[发明专利]一种具有疏水性能的透明隔热薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于隔热节能薄膜技术领域，更具体的，涉及一种具有疏水性能的透明隔热薄膜及其制备方法，可用于车载透明窗户及建筑透明窗户等领域。本发明提供的薄膜制备于衬底上，由下至上依次为氧化锌薄膜、镓掺杂氧化锌薄膜；采用氧化锌作为缓冲层材料，减小镓掺杂氧化锌薄膜与衬底之间因晶格失配引起的应力，改善镓掺杂氧化锌薄膜的电学性能得到更好的近、中红外性能。利用氧化锌与镓掺杂氧化锌薄膜之间的晶格失配，致使镓掺杂氧化锌膜的生长过程中存在张应力，形成了覆盖整个镓掺杂氧化锌薄膜表面的具有纳米孔的柱状结构，为疏水的表面性能提供了适当的粗糙度，使薄膜具有良好的疏水性，提高薄膜的环境耐久性。

技术领域

本发明属于隔热节能薄膜技术领域，更具体的，涉及一种具有疏水性能的透明隔热薄膜及其制备方法，可用于车载透明窗户及建筑透明窗户等领域。

技术背景

太阳是地球的主要热源，太阳能的波长范围分布在0.25μm到2.5μm。物质吸收太阳能会以热红外辐射的形式放出热量，这是主要的室外热源，这种辐射的波长从2.5μm到20μm。现代建筑设计趋势倾向于扩大窗口面积，窗户成为连通内部和外部环境的一个主要的热传导路径；由于未经处理的玻璃，其自身绝热性能较差，造成了内部环境不必要的热输入或热散失。若玻璃对道路和周围建筑物的热辐射起到阻隔的作用，在夏天，建筑物或车辆冷却系统的成本可以大大降低，在冬季，由于玻璃对室内加热设备和人体产生的长波辐射的反射作用，室内温度即可有效的保持。因此，在普通玻璃上制备在红外波段具有反射功能，同时能够透过可见光的薄膜可以使玻璃具有良好隔热性，有效的达到节能效果。

表面性能是一项重要的性能指标，因为它是用于确定户外设备应用可行性的一个关键特性。具有低表面自由能的表面可以减少空气中污染物的粘附性，并且由于疏水的性能，滚动的液滴可以有效地除去表面的物质，从而提高了膜的环境耐久性。

因此提供一种具有可见光波段透过功能、红外波段反射功能、疏水性能良好的薄膜对隔热节能薄膜技术领域的研究是非常有帮助的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有可见光波段透过功能、红外波段反射功能、疏水性能良好的薄膜及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种具有疏水性能的透明隔热薄膜，该薄膜制备于衬底上，由下至上依次为氧化锌薄膜、镓掺杂氧化锌薄膜；所述氧化锌薄膜的厚度为20～120nm；所述镓掺杂氧化锌薄膜厚度为1～2μm。

上述具有疏水性能的透明隔热薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)利用射频磁控溅射法在衬底上溅射一层厚度为20～120nm的氧化锌薄膜，溅射时通入氩气和氧气，通入氩气流量与氧气流量比为2～5:1～3，溅射时衬底温度为300～450℃；

2)利用射频磁控溅射法在氧化锌薄膜上制备一层厚度为1～2μm的镓掺杂氧化锌薄膜，溅射时衬底温度为25～300℃。

本发明的有益效果为：

本发明采用氧化锌作为缓冲层材料，减小镓掺杂氧化锌薄膜与衬底之间因晶格失配引起的应力，从而改善镓掺杂氧化锌薄膜的电学性能进而得到更好的近、中红外性能。利用氧化锌与镓掺杂氧化锌薄膜之间的晶格失配，致使镓掺杂氧化锌膜的生长过程中存在张应力，形成了覆盖整个镓掺杂氧化锌薄膜表面的具有纳米孔的柱状结构，为疏水的表面性能提供了适当的粗糙度，使薄膜具有良好的疏水性，提高薄膜的环境耐久性。

附图说明

图1为本发明在波长300～2500nm的透光性能曲线；

图2为本发明在波长2.5～20μm红外区域反射性能曲线；

图3为实施例1制备薄膜的表面浸润性测试图。

具体实施方式

实施例1：