[发明专利]利用磁控溅射法制备二氧化硅-二氧化钛复合气凝胶靶材及刚性膜制备方法

说明书

本发明提供了一种利用磁控溅射法制备二氧化硅‑二氧化钛复合气凝胶靶材及刚性膜制备方法，涉及玻璃隔热膜技术领域，包括：将钛源溶液和第一改性剂溶液混合，滴加磷酸铵水溶液，完全凝胶后陈化、置换，干燥、研磨，得到粒径200～2200nm的纳米TiO₂气凝胶芯材；将硅源溶液和第二改性剂溶液混合，加入纳米TiO₂气凝胶芯材，混合后滴加磷酸铵水溶液，完全凝胶后陈化、置换，干燥、研磨，得到粒径300～2300nm的复合气凝胶靶材。本分明改变了传统磁控溅射靶材为实心结构，利用气凝胶制备技术及材料复合技术获得SiO₂‑TiO₂气凝胶结构靶材。通过研磨工艺获得纳米粒子，通过磁控溅射技术获得刚性气凝胶膜。

技术领域

本发明涉及玻璃隔热膜技术领域，尤其是涉及一种利用磁控溅射法制备二氧化硅-二氧化钛复合气凝胶靶材及刚性膜制备方法。

背景技术

玻璃隔热膜起初是为了控制太阳能负荷造成的制热、制冷的不均衡而开发的，早期的膜仅具有将太阳辐射反射出玻璃窗外或是吸热的功能，以阻止玻璃内表面的热量增加的性能。

目前的玻璃隔热膜已广泛应用于大型建筑的幕墙玻璃和汽车的窗玻璃上，例如大部分的汽车窗玻璃都贴有隔热膜，隔热膜减少紫外线对人体和车内饰品的伤害，减缓车内设施的老化，降低车内环境的温度，改善了驾乘人员的乘车环境，同时也降低了汽车的油耗，节省用车成本。

中国专利(CN201720052999.3、CN201920913523.3、CN201920097348.5、CN202010646618.0等)都公开了气凝胶隔热膜，主要是由SiO₂气凝胶层与其他层体结构复合而成，这类隔热膜具有脆性、仅作为夹层使用，易掉粉、厚度较厚，在透光性、隔热效果和使用寿命上效果不佳。同时，目前气凝胶层通常使用溶胶凝胶法制备而成，鲜有使用磁控溅射方法制备。

此外，专利201310585016.9公开了一种SiO₂包覆TiO₂材料，但本身并非呈多孔疏水的气凝胶结构，限制了其进一步应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种SiO₂-TiO₂复合气凝胶靶材的制备方法，获得多孔、疏水结构的磁控靶材。

本发明的目的之二在于提供一种SiO₂-TiO₂复合气凝胶靶材。

本发明的目的之三在于提供一种隔热膜的制备方法，利用磁控溅射技术将气凝胶复合结构材料在玻璃上成膜，获得有纳米气凝胶结构体构成的刚性膜。

本发明的目的之四在于一种隔热膜，是一种具有透光性好，隔热性好，疏水、非脆性气凝胶等特点的膜材料。

本发明利用互联网交叉技术(二氧化硅凝胶是网络结构，二氧化钛凝胶也是网络结构，当二者混合后，网络是互穿的，不是单一网络结构)，将二氧化硅与有机钛在水凝胶阶段形成立体网络结构，采用超临界干燥方式，获得复合SiO₂-TiO₂磁控溅射气凝胶结构靶材，通过磁控溅射技术获得刚性多孔结构膜，具有优异的屏蔽光线热源及隔热功能，并与基材有优良的附着力，不掉粉、不脆化，优异的耐候性能。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种SiO₂-TiO₂复合气凝胶靶材的制备方法，包括以下步骤：

(a)获得纳米TiO₂气凝胶芯材：将钛源溶液和第一改性剂溶液混合，滴加pH值4.5-6.0的磷酸铵水溶液，完全凝胶后进行陈化、置换处理，干燥、研磨，得到粒径为200～2200nm的纳米TiO₂气凝胶芯材；