，二次蒸馏)、氨水(分析纯，NH，含量25．0％1和去离子水的混合溶液(简称为A溶液)滴加到TEOS(高纯)和乙醇的混合溶液(简称为B溶液)中，最终各反应物的物质的量的比为TEOS：H20：C2H50H：NH3=l：3．25：37．6：0．17。

得到的溶胶在30℃下恒温反应2h后取出．置入密闭容器中。

在25℃恒温槽中陈化数天后涂膜。

二氧化硅增透薄膜的制备及多功能化研究二氧化硅增透薄膜的制备及多功能化研究摘要：二氧化硅增透薄膜在光学领域有着广泛的应用。

本文主要探讨了二氧化硅增透薄膜的制备方法和多功能化研究。

通过不同的制备方法，如物理蒸发沉积、溅射沉积和化学气相沉积等，制备了二氧化硅增透薄膜，并研究了其在透射率和抗反射性能方面的影响。

此外，还对二氧化硅增透薄膜进行了多种表面改性，实现了其多功能化。

关键词：二氧化硅增透薄膜；制备方法；表面改性；多功能化1.引言随着科学技术的不断发展和人们对于能源和环保的关注，提高能源利用效率和保护环境逐渐成为了重要的问题。

在太阳能电池、显示器、光伏面板等光学领域，通过使用增透薄膜可以提高能量转换效率。

而二氧化硅作为一种无机材料，具有良好的机械性能和化学稳定性，因此被广泛应用于增透薄膜的制备。

本文主要探讨了二氧化硅增透薄膜的制备方法和多功能化研究。

2.二氧化硅增透薄膜的制备方法2.1 物理蒸发沉积物理蒸发沉积是最常用的制备二氧化硅增透薄膜的方法之一。

通过将二氧化硅材料加热至升华温度，使其蒸发并沉积于基底上。

具体的工艺参数如蒸发温度、真空度和沉积速率等对薄膜的成分和性能有着重要影响。

2.2 溅射沉积溅射沉积是一种常用的物理气相沉积技术，通常使用高能粒子轰击靶材使其溅射并沉积在衬底上。

在溅射沉积过程中，可以控制沉积速率和溅射能量等参数，以获得理想的二氧化硅增透薄膜。

2.3 化学气相沉积化学气相沉积是一种通过气相反应得到的沉积方法，可以在较低温度下制备二氧化硅薄膜。

该方法因其成膜速度快、沉积均匀性好等优点而受到广泛关注。

3.二氧化硅增透薄膜的多功能化研究3.1 表面改性二氧化硅增透薄膜的表面改性可以改变其光学性能和化学性能，实现其多功能化。

常见的表面改性方法包括硅烷偶联剂修饰、金属离子掺杂和聚集子自组装等。

这些表面改性方法可以改变薄膜的结构和界面性能，提高其透射率和抗反射性能。

3.2 多功能化应用二氧化硅增透薄膜的多功能化应用主要包括太阳能电池、显示器和光伏面板等领域。

高透过率超疏水SiO_2增透膜的设计与制备在太阳能真空集热管的外玻管上镀制具有疏水性能的增透膜可以提高集热管太阳光利用效率,降低集热管在运行过程中受到的风沙、雨水和灰尘等污染并延长使用寿命。

本课题通过胶液改性等手段,采用溶胶-凝胶法制备出了透过率95.37%、最大接触角达到122.75°的增透膜。

主要研究内容和成果如下:为了制备具有疏水性能的增透膜,本文通过在含有甲基三乙氧基硅烷(MTES)的胶液中利用浸渍提拉法制备增透膜和将未经疏水处理的增透膜浸入六甲基二硅氮烷(HMDS)中引入疏水基团等两种途径来改善增透膜的疏水性能。

通过研究不同方法制备的增透膜表面粗糙度变化、MTES添加量及HMDS浸泡时间等因素,获得具有最佳疏水性能的增透膜。

结合高分辨率扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等测试手段研究增透膜的微观结构和形貌,结果表明,陈化不同时间的增透膜表面致密度会发生改变,且粗糙度也随着陈化时间的延长先增加后减小;MTES添加量也会影响增透膜表面致密度,且随着MTES添加量的增加粗糙度呈现先增加后减小的趋势;而随着增透膜在HMDS中浸泡时间的增加,增透膜致密度同样出现改变,且粗糙度呈现先增加,然后基本不变的趋势。

利用傅立叶变换红外光谱仪测试表征增透膜的微观结构,结果表明,胶液中添加MTES及增透膜浸泡HMDS都会引入疏水基团甲基取代表面亲水基团羟基,使增透膜具有疏水性能。

通过紫外-可见-近红外分光光度计测量陈化不同时间、添加不同量MTES、HMDS浸泡不同时间的增透膜透过率,探究增透膜的光学性能。

发现陈化不同时间的增透膜,其透过率与表面粗糙度呈线性对应关系;而增加MTES添加量和延长浸泡HMDS时间,会导致透过率一定程度的降低。

结合微观结构和形貌分析可知,表面致密程度的改变是导致这一现象的原因。

研究结果表明,单一改变表面粗糙度对改善增透膜疏水性能效果不明显;当MTES与正硅酸乙酷(TEOS)摩尔比为1:2时,接触角达到最大值118.00°;而将增透膜在HMDS中浸泡1h然后在160℃干燥3min后,接触角达到最大值122.75°。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711180802.5(22)申请日 2017.11.23(71)申请人 安徽鑫盛玻璃有限公司地址 237000 安徽省六安市叶集区孙岗经济开发区(72)发明人 孙洪涛　(74)专利代理机构 安徽深蓝律师事务所 34133代理人 汪锋(51)Int.Cl.C08L 29/14(2006.01)C08K 13/04(2006.01)C08K 5/11(2006.01)C08K 5/103(2006.01)C08K 7/26(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 5/134(2006.01)C08K 5/544(2006.01)C08J 5/18(2006.01)(54)发明名称一种PVB中间膜的制备方法(57)摘要本发明公开了一种PVB中间膜的制备方法，以硅烷偶联剂作为粘结剂，先利用溶胶-凝胶反应将纳米二氧化钛负载在纳米沸石分子筛上，烘干后经过高温热处理，得到二氧化钛-沸石分子筛复合材料，然后与PVB树脂、增塑剂等原料混合并用双螺杆挤出机熔融挤出，流延成型得到PVB中间膜。

本发明制备的PVB中间膜兼具优良的耐紫外、耐湿气侵蚀效果，抗老化、失效性能好，安全可靠性高。

权利要求书1页 说明书2页CN 107828166 A 2018.03.23C N 107828166A1.一种PVB中间膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将无水乙醇和去离子水按体积比（8-9）：1混合均匀得到混合溶剂，将纳米沸石分子筛、相当于纳米沸石分子筛重量10-15%的纳米二氧化钛以及相当于纳米沸石分子筛重量10-15%的硅烷偶联剂共同加入相当于纳米沸石分子筛重量60-80倍的所述混合溶剂中混合均匀，先于60-80℃反应4-6h，然后于100-120℃烘干，最后在惰性气氛下于300-400℃热处理3-5h，得到二氧化钛-沸石分子筛复合材料；（2）将100-120重量份PVB树脂、40-60重量份增塑剂、0.5-2重量份步骤（1）得到的二氧化钛-沸石分子筛复合材料与0.1-0.5重量份抗氧剂混合均匀，用双螺杆挤出机于140-160℃熔融挤出后流延成型，得到PVB中间膜。

超薄层纳米SiO2增透膜研究进展摘要：通过总结近二十年的文献，了解SiO增透膜的作用机理以及在现实生2增透膜的发展热点、合成方法和制备工艺以及活中的应用方向，本文通过对SiO2在相关领域的发展做了进一步总结，发现SiO增透膜在薄膜层技术已经非常成熟，2其影响薄膜稳定性的因素已做了相应探讨。

因此未来在其他领域与新材料的结合奠定了坚实的基础。

增透膜溶胶-凝胶法光学性能薄膜技术高透过率关键词：SiO21/30. 引言【1-3】SiO2增透膜由于可以增加光的透射并且减少光反射的损失，具有折射率低、成膜快、耐高温、耐腐蚀等特点，被广泛应用于光学器件、光伏发电板和激光系统等领域，市场前景十分乐观。

制备薄膜的方法有：物理气相沉积法、化学气相沉积法和溶胶-凝胶法。

自1880年代以来，发现溶胶-凝胶技术的优点为：常温常压可以生产、制备材料纯度高、工艺简单等，在纳米材料领域受到广泛的关注。

溶胶-凝胶法制备出的薄膜在微观结构和折射率技术方面是可调控的，然而它限制了薄膜的环境稳定性。

如果颗粒表面存在大量羟基，会使膜层寿命严重缩短。

因此，必须对其表面进行改性，以适应环境的需要。

溶胶-凝胶法近年来发展迅速，已成为低折射率薄膜的研究热点。

1. 合成方法与制备工艺1.1 合成方法汤加苗【4】等人制备高强度SiO2增透膜整个过程分为：制备溶胶、处理基片、涂膜和膜的改性四个步骤。

溶胶的制备：原料有氨水、乙醇、正硅酸乙酯。

把乙醇与正硅酸乙酯混合得A组分，乙醇和氨水混合B组分，A、B组分分别磁力搅拌一段时间后，将B组分逐渐滴入到A组分中搅拌一段时间，最后分别在室温、高温分别搅拌一段时间、干燥得溶胶。

基片的处理：将K9玻璃用碱液、乙醇、蒸馏水依次超声清洗，放入干燥瓶中干燥备用。

膜的制备：用提拉法制备薄膜，通过测试不同提拉速度下的增透膜的透光率及其他性质来选择合适的速度。

膜的改性：将薄膜高温处理，除掉膜表面易挥发的成分，然后通入氨气，缓慢升温至200℃保温一段时间后自然冷却至室温。

２∞８年第２７卷第９期化工进展ＣＨＥＭＩＣＡＬｍＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＤＩＥＥＲＤＩＧＰＲｏＧＲＥＳＳ・１４３５・Ｓｉ０２超疏水薄膜的制备和性能表征田辉，杨泰生，陈玉清（山东轻工业学院材料科学与工程学院，山东济南２５０３５３）摘要：采用溶胶一凝胶法、相分离及自组装技术，以正硅酸乙酯（ＴＥ０ｓ）为硅前体，在硅溶胶中添加聚丙烯酸（ＰＡＡ）引发相分离，通过控制ＰＡＡ的含量来控制相分离的程度，从而制备出表面微结构可控制的ｓｉ０２薄膜。

研究了聚丙烯酸含量对薄膜表面微结构及接触角的影响。

用扫描电镜（ｓＥＭ）对薄膜表面进行了表征，结果表明，Ｓｉ０，薄膜表面粗糙度随着聚丙烯酸含量的增加而增加。

最后用三甲基氯硅烷（ＴＭｃｓ）进行化学气相修饰，形成１Ｍｃｓ自组装单分子层，制备出接触角达１５８０的超疏水ｓｉ０２薄膜。

关键词：ｓｉ０２薄膜；相分离；超疏水；接触角中图分类号：ＴＱｌ３４．１文献标识码：Ａ文章编号：１０００一６６１３（２００８）０９—１４３５一０４ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｄｚａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｅＩ．－ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃＳｉ０２６ｌｍｓ死Ａ』Ｖ＾ｍｆ，＇ｍ崛死ｆｓ抛玎ｇ，ＣＨＥⅣ玩ｑ以ｇ（Ｄ印蹴ｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ卸ｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｇｈｔＩＩｌｄｕｓ缸ｌｙ，‰锄２５０３５３，Ｓｈ柚ｄ∞ｇ，ＣｈｉＩｌａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｐｅ弘ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃＳｉ０２ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｗｅ化ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｏｌ—ｇｅｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｐｈ嬲ｅｓ印ａｒａｔｉｏｎａｎｄｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｅｔｒａｅｔｌｌｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ（ＴＥＯＳ）ｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｏｆｓｉｌｉｃａａｎｄｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ（ＰＡＡ）ｗａｓａｄｄｅｄｔｏｉｎｄｕｃｅｐｈａｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．’１１１ｅｍｉｒｃｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅｅＶｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｈｃａｆｉｈｓｗｅｒｅｃｏｎ仃Ｄ１１ｅｄｂｙｐｈａｓｅｓ印ａｒａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｗａｓｅＩｌｌｌ柚ｃｅｄｐｍｐｅｒｌｙｂｙｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＰ：ＡＡ．ｍｅｆｊ‰ｔｏｆＰＡＡａｇｅｎｔｏｎｍｉｒｃｍｓｔｍｃｍｌ．ｅａＩｌｄｔｌｌｅｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｏｆＳｉ０２ｆｌｌｍｓｗｅｒｅｉｎＶｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ｎ屺ｓ呱ｆａｃｅｏｆｔ１１ｉｎｆｉｌｍｓｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｗｉｔｈＳＥＭ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｍａｔｍｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｌｌＩｌｅｓｓｏｆＳｉ０２ｎｌｉｎｆｉｈｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｍｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＰＡＡ．ＡｆｔｅｒｍｅｆｉｌｍｓｗｅｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｃｈｅｆｎｉｃａｌＶａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｒｉｍｅｍｙｌｃｌｌｌｏｒｏｓｉｌａＩｌｅ（ＴＭＣＳ），ａｓｅｌｆ．ａｓｓｅｍｂｌｅｄｍｏｎｏｌａｙｅｒｏｆｔｒｉｍｅｔｌｌｙｌｃｌｌｌｏｒｏｓｉｌａｌｌｅｗａｓｆｂ咖ｅｄｏｎｔｈｅｆｉｌＩｎｓａｎｄＳｉ０２ｔｔｌｉｎｆ＿山ｎｓｗｉｍｓｕｐｅｒ－ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｐＩ．ｏ】螂ｗｉｔｌｌｗａｔｅｒａｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅ硒Ｉｌｉｇｈａｓ１５８０ｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｋｅ）ｒｗｏｒｄｓ：ｓｉｌｉｃａｔ量ｌｉｎｆｉｌｍ；ｐＩ琊ｅｓｃｐａｒａｔｉｏｎ；ｓｕｐｅｒ－ｈｙｄｒ０１）ｈｏｂｉｃ；ｃ∞ｔａｃｔ锄酉ｅ超疏水薄膜的基础理论研究始于２０世纪５０年代，盛于９０年代。