[发明专利]节能镀膜玻璃

说明书

技术领域

本发明是一种建筑用节能镀膜玻璃。

背景技术

建筑节能是目前经济发展中亟需解决的重要课题之一。在我国的建筑能耗中，通过玻璃门窗造成的能耗占整个建筑物散热量的56%, 幕墙建筑中更是高达90%以上。目前，阳光控制、低辐射和相变节能等建筑镀膜玻璃仅通过控制各波段光线的透过率实现抗热辐射从而达到节能目的，而直接热传导是建筑物室内外热交换的另一个重要途径。所以，亟需研究适合我国气候环境的兼具抗热辐射和阻隔热传导性能的高效节能镀膜玻璃。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于冬夏温差大的气候环境的节能镀膜玻璃。

本发明的节能镀膜玻璃，在玻璃基板上自下而上依次涂覆有硅膜层、氧化硅介孔膜层和掺氟氧化锡膜层。

节能镀膜玻璃的制备方法：首先采用化学气相沉积法在玻璃基板上沉积硅膜层，膜层厚度由沉积时间决定，通常为60~80nm，然后采用溶胶-凝胶法在硅膜层上涂覆氧化硅介孔膜层，膜层厚度由重复涂覆的次数决定，膜层厚一般在10~40微米，再采用热喷涂法在氧化硅介孔膜层上喷涂掺氟氧化锡膜层，膜层厚度为300~400nm。

本发明的节能镀膜玻璃由于有多层结构，其硅膜层作为阳光控制膜，可以反射近红外波长，使遮阳系数大大提高；氧化硅介孔膜层利用介孔膜的多孔结构作为透明隔热膜，可以阻隔热传导；掺氟氧化锡膜层作为低辐射膜，可以反射中远红外辐射，减少屋内热量散失。

本发明的有益效果：多层节能膜玻璃不仅减少了热辐射造成的热量散失和传递，同时其氧化硅介孔膜减少了热量的直接传递，不仅适用于南方，也适用于冬夏温差较大的北方，增大建筑用镀膜玻璃的应用范围。

附图说明

图1是节能镀膜玻璃构成示意图。

图2是镀膜玻璃节能原理图。      

具体实施方式

以下结合附图和实例进一步说明本发明。

参照图1，本发明的节能镀膜玻璃，在玻璃基板1上自下而上依次涂覆有硅膜层2、氧化硅介孔膜层3和掺氟氧化锡膜层4。

实施例1

1）利用化学气相沉积法模拟浮法玻璃在线镀膜工艺镀硅膜：

原料气为N₂稀释的硅烷（10%SiH₄）和乙烯（C₂H₄），基板为普通5mm厚白玻，基板固定在石英管的恒温区，反应气体在混气室混合均匀后从匀速移动的喷头喷出，喷头走速即为实际生产线的基板走速，实验室C₂H₄/SiH₄比例为0.5，沉积温度为650℃，沉积硅膜厚70nm。

2）采用溶胶-凝胶法，制备介孔二氧化硅膜：

实验原料为正硅酸乙酯，无水乙醇，盐酸（质量浓度36%），去离子水和十六烷基三甲基溴化铵，前驱体各组分总摩尔比为TEOS : EtOH : HCl : H₂O : CTAB = l : 25 : 0.005 : 8 : 0.1；

首先，将预镀有Si膜的玻璃基板依次用洗洁精、乙醇和去离子水清洗后70℃烘干待用；

其次，将正硅酸乙酯TEOS，无水乙醇，水和盐酸按摩尔比：1 : 15 : 8 : 0.005 混合，在酸性条件下部分水解，搅拌1h形成溶液A，然后将CTAB的乙醇溶液按CTAB/TEOS摩尔比为0.1 : 10加入溶液A中，溶液老化一天后，形成SiO₂溶胶，将配制好的SiO₂溶胶倒入喷雾器中，加压到1.5 atm，玻璃基板走速为2 m/min，喷涂SiO₂溶胶，SiO₂介孔膜厚10微米；

最后，将镀膜玻璃基板在室温下干燥24h，在60℃完全干燥，再在500℃下煅烧2h得到SiO₂介孔膜。

3）采用热喷涂法制备掺氟氧化锡膜：

所用原料为四氯化锡、氟化铵和水，SnCl₄ : NH₄F : H₂O = 1 : 0.2 : 5，衬底保持温度为450℃，喷涂液通过空气压缩系统由雾化枪喷出，喷枪口与基板距离为10cm，喷枪流量为1.5L/min, 喷涂次数为10次，每次喷2s，每次间隔5min，掺氟氧化锡膜厚度为400nm。

本例所得镀膜玻璃透光率为20%~30%。

镀膜玻璃节能原理图参见图2。

本发明的这种镀膜玻璃既能阻挡热的直接传导又能抗热辐射。在寒冷的气候环境中，阻挡室内热量向室外的散失是节能的关键。SiO₂介孔膜阻隔热传导，阻挡室内热量向室外传递；同时，靠室内侧的掺氟氧化锡低辐射膜反射来自室内人体物体的中远红外辐射，尽量减少室内热量向室外的散失。在炎热的气候环境中，阻挡室外热量进入室内是节能的关键。SiO₂介孔膜阻隔热传导，阻挡户外热量向室内的传递。同时，当室外炎热的物体辐射传向窗玻璃时，由于Si-O键振动玻璃会吸收几乎所有波长大于4.5μm的中远红外光而升温，这时，介孔隔热膜也能阻挡玻璃热量传向室内的传导，使这部分热量通过空气对流，向室外散发。另外，当强烈的阳光照射玻璃时，其中的近红外部分热量被阳光控制膜（硅膜）反射回室外。这样室外的热量对室内的影响就会大大减弱。