反紫外涂层、涂层制备方法以及准分子光源与流程

本发明涉及准分子灯，特别涉及一种反紫外涂层、涂层制备方法以及准分子光源。

背景技术：

1、172nm准分子光源广泛应用于半导体制造、表面处理与改性、光化学与光解、生物与医疗、科学研究、显示技术、环境治理等多个领域。在工业应用中，通常采用氙气（xe）作为工作气体。其工作原理是：在高电压或电子束的作用下，氙气被激发，形成激发态的氙准分子（xe2）。当这些激发态的氙准分子返回基态时，会释放出172nm的紫外光。

2、传统的172nm准分子光源的灯管多采用圆管设计，并通过高电压激发氙气，然而准分子光源存在以下问题：（1）准分子光源工作时，灯管温度较高，长期运行易导致灯管变形，进而缩短其使用寿命；同时，高温对被处理工件也会产生不利影响；（2）灯管多为石英玻璃管，准分子光源工作时产生的高能光子可能引发石英玻璃的晶格缺陷，导致灯管的透光效率下降；（3）光源照度分布不集中，由于石英圆管的特性，释放172nm紫外光会向四周均匀散射，而工件通常位于灯管下方，导致实际用于处理的紫外光量极为有限；（4）在某些应用场景中，虽可通过外置反光片来增强紫外光照度，但由于紫外光需多次穿透灯管，照度衰减显著，提升效果并不理想。

3、为了提升准分子光源的照度，现有技术会在准分子灯管的内壁制备由二氧化硅和三氧化铝组成的反紫外涂层。然而，在制备反紫外涂层的过程中，二氧化硅粉体和三氧化铝粉体容易出现团聚，分散性不佳的问题，无法在灯管内壁形成致密规整的反紫外涂层，会导致紫外光反射杂乱，散射损耗大，光源照度均匀性和光能利用率大幅降低的问题。同时，团聚粉体形成的疏松多孔结构，会大幅降低反紫外涂层的致密性与结构稳定性，反紫外涂层容易开裂、脱落，会导致灯管内部反紫外涂层结构失效，光源照度大幅衰减，灯管服役寿命显著缩短。

4、此外，在对反紫外涂层干燥时，灯管内壁表面常出现水滴附着的现象，而水滴滴落到反紫外涂层上时，会导致反紫外涂层厚度不均匀甚至开裂，出现准分子光源光照度降低和石英灯管失去防护等问题。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明提供了一反紫外涂层、涂层制备方法以及准分子光源，旨在解决在制备反紫外涂层的过程中，二氧化硅粉体和三氧化铝粉体容易出现团聚，分散性不佳，会影响反紫外涂层性能的技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种反紫外涂层的制备方法，包括以下步骤：

4、s10、向容器中加入乙醇溶液，接着加入聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物，混合均匀；

5、s20、向混合体系中加入sio2粉体、al2o3粉体，继续混合均匀；

6、s30、向混合体系中依次加入去离子水、硅酸四乙酯溶液，接着缓慢滴加盐酸溶液，随后混合均匀得到涂料；

7、s40、将涂料施加在基材表面，以使基材表面形成涂层，然后对涂层进行干燥和烘烤处理，制得所述的反紫外涂层。

8、所述的反紫外涂层的制备方法中，聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的添加量为sio2粉体和al2o3粉体总质量的0.3～0.8%。

9、所述的反紫外涂层的制备方法中，硅酸四乙酯溶液的质量与sio2粉体、al2o3粉体总质量之比为（0.16～0.2）：1。

10、所述的反紫外涂层的制备方法中，去离子水、乙醇溶液、硅酸四乙酯溶液的质量比为（2.5～3.0）：（5～5.5）:1。

11、所述的反紫外涂层的制备方法中，所述基材为灯管。

12、所述的反紫外涂层的制备方法中，步骤s40中，干燥处理时使用真空器在灯管的一端吸气，吸气速度基于以下公式设定：

13、

14、其中，为灯管的长度，为灯管另一端的进气速度，、的单位均为m/s。

15、所述的反紫外涂层的制备方法中，=2～5m/s。

16、所述的反紫外涂层的制备方法中，步骤s40中烘烤处理的最高温度为780～820℃，于最高烘烤温度下的烘烤时间为30～35min。

17、本发明第二方面提供了一种反紫外涂层，由以上所述的反紫外涂层的制备方法制得。

18、本发明第三方面提供了一种准分子光源，包括以上所述的反紫外涂层。

19、有益效果：

20、本发明第一方面提供了一种反紫外涂层的制备方法，通过在分散sio2粉体和al2o3粉体之前向乙醇溶液中加入聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物，能够提升粉体颗粒的分散均匀性，使得制备得到的反紫外涂层整体更加平整、致密、结构均匀，大幅提升了反紫外涂层的紫外反射一致性，减少172nm波段的紫外光散射损耗，因此能够显著提升准分子光源的光照度和光照均匀性。与此同时，制备得到的反紫外涂层内部应力分布均匀，不会出现开裂和脱落的情况，能够持续保护石英灯管免受高能紫外光子的侵蚀，抑制玻璃晶格缺陷产生，在延长灯管使用寿命的同时，能够减少灯管透光率的下降。

21、本发明第二方面提供了一种反紫外涂层，由所述反紫外涂层的制备方法的制得，该反紫外涂层可反射172nm波段的高能光子，提升准分子光源的光照度，从而能够提高产品的处理效率；同时，该反紫外涂层具备吸热和隔热的双重功效，能够显著降低石英玻璃的使用温度，避免石英玻璃出现晶格缺陷，能够有效防止因温度升高导致的灯管变形，从而能够延长石英灯管的使用寿命并提升石英灯管的透光率。

22、本发明第三方面提供了一种准分子光源，该准分子光源能够将172nm紫外光高效反射至目标处理区域，并且该准分子光源使用寿命长，在半导体制造、表面处理、光化学合成、环境治理及生物医疗等应用场景中均能保持高效、稳定、可靠的工作性能。

1.一种反紫外涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物的添加量为sio2粉体和al2o3粉体总质量的0.3～0.8%。

3.根据权利要求1所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，硅酸四乙酯溶液的质量与sio2粉体、al2o3粉体总质量之比为（0.16～0.2）：1。

4.根据权利要求1所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，去离子水、乙醇溶液、硅酸四乙酯溶液的质量比为（2.5～3.0）：（5～5.5）:1。

5.根据权利要求1所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，所述基材为灯管。

6.根据权利要求5所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，步骤s40中，在对灯管内表面的涂层进行干燥处理时，使用真空器在灯管的一端吸气，吸气速度基于以下公式设定：

7.根据权利要求6所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，=2～5m/s。

8.根据权利要求1所述的反紫外涂层的制备方法，其特征在于，步骤s40中，烘烤处理的最高温度为780～820℃，于最高烘烤温度下的烘烤时间为30～35min。

9.一种反紫外涂层，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的反紫外涂层的制备方法制得。

10.一种准分子光源，其特征在于，包括权利要求9所述的反紫外涂层。