[发明专利]一种增透薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃材料技术领域，涉及一种增透薄膜及其制备方法。

背景技术

增透膜作为现代光学薄膜的一个重要分支，已经被广泛应用于工业、农业、建筑、交通和军事等领域。日常生活中的镜片、平板显示器、太阳能电池及激光器等领域，增透膜都发挥着日益重要的作用。特别是应用在玻璃表面的增透膜。

在玻璃上制备增透薄膜时，根据现有的采用溶胶凝胶法制备二氧化硅增透薄膜的技术中，通常采用两种基本方案，一是在基板上制备微孔薄膜，通过孔的大小来调节折射率；另一种是由球形的纳米二氧化硅颗粒形成的薄膜，通过球形颗粒大小来调节折射率。前一种方法制备的二氧化硅薄膜的耐摩擦和耐盐雾性能较佳，但薄膜的孔隙率较小，难以制备出低折射率的薄膜，单面镀膜的平均增透一般只有2.5%左右，且通常由于毛细凝结效应使薄膜的透光率进一步降低，增透膜折射率的一致性和稳定性差；后一种方法虽然容易制备出大孔隙率的薄膜，但薄膜的耐摩擦及耐盐雾性能不佳且薄膜的厚度精度较差，从而影响到产品的使用寿命。针对上述缺陷，报道了一些改进的方法，如首先采用酸/碱两步法或酸/碱混合法制备颗粒状SiO₂和线性状SiO₂相混合的SiO₂溶胶，然后采用该溶胶制备出的SiO₂增透薄膜，该方法制备的SiO₂薄膜耐摩擦性能有所提高，但是其透光性能比较差。

发明内容

本发明为解决现有的增透膜透光性能差的技术问题，提供一种透光性能好的增透膜及其制备方法。

本发明提供了一种增透膜，该增透膜依次包括第一二氧化硅层、第二线性二氧化硅层和第三二氧化硅层；所述第一二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径为50-150nm，所述第三二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径为10-70nm；所述第一二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径与第三二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径比为1-5：1。

本发明还提供了一种增透膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备第一二氧化硅层，用碱催化法制备SiO₂颗粒溶胶，并采用溶胶凝胶法在洁净的玻璃表面上制备第一二氧化硅层；所述SiO₂颗粒溶胶中SiO2的浓度为10-30g/L，二氧化硅颗粒的平均粒径为50-150nm；

S2、制备第二线性二氧化硅层

S21将第一二氧化硅层进行漂洗后置于浓度为1-10mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液中，然后在pH为2-6的酸性SiO₂溶胶中浸渍后取出；

S22 重复步骤S21n次，构成第二PDDA/线形SiO₂双层，其中n为1-30，酸性SiO₂溶胶中SiO₂的浓度为1-100mg/mL；

S3、制备第三二氧化硅层，将覆盖了第二（PDDA/线形SiO₂）_n双层的复合薄膜经去离子水清洗后， 置于浓度为1-10mg/mL的聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液后于另一种SiO₂颗粒溶胶中浸渍后取出，即形成第三SiO₂颗粒层；SiO₂颗粒溶胶中SiO2的浓度为1-100mg/mL，二氧化硅颗粒的平均粒径为10-70nm；

S4、热处理形成增透膜；

其中，步骤S1和S3中的两种二氧化硅的平均粒径比为：步骤S1中的二氧化硅颗粒的平均粒径与步骤S3中的二氧化硅颗粒的平均粒径比为1-5：1。

本发明的增透膜引入不同粒径范围的SiO₂颗粒层，使薄膜的孔隙率提高，从而提高薄膜的透光率，玻璃单面镀膜时增透达3%以上；并且该增透膜还含有线性二氧化硅层，使SiO₂颗粒薄膜的耐摩擦和耐盐雾性能提高。并且具有好的一致性和稳定性。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种增透膜，该增透膜依次包括第一二氧化硅层、第二线性二氧化硅层和第三二氧化硅层；所述第一二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径为50-150nm，所述第三二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径为10-70nm；所述第一二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径与第三二氧化硅层的二氧化硅颗粒的平均粒径比为1-5：1。