[发明专利]一种具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层及其制备方法

说明书

一种具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层及其制备方法，属功能玻璃涂层制备应用技术领域，本发明提供了一种具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层，化学式为：(Sn_xTi_1‑x‑2y)O₂(Sb_y)₂O₃，其中0.2≤x≤0.5，0.1≤y≤0.2，其近红外透过率仅有5~8%，加入聚乙烯醇和水性聚氨酯制备，具有极强的近红外屏蔽性能。产品性能稳定，制备方法简便，适合工业化生产。

技术领域

本发明提供一种具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层及其制备方法，属功能玻璃涂层制备应用技术领域。

背景技术

到达地球表面的太阳辐射能主要由紫外光(400nm,5%~3%)、可见光(400nm~780nm,43%~42%)和红外光(780nm,52%~55%)组成。红外光是太阳光的重要组成部分,也是热能的主要来源。在夏季,红外光透过玻璃层使室内温度上升,消耗大量能源;在冬季,可以把这部分能量储存起来,减少室内热量的散失。实验研究发现:具有优异的近红外屏蔽性能的材料,它可以用于智能窗的隔热涂层,有选择性的透过太阳光,减少能源的消耗和二氧化碳的排放,可以部分解决能源危机。另外,一些具有红外屏蔽功能的玻璃在光热治疗肿瘤方面也被广泛应用。在近红外激发器照射下,钨青铜纳米材料吸收近红外光,将光能转换为热能,杀死体内癌细胞,减少了化疗等手术带来的风险。

目前比较广为人知的近红外屏蔽纳米材料中,贵金属（Ag,Au等）粒子在可见光区域的透过率较低;稀土六硼化物（如LaB₆,PrB₆,NdB₆）的硬度较大,在制备过程中必须研磨;半导体氧化物（ATO、ITO等）相对稳定且在可见光区域有很高的透过率,然而它们只能有效遮蔽部分近红外光线（波长大于1500 nm）。钨青铜（M_xWO₃,M为Na⁺,K⁺,Rb⁺,Cs⁺和NH₄⁺）可见光透过率高,可以遮蔽波长大于1000 nm的近红外光,因而具备更加优越的近红外遮蔽性能。但是由于现有制备方法和涂层技术的局限，其近红外透过率仍达到10%以上，且可见光透过率较差，实际应用较不理想。因此，需要找到一种进一步降低近红外透过且兼顾可见光透过的玻璃涂层。

发明内容

1. 为了制备出纯度高、近红外屏蔽性能好的玻璃涂层。本发明提供了一种具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层及其制备方法，化学式为：(Sn_xTi_1-x-2y) O₂(Sb_y)₂O₃，其中0.2≤x≤0.5, 0.1≤y≤0.2，其近红外透过率仅有5~8%，具有极强的近红外屏蔽性能。

2. 本发明的技术方案如下：

首先按照化学计量比将SbCl₃、SnCl₄、TiCl₄溶解在去离子水中；然后不断搅拌并加入氨水调节pH至7~11，静置陈化；将得到的沉淀经过滤、洗涤和干燥，得到前驱体粉末，将得到的前驱体粉末置于坩埚中高温煅烧；然后将得到的粉末加入至去离子水中，然后球磨；球磨后在溶液中加入溶液10~20%体积分数的聚乙烯醇和水性聚氨酯，水浴加热，得到涂层溶液；将涂层溶液旋涂在玻璃样品上，最后干燥，得到具有近红外屏蔽性能的玻璃涂层；

优选的，步骤一中，所述原料的纯度均为99.9~99.99%；

优选的，步骤二中，陈化时间为8~16 h；在50~80℃下干燥2~5 h；煅烧温度为900~1100℃，煅烧时间为3~8 h；

优选的，步骤三中，球磨时间为1~5 h；加入聚乙烯醇和水性聚氨酯的质量比为2~5%；水浴加热的温度为60~80℃，加热时间为0.5~2 h；干燥温度为50~70℃，时间为0.5~2 h。