纳米二氧化硅中空粒子组成的多孔防反射薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种由纳米二氧化硅中空粒子组成的多孔防反射薄膜的制备方法：将纳米二氧化硅中空粒子配制成质量百分比浓度为0.5～3%的水分散液，通过一次自组装法在基材双面形成薄膜；并将此薄膜经高温热处理后即得到由纳米二氧化硅中空粒子组成的多孔防反射薄膜，可显著提高基材的透光率。本发明所采用的一次自组装工艺高效环保，基材选择范围广，通过调节纳米二氧化硅中空粒子的粒径及空腔体积分率即可精确调控多孔防反射薄膜的厚度和折光指数，且所制备的多孔防反射薄膜具有较好的机械强度和耐擦洗性能。

主权项

一种由纳米二氧化硅中空粒子组成的多孔防反射薄膜的制备方法，其特征在于所述方法为：(1)将纳米二氧化硅中空粒子超声分散于水中，配制成质量百分比浓度为0.5～3％的分散液，pH值为2.5‑6；所述的纳米二氧化硅中空粒子的平均直径为73～164nm，纳米二氧化硅中空粒子的空腔体积分率为0.29～0.60；所述的纳米二氧化硅中空粒子按以下方法制得：质量分数为30％的聚丙烯酸水溶液溶于质量分数为25％～28％的氨水中，充分溶解后，加入无水乙醇混合，搅拌均匀后，每隔1～2小时滴加正硅酸乙酯，共滴加3～5次，总共滴加的正硅酸乙酯的体积量以聚丙烯酸水溶液的质量用量计为2.5～18mL/g，滴加完毕后继续搅拌7～12小时后抽滤，制得以聚丙烯酸为核心、二氧化硅为壳层的纳米粒子，所得到的纳米粒子依次用无水乙醇、去离子水离心洗涤，去除纳米粒子核心部分的聚丙烯酸，制得纳米二氧化硅中空粒子；所述氨水的体积用量以聚丙烯酸水溶液的质量用量计为4～25mL/g；所述无水乙醇的体积用量以聚丙烯酸水溶液的质量用量计为140～500mL/g；(2)基材预处理：将基材放入质量分数3％～5％氢氧化钠水溶液中超声波处理20～30分钟，再用去离子水清洗，得到经过预处理的基材；(3)自组装过程：将上述经过预处理的基材浸入质量分数为1～3％的聚阳离子水溶液中，浸渍10‑30分钟后取出用去离子水清洗，然后接着浸入步骤(1)的纳米二氧化硅中空粒子的分散液中，浸渍10‑60分钟后取出，用去离子水清洗，得到自组装的基材；(4)热处理：将步骤(3)中自组装的基材放置于马弗炉中，在200～500℃下热处理1～3小时，制得由纳米二氧化硅中空粒子组成的多孔防反射薄膜。