CN102645684A

CN102645684A - 一种玻璃硅胶菲涅尔透镜及其制造方法

Info

Publication number: CN102645684A
Application number: CN2012101341998A
Authority: CN
Inventors: 俞文生; 黄安防
Original assignee: GUANGDONG JINTIANYANG PHOTOELECTRIC CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG JINTIANYANG PHOTOELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明公开了一种玻璃硅胶菲涅尔透镜及其制造方法，解决了玻璃硅胶菲涅尔透镜存在气泡的问题。玻璃硅胶菲涅尔透镜是由无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）牢固粘合在钢化超白玻璃（1）上组成。本发明是这样实现的：以钢化超白玻璃1为基材，当抽真空至真空度为0.05～0.08Pa时，才将钢化超白玻璃（1）与已经均匀涂平硅胶（2）的菲涅尔透镜模具（3）合模，合模压力为50～200公斤/平方厘米，合模之后将温度加热至90～100℃进行固化；保持真空度、合模压力和加热温度都不变的环境下固化一段时间后，无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）牢固贴合在钢化超白玻璃（1）上，之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜。

Description

一种玻璃硅胶菲涅尔透镜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能聚光装置及其制造方法，尤其涉及一种玻璃硅胶菲涅尔透镜及其制造方法。

背景技术

太阳能作为一种主要的清洁能源，日益受到重视。采用聚光镜可提高太阳照射在单位面积上的能量密度，菲涅尔透镜作为折射式聚光镜可明显提高太阳能的利用率；玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜的结构是硅胶菲涅尔透镜牢固粘合在玻璃上，这种结构稳定性强，不容易由于热胀冷缩而影响其质量，因而其有户外耐候性好、使用寿命长等优点。不过由于现有的制造工艺的限制，所生产出来的玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜都存在透镜里面有气泡等影响聚光效果的缺点。

中国专利公开号102230981A，公开日2011年11月02日，发明创造的名称为玻璃基有机硅复合菲涅尔透镜及透镜阵列及其制备方法，该申请案公开了自然复合和真空复合两种技术方案，其中自然复合即是将已均匀涂抹了硅胶的菲涅尔透镜模具和玻璃基板在空气中静止排泡后，再将玻璃基板覆盖在透镜模具上采用滚压法进行复合；真空复合即将已均匀涂抹了硅胶的菲涅尔透镜模具和玻璃基板放入真空箱中抽真空排泡后，在真空中将玻璃基板覆盖在透镜模具上，压平并保证玻璃基板与透镜模具的相对位置，然后缓慢地向真空箱中通入空气，在均匀的大气压下，将玻璃基板和透镜模具进行复合，真空复合的真空度为0.02～1Pa。其不足之处是，自然复合的方式中，在空气中复合难以有效排去气泡，还有就是在硅胶仍处于软化甚至可流动状态下，采取滚压法进行复合，极易导致菲涅尔透镜的形状受到影响，从而影响成型后菲涅尔透镜的聚光效果；真空复合的方式中，在完成抽真空排泡后导入空气，存在空气的固化过程中，玻璃基板与透镜模具之间极为容易出现二次起泡的现象，并没有解决成型后的玻璃硅胶菲涅尔透镜不存有气泡的技术问题，气泡的存在会影响菲涅尔透镜的聚光效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在硅胶加热固化成硅胶菲涅尔透镜的工艺中，完全排走硅胶菲涅尔透镜层的气泡，最终获得无气泡的玻璃硅胶菲涅尔透镜。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：

一种玻璃硅胶菲涅尔透镜，包括钢化超白玻璃，无气泡硅胶菲涅尔透镜层牢固贴合在所述钢化超白玻璃上。

所述无气泡硅胶菲涅尔透镜层上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，所述玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘用聚氨酯边框加上封口胶密封。

上述玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，包括以下步骤：Ⅰ、以钢化超白玻璃为基材，将硅胶均匀涂平在菲涅尔透镜模具上，通过抽真空将钢化超白玻璃与已经均匀涂平硅胶的菲涅尔透镜模具之间的空气吸走；Ⅱ、当抽真空至真空度为0.05～0.08Pa时，才将钢化超白玻璃与已经均匀涂平硅胶的菲涅尔透镜模具合模，合模压力为50～200公斤/平方厘米，合模之后将温度加热至90～100℃进行固化；Ⅲ、在步骤Ⅱ的真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下，持续固化一段时间后，均匀涂平在菲涅尔透镜模具上的硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃上的无气泡硅胶菲涅尔透镜层；再进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜。

当使用透明度达92%以上的纯硅胶制造菲涅尔透镜时，加热固化时间为20～24分钟。当使用透明度达92%以上的组合硅胶制造菲涅尔透镜时，加热固化时间为5～6分钟；透明度达92%以上的组合硅胶由重量比例为5：1的透明度达92%以上的纯硅胶和固化硅胶组合而成，固化硅胶是由透明度达92%以上的纯硅胶和占固化硅胶总重量2%的透明固化剂组合而成，固化硅胶的透明度达92%以上。

将硅胶均匀涂平在菲涅尔透镜模具上之前，钢化超白玻璃均匀涂了粘贴剂，菲涅尔透镜模具均匀涂了脱模剂；粘贴剂对钢化超白玻璃和无气泡硅胶菲涅尔透镜层之间产生的贴合力大于脱模剂对无气泡硅胶菲涅尔透镜层和菲涅尔透镜模具之间产生的粘力。

本发明具有如下优点：

1、本发明所制造的玻璃硅胶菲涅尔透镜完全没有气泡；

2、与使用透明度达92%以上的纯硅胶相比，使用上述透明度达92%以上的组合硅胶制造玻璃硅胶菲涅尔透镜能让固化时间缩短3/4，为生产效率的提高及大规模量产创造了十分有利的条件；

3、钢化超白玻璃均匀涂了粘贴剂，菲涅尔透镜模具均匀涂了脱模剂；这样的措施不仅方便脱模，而且所制造出的无气泡玻璃硅胶菲涅尔透镜的结构完整光滑。

附图说明

图1为玻璃硅胶菲涅尔透镜结构示意图；

图2为菲涅尔透镜模具示意图；

图3为玻璃硅胶菲涅尔透镜的合模过程示意图；

图4为线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜的俯视示意图；

图5为点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜的俯视示意图。

具体实施方式

本发明者经过多年研发，掌握了在真空度为0.05～0.08Pa、加热固化温度为90～100℃及合模压力为50～200公斤/平方厘米等工艺条件的共同作用下，能够制造出完全无气泡的玻璃硅胶菲涅尔透镜。以下将参照图1～图5，根据玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，对如何获得玻璃硅胶菲涅尔透镜做详细介绍，下文中所提及的粘贴剂、脱模剂和固化剂都是现有技术制造硅胶透镜中所使用到的常用辅助材料；硅胶2采用透明度达92%以上的纯硅胶或透明度达92%以上的组合硅胶。

【实施例1】玻璃硅胶菲涅尔透镜制造方法的工序流程如下：如图2所示，首先将粘贴剂均匀涂在钢化超白玻璃1之上，将脱模剂均匀涂在的菲涅尔透镜模具3之上；然后使用硅胶2（本实施例中硅胶2为透明度达92%以上的纯硅胶）均匀涂平在菲涅尔透镜模具3之上；在进行抽真空前，将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3之间留有一定体积的真空腔5，如图3所示；之后开始抽真空，当抽到真空度为0.05Pa时，才将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3合模，合模压力为50公斤/平方厘米,合模之后将温度加热至90℃进行固化；在真空度、合模压力和加热温度都保持不变的条件下固化24分钟后，透明度达92%以上的纯硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃1上透明的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4；之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图1所示。若使用菲涅尔透镜模具3为线聚光式菲涅尔透镜模具，将获得线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图4所示；若使用菲涅尔透镜模具3为点聚光式菲涅尔透镜模具，将获得点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图5所示。为保护玻璃硅胶菲涅尔透镜的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4，在无气泡硅胶菲涅尔透镜层4上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，用聚氨酯边框加上封口胶对玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘进行密封。

【实施例2】玻璃硅胶菲涅尔透镜制造方法的工序流程如下：如图2所示，首先将粘贴剂均匀涂在钢化超白玻璃1之上，将脱模剂均匀涂在的菲涅尔透镜模具3之上；然后使用硅胶2（本实施例中硅胶2为透明度达92%以上的纯硅胶）均匀涂平在菲涅尔透镜模具3之上；在进行抽真空前，将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3之间留有一定体积的真空腔5，如图3所示；之后开始抽真空，当抽到真空度为0.06Pa时，才将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3合模，合模压力为100公斤/平方厘米,合模之后将温度加热至96℃进行固化；在真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下固化22分钟后，透明度达92%以上的纯硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃1上透明的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4；之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图1所示。若使用菲涅尔透镜模具3为线聚光式菲涅尔透镜模具，将获得线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图4所示；若使用菲涅尔透镜模具3为点聚光式菲涅尔透镜模具，将获得点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图5所示。为保护玻璃硅胶菲涅尔透镜的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4，在无气泡硅胶菲涅尔透镜层4上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，用聚氨酯边框加上封口胶对玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘进行密封。

【实施例3】玻璃硅胶菲涅尔透镜制造方法的工序流程如下：如图2所示，首先将粘贴剂均匀涂在钢化超白玻璃1之上，将脱模剂均匀涂在的菲涅尔透镜模具3之上；然后使用硅胶2（本实施例中硅胶2为透明度达92%以上的纯硅胶）均匀涂平在菲涅尔透镜模具3之上；在进行抽真空前，将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3之间留有一定体积的真空腔5，如图3所示；之后开始抽真空，当抽到真空度为0.08Pa时，才将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3合模，合模压力为200公斤/平方厘米,合模之后将温度加热至100℃进行固化；在真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下固化20分钟后，透明度达92%以上的纯硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃1上透明的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4；之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图1所示。若使用菲涅尔透镜模具3为线聚光式菲涅尔透镜模具，将获得线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图4所示；若使用菲涅尔透镜模具3为点聚光式菲涅尔透镜模具，将获得点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图5所示。为保护玻璃硅胶菲涅尔透镜的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4，在无气泡硅胶菲涅尔透镜层4上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，用聚氨酯边框加上封口胶对玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘进行密封。

【实施例4】玻璃硅胶菲涅尔透镜制造方法的工序流程如下：如图2所示，首先将粘贴剂均匀涂在钢化超白玻璃1之上，将脱模剂均匀涂在的菲涅尔透镜模具3之上；然后使用硅胶2（本实施例中硅胶2为透明度达92%以上的组合硅胶）均匀涂平在菲涅尔透镜模具3之上，透明度达92%以上的组合硅胶是按以下方式调配的：“将透明度达92%以上的纯硅胶和固化硅胶混合，前后两者的重量比例为5：1，上述的固化硅胶是由透明度达92%以上的纯硅胶和占固化硅胶总重量2%的透明固化剂混合组成，固化硅胶的透明度达92%以上”；在进行抽真空前，将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3之间留有一定体积的真空腔5，如图3所示；之后开始抽真空，当抽到真空度为0.05Pa时，才将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3合模，合模压力为50公斤/平方厘米,合模之后将温度加热至95℃进行固化；在真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下固化6分钟后，透明度达92%以上的组合硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃1上透明的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4；之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图1所示。若使用菲涅尔透镜模具3为线聚光式菲涅尔透镜模具，将获得线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图4所示；若使用菲涅尔透镜模具3为点聚光式菲涅尔透镜模具，将获得点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图5所示。为保护玻璃硅胶菲涅尔透镜的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4，在无气泡硅胶菲涅尔透镜层4上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，用聚氨酯边框加上封口胶对玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘进行密封。

【实施例5】玻璃硅胶菲涅尔透镜制造方法的工序流程如下：如图2所示，首先将粘贴剂均匀涂在钢化超白玻璃1之上，将脱模剂均匀涂在的菲涅尔透镜模具3之上；然后使用硅胶2（本实施例中硅胶2为透明度达92%以上的组合硅胶）均匀涂平在菲涅尔透镜模具3之上，透明度达92%以上的组合硅胶是按以下方式调配的：“将透明度达92%以上的纯硅胶和固化硅胶混合，前后两者的重量比例为5：1，上述的固化硅胶是由透明度达92%以上的纯硅胶和占固化硅胶总重量2%的透明固化剂混合组成，固化硅胶的透明度达92%以上”；在进行抽真空前，将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3之间留有一定体积的真空腔5，如图3所示；之后开始抽真空，当抽到真空度为0.08Pa时，才将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3合模，合模压力为100公斤/平方厘米,合模之后将温度加热至90℃进行固化；在真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下固化6分钟后，透明度达92%以上的组合硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃1上透明的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4；之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图1所示。若使用菲涅尔透镜模具3为线聚光式菲涅尔透镜模具，将获得线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图4所示；若使用菲涅尔透镜模具3为点聚光式菲涅尔透镜模具，将获得点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图5所示。为保护玻璃硅胶菲涅尔透镜的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4，在无气泡硅胶菲涅尔透镜层4上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，用聚氨酯边框加上封口胶对玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘进行密封。

【实施例6】玻璃硅胶菲涅尔透镜制造方法的工序流程如下：如图2所示，首先将粘贴剂均匀涂在钢化超白玻璃1之上，将脱模剂均匀涂在的菲涅尔透镜模具3之上；然后使用硅胶2（本实施例中硅胶2为透明度达92%以上的组合硅胶）均匀涂平在菲涅尔透镜模具3之上，透明度达92%以上的组合硅胶是按以下方式调配的：“将透明度达92%以上的纯硅胶和固化硅胶混合，前后两者的重量比例为5：1，上述的固化硅胶是由透明度达92%以上的纯硅胶和占固化硅胶总重量2%的透明固化剂混合组成，固化硅胶的透明度达92%以上”；在进行抽真空前，将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3之间留有一定体积的真空腔5，如图3所示；之后开始抽真空，当抽到真空度为0.08Pa时，才将钢化超白玻璃1和菲涅尔透镜模具3合模，合模压力为200公斤/平方厘米,合模之后将温度加热至100℃进行固化；在真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下固化5分钟后，透明度达92%以上的组合硅胶变成了牢固贴合在钢化超白玻璃1上透明的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4；之后进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图1所示。若使用菲涅尔透镜模具3为线聚光式菲涅尔透镜模具，将获得线聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图4所示；若使用菲涅尔透镜模具3为点聚光式菲涅尔透镜模具，将获得点聚焦玻璃硅胶菲涅尔透镜，如图5所示。为保护玻璃硅胶菲涅尔透镜的无气泡硅胶菲涅尔透镜层4，在无气泡硅胶菲涅尔透镜层4上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，用聚氨酯边框加上封口胶对玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘进行密封。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行简单修改或者等同替换均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。

Claims

1.一种玻璃硅胶菲涅尔透镜，包括钢化超白玻璃（1），其特征在于，无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）牢固贴合在所述钢化超白玻璃（1）上。

2.根据权利要求1所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜，其特征在于，所述无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）上加盖一层起保护作用的钢化玻璃，所述玻璃硅胶菲涅尔透镜与加盖的钢化玻璃之间的边缘用聚氨酯边框加上封口胶密封。

3.一种权利要求1所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，包括以下步骤：

Ⅰ、以钢化超白玻璃（1）为基材，将硅胶（2）均匀涂平在菲涅尔透镜模具（3）上，通过抽真空将钢化超白玻璃（1）与已经均匀涂平硅胶（2）的菲涅尔透镜模具（3）之间的空气吸走；其特征在于：

Ⅱ、当抽真空至真空度为0.05～0.08Pa时，才将钢化超白玻璃（1）与已经均匀涂平硅胶（2）的菲涅尔透镜模具（3）合模，合模压力为50～200公斤/平方厘米，合模之后将温度加热至90～100℃进行固化；

Ⅲ、在步骤Ⅱ的真空度、合模压力和加热温度都保持不变的环境下，持续固化一段时间后，均匀涂平在菲涅尔透镜模具（3）上的硅胶（2）变成了牢固贴合在钢化超白玻璃（1）上的无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）；再进行排气、解压、移模、脱模，就获得了玻璃硅胶菲涅尔透镜。

4.根据权利要求3所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，在步骤Ⅰ所述的抽真空之前，钢化超白玻璃（1）与已经均匀涂平硅胶（2）的菲涅尔透镜模具（3）之间留有一定体积的真空腔（5）。

5.根据权利要求3所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，所述硅胶（2）为透明度达92%以上的纯硅胶时，在步骤Ⅲ中所述的持续固化一段时间为20～24分钟。

6.根据权利要求3所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，所述硅胶（2）为透明度达92%以上的组合硅胶时，在步骤Ⅲ中所述的持续固化一段时间为5～6分钟。

7.根据权利要求6所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，所述透明度达92%以上的组合硅胶由重量比例为5：1的透明度达92%以上的纯硅胶和固化硅胶组合而成。

8.根据权利要求7所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，所述固化硅胶是由透明度达92%以上的纯硅胶和占固化硅胶总重量2%的透明固化剂组合而成，该固化硅胶的透明度达92%以上。

9.根据权利要求3所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，所述将硅胶（2）均匀涂平在菲涅尔透镜模具（3）上之前，钢化超白玻璃（1）均匀涂了粘贴剂，菲涅尔透镜模具（3）均匀涂了脱模剂。

10.根据权利要求9所述的玻璃硅胶菲涅尔透镜的制造方法，其特征在于，所述粘贴剂对钢化超白玻璃（1）和无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）之间产生的贴合力大于脱模剂对无气泡硅胶菲涅尔透镜层（4）和菲涅尔透镜模具（3）之间产生的粘力。