【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及减反射涂层领域，特别涉及一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法及减反射涂层。
技术介绍
1、农业温室是一种利用太阳光创造一种适合农植物生长发育的微气候封闭结构，是农业生产的典型形式。农业温室通过科学地采光设计可以实现光照强，温度高的特点，有利于农植物光合作用。当光线通过玻璃等透明覆盖材料时，部分太阳光线将在空气和玻璃之间的界面处发生菲涅尔反射，导致光能未能充分利用。降低界面反射率对于提高太阳光的有效利用至关重要。在透明覆盖材料表面构筑折射率介于自身和空气的涂层可以有效降低光反射。
2、根据操作前后基底表面的材料增加或者减少，制备减反射涂层或减反射表面的策略可分为“减材材料”(自上而下)和增材材料(自下而上)两大类。“减材材料”策略通常采用等离子体刻蚀、纳米压印、胶体刻蚀、光刻等技术在基底表面制备出形态精准的纳米乳突阵列或者纳米椎体，然而，这些技术大多数对制造条件要求严格，需要贵重的设备，生产成本高，耗时长且不适用于大尺寸基底。此外，纳米乳突阵列由于其高的纵横比，在实际应用中易于变形甚至破坏。“增材材料”策略采用自组装，溶胶-凝胶法以及涂覆等方式在基底表面构筑多孔涂层。例如，带异种电荷的甲壳素纳米纤维的水分散液交替循环旋涂多次，得到纳米级空隙的甲壳素纳米纤维减反射涂层，然而甲壳素纳米纤维表面的亲水集团易污染而限制了其室外应用；利用溶胶-凝胶法制备的纳米级二氧化硅仅通过微弱的范德华力与基底表面相互作用，在外力作用下容易破裂甚至从基底剥离。
3、除了优异的光学性能外，减反射涂层的自清洁
4、目前，常用作低表面能材料疏水改性的氟化物对人体有毒性，并且污染土壤，破坏生态环境，因此迫切需要无氟的低表面能材料。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法及减反射涂层，通过本专利技术制备出可大规模生产、环境友好、并且适用于大尺寸温室玻璃的减反射自清洁涂层。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，包括以下步骤；
4、步骤一，制备粘结剂；
5、步骤二，制备甲壳素纳米纤维悬浮液；
6、步骤三，制备甲基硅烷化二氧化硅溶胶；
7、步骤四，制备可用于温室玻璃的减反射自清洁涂层：
8、4.1)在玻璃基底表面构筑粘结层；
9、4.2)在涂覆有粘结剂的温室材料表面构筑甲壳素纳米纤维减反射涂层；
10、4.3)在亲水的甲壳素纳米纤维涂层表面构筑一层低表面能的超疏水层；
11、4.4)将上述步骤4.3)中所得的涂覆有粘合剂/甲壳素纳米纤维/甲基硅烷化二氧化硅的基底进行烘干处理。
12、进一步地，所述步骤一中，粘结剂由对人体和环境土壤无害的植酸、聚丙烯酰胺和氯化钙组成。
13、进一步地，所述步骤一具体包括：将0.05克聚丙烯酰胺溶解到49.95克纯净水中搅拌0.5小时，制备出0.1wt％的聚丙烯酰胺溶液；在聚丙烯酰胺溶液中加入0.1克植酸和0.03克氯化钙。
14、进一步地，所述步骤二具体包括：对市售甲壳素粉末与马来酸酐混合进行酯化改性，将1.0g市售甲壳素粉末和5.0g马来酸酐在研钵中研磨混合成混合物，密封在锥形瓶中；将混合物在120℃的烘箱中加热3h，反应结束后，用纯净水彻底洗涤反应物，直至上清液的ph值为中性；用1.0m的naoh水溶液将混合物分散液的ph值调节到10.0，过量的naoh通过离心彻底洗涤，直到分散液的ph值为7.0；向甲壳素纤维悬浮液中添加纯净水，将其浓度稀释为0.5wt％～2.5wt％；用超声波细胞破碎机以500w的功率持续超声波处理45min，使甲壳素纳米纤维化，得到甲壳素纳米纤维悬浮液。
15、进一步地，所述步骤二中，所述甲壳素纳米纤维长度分布为100-325nm,宽度尺寸分布为5-50nm。
16、进一步地，所述步骤二中，对尺寸为微米级别的甲壳素粉末进行浓酸水解处理后，再用超声波破碎使甲壳素纳米纤维化。
17、进一步地，所述步骤三中，甲基硅烷化二氧化硅是通过三甲氧基甲基硅烷的水解和聚合反应以及两步酸碱催化过程制备而成的。
18、进一步地，所述步骤三具体包括：将1ml甲基硅烷化二氧化硅溶解在2ml无水乙醇中，向水解后的溶液中缓慢加入0.3ml 0.1m盐酸并搅拌10h，再加入0.3ml水、1.5ml氢氧化铵溶液和5ml无水乙醇，在室温下搅拌3h；得到的疏水性胶体悬浮液在室温静置24小时，用无水乙醇离心洗涤，除去多余的盐酸和氢氧化铵；用超声波细胞破碎以100w的功率持续超声波处理100s，得到甲基硅烷化二氧化硅溶胶。
19、进一步地，所述步骤4.1)在玻璃基底表面构筑粘结层包括：将0.8ml所述步骤一制备的粘合剂滴在基底上并保持静止3min，然后以800rpm的固定转速旋转基底40s。
20、进一步地，所述步骤4.2)在涂覆有粘结剂的温室材料表面构筑甲壳素纳米纤维减反射涂层包括：将0.8ml所述步骤二制备的甲壳素纳米纤维悬浮液旋涂于涂覆有粘结层的基底表面；所述旋涂转速为600～1800rpm，旋涂时间为40s。这一步在涂覆有粘结剂的温室材料表面构筑甲壳素纳米纤维减反射涂层，以减弱玻璃基底的光反射。
21、进一步地，所述步骤4.3)在亲水的甲壳素纳米纤维涂层表面构筑一层低表面能的超疏水层包括：将0.8ml所述步骤三制备的甲基硅烷化二氧化硅溶胶旋涂于甲壳素纳米纤维涂层表面，所述旋涂转速为2000rpm,，旋涂时间为40s。这一步在亲水的甲壳素纳米纤维涂层表面构筑一层低表面能的超疏水层，温室玻璃基底在获得减反射性能的基础以增强超疏水性能，获得自清洁能力。
22、进一步地，所述步骤4.4)中，烘干条件为80℃下加热15min。
23、本专利技术同时提供一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层，其由本专利技术所述制备方法制备而成，基底表面构筑的粘合层引入丰富的活性基团(磷酸根，氨基，羟基)与甲壳素纳米纤维表面的羟基形成氢键的方式结合，具有纳米级孔隙的甲壳素纳米纤维涂层以及具有纳米纹理结构和低表面能的甲基硅烷化二氧化硅层。
24、本专利技术具有以下有益效果：
25、本专利技术的目的在于弥补现有温室玻璃透光性和自清洁性较差的不足，通过旋涂工艺，首先在温室覆盖材料表面构筑粘结层，在覆盖材料表面引入丰富的活性基团(磷酸根，氨基，羟基)和甲壳素纳米纤维表面的羟基形成氢键的方式结合，在粘结层上构筑甲壳素纳米纤维形成减反射层，甲壳素纳米纤维表面丰富的羟基与甲基硅烷化二氧化硅上的羟基形成氢键，将甲基硅烷化二氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
2.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，粘结剂由植酸、聚丙烯酰胺和氯化钙组成。
3.如权利要求2所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：
4.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：
5.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，甲基硅烷化二氧化硅是通过三甲氧基甲基硅烷的水解和聚合反应以及两步酸碱催化过程制备而成的。
6.如权利要求5所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：
7.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4.1)包括：
8.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层
9.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤4.3)包括：
10.一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层，其特征在于，其由如权利要求1-9中任意一项所述的制备方法获得。
...【技术特征摘要】
1.一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
2.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，粘结剂由植酸、聚丙烯酰胺和氯化钙组成。
3.如权利要求2所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：
4.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：
5.如权利要求1所述的一种可用于农业温室玻璃的减反射自清洁涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，甲基硅烷化二氧化硅是通过三甲氧基甲基硅烷的水解和聚合反应...
【专利技术属性】
技术研发人员：任丽丽，张立，周江，徐健，吴楠，王泽宇，王帅，贺乾城，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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