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如何在減反射涂層里用好中空粒子

日期:2024-12-25 13:07
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摘要:如何在減反射涂層里用好中空粒子

如何在減反射涂層里用好中空粒子


需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè),公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū),專業(yè)的光電鍍膜公司,技術(shù)背景依托中國科學(xué)院,卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工;光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

在前一篇文章《中空粒子與減反射涂層那些事兒》中,我們對(duì)減反射涂層的原理以及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了簡單的科普,也重點(diǎn)介紹了中空粒子制備以及在減反涂層中的應(yīng)用。十幾個(gè)月過去了,我們陸續(xù)收到了很多使用心得以及反饋的問題。在此,我們做一個(gè)簡單的總結(jié),算是拋磚引玉吧。

Q1:使用你們的中空粒子分散液,涂出來表觀很差,幾乎沒有硬度和附著,怎么回事?

A1:我們產(chǎn)品分中空粒子分散液跟減反射涂液。中空粒子分散液本身并不能成膜,直接涂覆分散液,*終只能得到一顆顆粒子排列在基材表面,跟基材,甚至粒子之間并沒有相互作用,即使能觀察到減反效果,也并不是完整的涂層,中空粒子需要跟粘合劑(無機(jī)硅溶膠或有機(jī)丙烯酸樹脂等)共同使用,在其他助劑的幫助下,才能形成完整的、具有一定力學(xué)性能的減反射涂層。如果是我們的減反射涂液,則可以直接使用,無需添加其他成分。

Q2:中空粒子加入我們的涂料體系中,容易發(fā)白、凝膠或沉降,體系粘度上升,如何破?

A2:減反涂層按溶劑分為水性體系跟油性體系,按固化方式又大體分為熱固體系和輻射固化體系。不同的溶劑體系跟固化方式,對(duì)中空粒子的分散體系提出了不同的要求。以玻璃的減反涂層來講,溶劑通常為醇類,熱固,所用粘合劑為硅溶膠,這就要求中空粒子表面羥基越多越好,分散介質(zhì)可以選擇水或醇類。以PET減反涂層來講,溶劑通常為酯類、醚類或酮類,UV固化,所用粘合劑多為各種類型的丙烯酸樹脂,如果硅球表面全是羥基,則很難分散,容易引起團(tuán)聚、析出或凝膠,這就要對(duì)中空粒子表面進(jìn)行處理,以增加雙鍵為宜,既能提升分散,又能參與固化交聯(lián)。然而,每一款特定的減反涂層配方不只有溶劑、粘合劑和中空粒子,可能還有流平劑、消泡劑等等,pH有酸有堿,這些都可能是引起中空粒子不穩(wěn)定的因素,所以需要具體問題具體分析。

Q3:使用中空粒子配好涂料后體系是透明的,但是在涂層干燥過程中,發(fā)現(xiàn)膜層有發(fā)霧,嚴(yán)重影響透過率,咋辦?

A3:減反射涂液的整體固含偏低,溶劑含量通常在90%以上,在如此大量溶劑的幫助下,通常很容易引起誤判,感覺中空粒子在涂料體系中分散很好,實(shí)際上,在溶劑快速揮發(fā)的過程中,中空粒子跟樹脂的不相容性逐漸體現(xiàn)出來,相分離在慢慢發(fā)生。與Q2相比,在Q3中,樹脂跟中空粒子至少都能穩(wěn)定分散在某種溶劑中。要改善這種情況,需要對(duì)中空粒子表面進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整,包括但不限于化學(xué)接枝,分散體系pH、離子強(qiáng)度的改變有時(shí)也能起到事半功倍的效果。

Q4:中空粒子跟我們的體系相容性很好,涂層固化后,也是透明的,但是透過率上不去,反射率下不來,還能調(diào)整嗎?

A4:我們回到前一篇文章中提到的菲涅耳方程以及涂層的厚度公式:

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以反射率為例,反射率*終能降低到什么水平,取決于材料折射率nc是否足夠接近n1*n2,越接近,反射率理論能降低到0,增加中空粒子的添加量,能夠降低nc,使其接近n1*n2,一旦中空粒子的比例固定下來,那么理論上,我們能夠得到的反射率就已經(jīng)固定下來了,但是有朋友測(cè)試出來的數(shù)值遠(yuǎn)高于理論值。這就要考慮另一個(gè)因素:涂層厚度h,它也要滿足上述公式。我們以這張典型的反射率曲線來說明:

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當(dāng)選擇550納米作為檢測(cè)波長時(shí),如果涂層厚度滿足上述公式,那么在550納米波長處會(huì)觀察到反射率的*低點(diǎn)(波谷),說明涂層厚度正好合適,反射率接近理論值。如果檢測(cè)到這個(gè)波谷的位置在550納米右側(cè),說明涂厚了,如果在左側(cè),則說明涂薄了。對(duì)于一款折射率固定的減反射涂料來講,這種方法可以快速確定厚度是否處于*優(yōu)值。總結(jié)一下:材料本身的折射率決定了波谷能低到什么位置(看縱軸),而涂層厚度決定了這個(gè)波谷是在目標(biāo)波長的左側(cè) 還是右側(cè)(看橫軸)。如果兩者都*優(yōu),那恭喜你,得到了一款光學(xué)性能不錯(cuò)的減反射涂層。

Q5:使用你們的中空粒子跟我們的HC樹脂(硬度夠高,耐磨不錯(cuò))調(diào)出來的減反涂料在PET表面光學(xué)效果不錯(cuò),但為啥硬度跟耐磨上不去?

A5:光學(xué)性能優(yōu)異的減反射涂層,通常厚度就在100-200納米范圍內(nèi),除了丙烯酸樹脂,里面填充有大量的無機(jī)的二氧化硅中空粒子,這本身會(huì)對(duì)涂層的力學(xué)性能造成影響。通常來說,具有3H鉛筆硬度的硬化層(HC),是基于其幾微米厚度而言,表層即使有氧阻聚,影響也不大,涂層中部及底部固化還是相當(dāng)充分的。當(dāng)把減反射涂層直接涂布于PET基材(不帶HC層)表面時(shí),因?yàn)镻ET本身也比較軟,不耐磨,不足以提供有效支撐,加之100納米涂層的表面氧阻聚會(huì)非常明顯,導(dǎo)致*終的減反涂層幾乎沒有任何硬度和耐磨性。如果只追求光學(xué)效果,這個(gè)方案是可以的。

Q6:基于中空粒子的減反射方案,能否做到硬度、耐磨跟光學(xué)兼顧?

A6:這個(gè)答案是確定以及肯定的。目前日本幾家公司提供的方案就是HC+AR的方案。這個(gè)體系相對(duì)單純的AR體系要更復(fù)雜,需要考慮HC和AR的兼容性,不是HC硬度越高越好,也不是HC固化得越充分越好。綜合我們之前研究的經(jīng)驗(yàn),在考慮一款HC是否能跟AR搭配的時(shí)候,需要考慮幾個(gè)因素:1. HC的厚度,建議3-5微米,低于3微米,硬度可能會(huì)上不來;2. HC表面的重涂性要好,也就是達(dá)因值要高一些;3. HC固化的時(shí)候能量低一些,待AR涂覆后再大幅提升能量;4. 考慮在HC中引入一些能夠跟AR反應(yīng)的其他基團(tuán)(雙鍵除外),以盡可能減少HC跟AR的物理界面;5. 在中空粒子上做文章。

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限于篇幅,今天我們先解答這6個(gè)問題,還有其他類似如何提高水滴角、如何提高耐鋼絲絨、如何在AG涂層上做AR、如何一遍涂布同時(shí)實(shí)現(xiàn)HC+AR+AF功能,我們下次再來詳聊。

來源:趙永亮 DilatoMaterials



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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè),公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū),專業(yè)的光電鍍膜公司,技術(shù)背景依托中國科學(xué)院,卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工;光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡,平板顯示,安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

    采用德國薄膜制備工藝,形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系,能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜,包括紅外薄膜、增透膜,ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜,應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研,紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館,低反射櫥窗玻璃,畫框,工業(yè)燈具照明,廣告機(jī),點(diǎn)餐機(jī),電子白板,安防監(jiān)控等。
    卷柔新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】,這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm,玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對(duì)PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無色,色彩還原性好,并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn),鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個(gè)難度和具有很好的應(yīng)用性,新意突出,實(shí)用性突出,濕法鍍膜在價(jià)格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。


  卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
    我們的愿景:卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值!
    我們的使命:有光的地方就有卷柔新技術(shù)!
    我們的目標(biāo):以高質(zhì)量的產(chǎn)品,優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù),為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
    上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力,通過鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶,努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。