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专利号: 2014103612175
申请人: 天津市职业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 染料;涂料;抛光剂;天然树脂;黏合剂;其他类目不包含的组合物;其他类目不包含的材料的应用
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种太阳电池玻璃自清洁减反射光转换涂料,在太阳光谱紫外和可见光范围内均具有光催化功能,其特征在于自清洁功能主组分是氟锡铽掺杂纳米TiO2水溶胶,辅助组分是碱性纳米SiO2水溶胶和酸性纳米SiO2水溶胶,涂料按质量百分比组成如下:

5%碱性纳米SiO2水溶胶(平均粒径20nm) 25.0%-50.0%

5%酸性纳米SiO2水溶胶(平均粒径10nm) 15.0%-25.0%氟锡铽掺杂5%纳米TiO2水溶胶(平均粒径30nm) 5%-10%

氟化镁水溶胶(平均粒径30nm) 0.05%-0.15%硝酸铵[NH4NO3] 0.05%-0.1%硝酸[HNO3] 0.05%-0.1%

5%表面活性剂水溶液 0.5%-1.0%

5%偶联剂水溶液 0.5%-1.0%去离子水 余量。

2.按权利要求1所述太阳电池自清洁减反射光转换涂料,其特征在于涂料镀膜后在玻璃钢化温度下形成二氧化硅为载体的氟锡铽掺杂光催化剂,同时还作为光转换材料和减反射材料,显著提高太阳光透过率。

3.按权利要求1所述太阳电池自清洁减反射光转换涂料,其特征在于涂料具有良好减反射效果,膜层在80-180℃固化后太阳电池玻璃透光率94.2%-94.5%,镀膜玻璃钢化后透光率94.7%-95.0%。

4.按权利要求1所述太阳电池自清洁减反射光转换涂料,其特征在于涂料具有良好自

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清洁效果,镀膜玻璃表面水接触角3-7°,膜层表面电阻10,紫外光照射1小时后膜层表面油酸的降解效率92%-96%,太阳光照射1小时后膜层表面油酸的降解效率65%-75%。

5.一种权利要求1所述太阳电池自清洁减反射光转换涂料的生产方法,其特征在于以氟硅酸镁代替高腐蚀性和高毒性的氟化氢作为氟源生产氟锡铽掺杂的二氧化钛水溶胶,副产物氟化镁和二氧化硅也是良好减反射材料,安全环保,生产成本低,生产过程包括以下步骤:(1)将硅酸乙酯在乙醇水溶液中碱性水解,控制原料的质量百分比为:99%硅酸乙酯:

94%乙醇:去离子水:10%氨水 = 1:2-4:0.5-1.0:0.01-0.05,反应完成后加入去离子水,在60-65℃下真空蒸馏分离乙醇,得到质量百分浓度为5%的碱性纳米SiO2水溶胶,平均粒径20nm;

(2)将硅酸乙酯在乙醇水溶液中酸性水解,控制原料的质量百分比为:99%硅酸乙酯:

94%乙醇:去离子水:20%稀硝酸 = 1:2-4:0.5-1.0:0.01-0.05,反应完成后加入去离子水,在60-65℃下真空蒸馏分离乙醇,得到质量百分浓度为5%的酸性纳米SiO2水溶胶,平均粒径10nm;

(3)将5%的碱性纳米SiO2水溶胶和5%的酸性纳米SiO2水溶胶在搅拌下混合,控制质量比为1:0.2-0.5,搅拌反应0.5-2小时后用质量百分浓度为20%的稀硝酸溶液调节混合水溶胶pH 2.0-2.5,得到SiO2减反射水溶胶;

(4)在搅拌下向SiO2减反射水溶胶中加入氟锡铽掺杂纳米TiO2混合水溶胶,控制原料摩尔比:SiO2:TiO2 = 1:0.025-0.075,用质量百分浓度10%的氨水调节混合水溶胶pH4-6,继续搅拌反应0.5-1小时,使纳米SiO2水溶胶与氟铽掺杂纳米SnO2水溶胶和氟锡铽掺杂纳米TiO2共聚合,当水溶胶粘度开始明显增大时,再用质量百分浓度为20%的稀硝酸溶液调节水溶胶pH1.8-2.5,得到稳定的自清洁减反射光转换水溶胶;(5)向自清洁减反射光转换水溶胶中加入表面活性剂、偶联剂和去离子水,搅拌均匀后陈化8-12小时,制得固体质量百分含量2%-5%的自清洁减反射光转换涂料。

6.一种权利要求5所述太阳电池自清洁减反射光转换涂料的生产方法,其特征在于氟锡铽掺杂纳米TiO2水溶胶的过程为:(1)将硫酸氧钛、四氯化锡和硝酸铽溶于去离子水中配制成0.2-0.5mol/L的混合盐溶液,控制原料摩尔比为:TiOSO4:SnCl4 :Tb(NO3)3 = 1:0.1:0.1, 在搅拌下加入质量百分浓度10%的氨水,使钛锡铽离子以氢氧化物形式共沉淀,调节溶液pH8-9使沉淀完全;

(2)过滤和洗涤钛锡铽氢氧化物沉淀物,将氢氧化物沉淀与过氧化氢水溶液混合,控制原料摩尔比:(Ti+ Sn +Tb):H2O2 = 1:1.5-3,在60-65℃下加热胶溶1-2小时使氢氧化物沉淀与过氧化氢络合完全胶溶;

(3)向以上水溶胶中加入质量百分浓度10%的氟硅酸镁水溶液,在0.2MPa和100-120℃条件下水热反应4-8h, 然后加入质量百分浓度10%的硝酸镁水溶液中和产生的氢氟酸,控制原料摩尔比:(Ti+ Sn +Tb):Mg2SiF6 :Mg(NO3)2= 1:0.2:0.2,得到氟锡铽掺杂5%纳米TiO2水溶胶、氟化镁水溶胶和二氧化硅水溶胶的混合水溶胶,平均粒径30nm 。