[发明专利]覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，尤其涉及一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法。

背景技术

低辐射玻璃(Low-E玻璃)是低辐射镀膜玻璃的简称，是在玻璃表面镀上单层或多层金属、或其他化合物的膜系产品，且镀膜层具有极低的表面辐射率。Low-E玻璃对可见光有较高的透射率，并可以将80％以上的远红外线反射回去，具有良好的阻隔热辐射透过的性能。Low-E玻璃以优异的阻热性能和良好的光学性能而著称，且Low-E玻璃的节能性能是其它普通镀膜玻璃所无法媲美的。

铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、掺杂有其它氧化物的锑锡氧化物(GTO)、以及掺杂有氧化铝的氧化锌(AZO)等功能纳米粒子具有良好的透明性、导电性，对可见光具有较高透过率，且对远红外具有较高反射率。由于上述光学及热学特性，使得功能纳米粒子在防辐射、以及隔热领域中具有较好的应用前景。但是这些功能纳米粒子用于Low-E玻璃时，必须以薄膜的形式涂覆在玻璃的表面。目前制备金属氧化物薄膜的方法很多，包括磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾分解法和甩胶法等。其中磁控溅射法是较为常用的一种制备薄膜的方法，该方法具有成膜速度快、纯度高等优点，但是磁控溅射时，靶材的利用率不高(一般低于40％)。化学气相沉积法具有产品纯度高、工艺可控以及过程连续等优点，但是由于设备复杂，因此不适用于大规模工业化生产。喷雾分解法和甩胶法是在溶胶-凝胶法基础上发展起来的新方法，因工艺简单、易于将功能材料(如功能纳米粒子)附着于玻璃表面、且适于大面积成膜等优点而得到越来越广泛的关注。甩胶法要求多次重复来增加薄膜的厚度，工艺费时且易污染，而采用喷雾分解法制备的薄膜不均匀。因此简化工艺，降低能耗、节约成本、以及使薄膜材料适合大规模工业化生产是制备薄膜材料的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，工艺简单、成本低廉，因此能实现大规模工业化生产。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，该方法包括：

步骤一：将含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在玻璃的表面，并加热所述玻璃，得到表面排列有蛋白石结构的含有羧基的聚合物微球的玻璃；

步骤二：在所述步骤一处理后的玻璃表面喷涂功能纳米粒子溶液；

步骤三：加热所述步骤二处理后的玻璃以使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃。

上述方案中，步骤一中所述含有羧基的聚合物微球大小为80nm-10μm，优选为400nm-1μm；

所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为2.0mmol/g-15.0mmol/g；

所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为0.01％-10％；

步骤二中所述功能纳米粒子溶液为：铟锡氧化物溶液、锑锡氧化物溶液、掺杂有非锑锡氧化物的锑锡氧化物溶液、掺杂有氧化铝的氧化锌溶液中的一种、或多种的混合；

步骤三中所述加热的温度为350-800℃，优选450-700℃中间；加热的时间为10-60分钟；

所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为10nm-10μm中间，优选100nm-1μm；

其中，所述步骤一和步骤二中的喷涂条件为：

喷涂的压力为1-20PSI，优选3-8PSI；喷涂点与玻璃表面的距离为15-80cm，优选15-30cm；喷射速度为0.1m/min-10m/min，优选0.5-5m/min；

所述覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的紫外线屏蔽率≥98％、红外阻隔率≥95％、可见光透过率≥80％；

这里，在所述步骤一之前，所述方法还包括：

将羧基单体、交联剂、自由基引发剂分别加入到第一溶剂中反应，得到所述含有羧基的聚合物微球；

将所述含有羧基的聚合物微球加入到第二溶剂中并搅拌，得到含有羧基的聚合物微球的溶液。

其中，所述第一溶剂为：甲醇、乙醇、乙腈、或乙酸乙酯中的一种、或几种的混合；

所述第二溶剂为：甲醇、乙醇、或乙腈中的一种、或几种的混合。

本发明所提供的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃及制备方法，具有以下的优点和特点：