[发明专利]一种透明隔热材料及其制法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种透明隔热材料及其制法，特别是这种透明隔热材料所制成的透明隔热膜，兼具高透明及极佳红外线阻隔特性。

背景技术

为了实现节能减碳的目的，在现有技术中，建筑物及汽车的玻璃上通常借着贴上一层隔热材料来达成隔热节能的效果。而金属氧化物的物性，具有良好隔热效果，已广泛用于做为阻隔红外线的材料。

例如，美国第5,385,751号专利揭示一种掺杂氟的氧化钨红外线阻隔材料，但制法因为是使用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition)，有制造设备昂贵及制造成本较高的缺点。

日本第特开平9-12338号公开案揭示一种红外线阻隔膜，包含由钨元素及周期表IVA族等的特定元素组成的复合钨氧化物，但制法是使用溅镀(Sputtering)方法，需将应用于承载红外线阻隔膜的透明玻璃基板曝露于高温电浆中，易造成红外线阻隔膜在成形过程中受到电浆中的高能量离子束的影响而出现缺陷；而且，为了降低红外线阻隔膜的缺陷密度，需提供退火设备来进行热处理，也有制程复杂及制造成本较高的缺点。

日本第特开2003-121884号公开案揭示一种三氧化钨粉末的制法，其方法步骤包括：将六氟化钨溶解于酒精中、从溶液中分离出沉淀物、以及在温度100～500℃条件下对沉淀物加热而制得三氧化钨粉末。而且，所述三氧化钨粉末的用途，适用于做为阻隔红外线材料使用。

美国第2006/0178254号公开案揭示一种复合钨氧化物的制法，其方法步骤包括：

a)选取三氧化钨粉末、二氧化钨粉末、钨氧化物的水合物粉末、六氯化钨粉末或钨酸铵粉末的其中一种；

b)选取含有M元素单体或化合物粉末；

所述M元素包括H、He、碱金属、碱土金属或稀土类等元素；

c)按一定比例混合步骤a)及步骤b)的粉末，并且加入乙醇或水制成钨氧化物水合物，然后干燥该钨氧化物水合物；

d)对步骤c)干燥过的钨氧化物水合物进行以下二阶段热处理：

d-1)于还原性气体环境中，例如通入氢气(H₂)条件下，以烧结温度100～850℃进行第一阶段热处理；

d-2)等待暂时恢复至室温后，再于惰性气体环境中，例如通入氩气(Ar)条件下，以烧结温度650～1200℃进行第二阶段热处理；

e)对完成二阶段热处理的复合钨氧化物进行细化研磨处理，而制得一般式为MxWyOz的复合钨氧化物微粒。

根据上述公开案的制法所制得的复合钨氧化物微粒，具有充分遮蔽红外线能力，适用于做为阻隔红外线材料使用。但，所述复合钨氧化物的制程中因为需要进行二阶段的热处理，在制法上仍然有制程复杂的缺点。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种可调式且具有高透明高隔热双重效果的复合金属钨氧氯化物及其制法，在制程中只需要进行单一步骤热处理，故具有制程简单及成本低廉的特点，而且，所制得的复合金属钨氧氯化物(以下，简称为复合钨氧氯化物)，兼具高透明及高隔热双重效果，适用于做为阻隔红外线材料使用。

本发明的复合钨氧氯化物，是利用铯(Cs)元素与含锡(Sn)或锑(Sb)或铋(Bi)一种或一种以上金属元素氯化物，在适当比例下共掺杂，与氯化钨乙醇溶液共沉积形成复合钨氧氯化物材料，其化学式为Cs_xN_yWO_3-ZCl_C，其中Cs为铯；N为锡(Sn)或锑(Sb)或铋(Bi)；W为钨；O为氧；X、Y、Z、C均为正数，且符合以下条件：

X≤1.0；Y≤1.0；Y/X≤1.0；Z≤0.6及C≤0.1；

而且，所述复合钨氧氯化物材料中的铯(Cs)容易放出一个自由电子，搭配掺杂的锡(Sn)或锑(Sb)或铋(Bi)金属元素放出四至五个自由电子，各自拥有不同的吸收波长范围，但两者对于红外线波长800～2000nm的共同波段，具有特别强的吸收能力。

本发明的复合钨氧氯化物的制法，包括以下各步骤：

a.取六氯化钨溶于乙醇而调制成溶液A；

b.取适量(比例)的氯化铯(CsCl)及含锡(Sn)或锑(Sb)或铋(Bi)金属元素的氯化物一起与水混合而调制成溶液B；

c.将溶液A与溶液B以共沉积方法生成沉淀物；

d.对步骤c的沉淀物进行单次烧结热处理制得所述复合钨氧氯化物粉体。