[发明专利]一种低辐射自清洁复合功能玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃技术领域，主要体涉及一种低辐射白清洁复合功能玻璃的制备方法。 

技术背景

传统低辐射玻璃的基本结构为：玻璃、介质层、银层、介质层。其中对外线起反射作用的主要功能层是金属(Ag)涂层，但金属银层涂层导致透光率降低，光的反射提高。金属涂层的致命缺点是理化性能不好，受大气腐蚀会在玻璃板面上形成斑点，进而造成膜层脱落，失去低辐射性能，影响美观。一般使用必须制成中空玻璃，并以惰性气体冲入中空，以免膜层脱落。产品成本较高，只能用于高档建筑物和车辆的侧窗。 

低辐射玻璃通常采用的制备方法是用磁控溅射设备进行溅射镀膜。该方法需在高真空状态下进行，因此，当产品规格越大对设备的要求越高，制造难度越大，设备投入昂贵。此种方法属离线方式，不能实现连续生产，产品制成成本高，使用该方法制备的镀膜玻璃高温稳定性能差，不能加热处理，不能实现镀膜玻璃的钢化和热弯等再加工过程，限制其推广应用。 

自清洁技术近年得到广泛的研究和应用，它是运用锐钛矿型TiO：经光照表面具有的超亲水性，从而使其对水完全浸润达到自清洁的功能。通常的制膜方法为溶胶一凝胶浸润提拉法，该方法为将镀制物浸入配制好的溶胶中，匀速提拉在镀制物表面成膜，再经晶化处理。该方法生产效率低，不能实现连续化生产，产品成本高。不适宜产业化生产。 

专利CN11562843A提到一种低辐射自清洁玻璃，这是一种主要由氮化钛基起主要作用的多层膜结构的低辐射自清洁镀膜玻璃，由磁控溅射法生产，该方法通过控制TiN_x的化学计量数可控制x膜层的颜色变化，由于TiN_x膜层使功能玻璃着色，造成玻璃的透过率降低，该方法制备的产品的低辐射率范围为0.28～0.35。由于膜层的颜色随厚度变化，使该种功能玻璃很难达到高透过率下低辐射率的要求。 

发明内容

本发明的目的是提出一种低辐射自清洁复合功能玻璃的制备方法，使其具有低辐射和自清洁双重功能。 

本发明实现上述目的采取的技术方案是：低辐射自清洁复合功能玻璃为多膜层，从外层向内层依次为SiO₂过渡层，离子掺杂SnO₂层，离子掺杂SiO₂-TiO₂层；所述SiO₂过渡层的厚度为20～30nm，离子掺杂SnO₂层的厚度为200nm～300nm，离子掺杂SiO₂-TiO₂层的厚度为10～20nm。 

所述的离子掺杂SnO₂层采用的掺杂离子为Sb³⁺与F^-二者的混合。 

所述的离子掺杂层SiO₂-TiO₂采用的掺杂离子为La³⁺。 

所述制备方法为溶胶-凝胶法。结合雾化沉积法，即采用微细雾化方式，将SiO₂或SnO₂或SiO₂-TiO₂溶胶分别进行雾化，并分别随载气输送到在线玻璃板面上部，利用溶胶在450℃～550℃温度下的热分解胶凝过程进行热沉积，在在线玻璃板面上依次形成膜层。 

本发明所述多层膜玻璃的控制厚度分别为：隔离层：20～30nm，SnO₂层：200nm～300nm，TiO₂层：10～20nm。 

本发明所述隔离层材料为SiO₂，主要作用是隔离玻璃基板中的钠、钾等离子向外层功能膜的扩散，改善膜层间的结合性、提高透光率和热稳定性；第二层Sb³⁺、F^-掺杂SnO₂层实现玻璃的低辐射功能。外层离子掺杂SiO₂-TiO₂层起保护SnO₂层并使玻璃具有自清洁功能。 

本发明SiO₂溶胶的制备方法：将正硅酸乙酯、乙二醇、去离子水混合，加入无机酸或有机酸做催化剂，室温密闭搅拌5个小时以上，制成SiO₂溶胶。其中正硅酸乙酯、乙二醇、去离子水、无机酸或有机酸摩尔比控制为：1∶10～15∶6～10∶0.03。