[發明專利]一種無機納米透明隔熱玻璃薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201110294819.X
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102503159A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陸春華;許仲梓;倪亞茹;徐丹;趙石林
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C03C17/04
• 分類號: C03C17/04;C03C17/23
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域：

本發明涉及一種無機納米透明隔熱玻璃薄膜及其制備方法，尤其涉及一種在透明玻璃基片上通過加熱熔融玻璃化合物/納米半導體混合物形成的無機納米透明隔熱薄膜及其制備方法。

背景技術：

為解決建筑物、汽車玻璃等場所的透明隔熱問題，國內外進行了廣泛的研究和嘗試，目前市場上常見的主要有金屬鍍膜熱反射玻璃和各種熱反射貼膜等產品，以達到玻璃隔熱降溫的目的。但是這些產品存在價格高、施工不便等問題，影響了它們的應用推廣。尋找一種材料兼有良好的透明和隔熱效果且成本低從而解決玻璃的隔熱問題在節能環保方面具有廣闊的應用價值和市場前景。納米透明隔熱涂料正是在這種前提下誕生的。該發明具有卓越的透明性和對近紅外光的屏蔽作用，實用面廣、施工方便、價格相對低廉，是功能性涂料發展的一個重大突破，對國家節能減排具有十分重要的意義。

現有的納米透明隔熱涂料的基體材料均為高分子樹脂基，如專利CN101186781B、CN101230234報道的透明隔熱涂料均采用水性聚氨酯作為成膜物質，ZL200710075879.6采用聚丙烯酸樹脂作為納米隔熱功能粒子的粘結劑。樹脂基納米透明隔熱涂料只能在玻璃冷態狀態下進行薄膜的涂敷，無法結合現有浮法玻璃大規模在線連續制造工藝，實現納米透明隔熱薄膜的在線連續制備，同時也無法與玻璃高溫鋼化工藝相結合，充分利用玻璃浮法制造和鋼化過程中的熱能，降低生產成本和能耗。

目前，以玻璃化合物和納米半導體組成的混合物為功能物質，運用激光、微波或火焰加熱方式進行無機納米透明隔熱薄膜制造還未見報道。

發明內容：

本發明的目的是為了提供一種可與浮法玻璃制造工藝相結合、易于進行大規模在線連續制造的無機納米透明隔熱薄膜，本發明的另外一個目的是提供這種無機納米透明隔熱薄膜的制備方法。

本發明的技術方案為：以玻璃化合物和納米半導體組成的混合物為納米透明隔熱薄膜組成材料，該材料經過加熱熔融可在透明玻璃基片表面形成無機納米透明隔熱薄膜，本發明可與浮法玻璃制造工藝相結合在線規模化制造和高溫鋼化處理納米透明隔熱涂膜玻璃，大大降低生產成本和能耗。

本發明的具體技術方案：一種無機納米透明隔熱玻璃薄膜，其特征在于無機納米透明隔熱玻璃薄膜由玻璃化合物和均勻分布在玻璃化合物中的納米半導體共同組成；其中，納米半導體在無機納米透明隔熱玻璃薄膜中的重量百分數為1～15％；無機納米透明隔熱玻璃薄膜的厚度為0.5～100μm。

根據隔熱性能要求，通過控制玻璃化合物和納米半導體混合物的用量可調節無機納米透明隔熱薄膜厚度，薄膜厚度優選1～50μm，更優選8～30μm。

優選所述的玻璃化合物為硅酸鹽玻璃、硼硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、鉍酸鹽玻璃或鉛酸鹽玻璃中的任意一種；玻璃化合物平均顆粒尺寸分布為0.1～20μm，優選0.5～15μm，更優選1～10μm。優選所述的納米半導體至少為納米氧化銦錫(ITO)或納米氧化錫銻(ATO)中的一種；納米半導體平均粒徑為5～100nm，優選10～80nm，更優選15～40nm。

本發明還提供了上述無機納米透明隔熱玻璃薄膜的方法，采用激光、微波、火焰或電加熱方式中的一種或幾種組合，使均勻分散在透明玻璃基片上的玻璃化合物和納米半導體混合物快速熔融，形成透明的無機納米透明隔熱薄膜。

優選所述的激光由半導體激光器、Nd:YAG激光器或二氧化碳激光器中任意一種輸出的激光；其中，半導體激光器輸出的激光波長為0.8μm、0.98μm中的任意一種，優選0.98μm；Nd:YAG激光器輸出的激光波長為1.06μm；二氧化碳激光器輸出的激光波長為10.6μm；激光光束功率密度為10⁴～10⁸W/cm²。優選所述的微波為工業微波，微波工作頻率為2.45GHz，功率介于10～700KW。優選所述的火焰為乙炔火焰或氫氧火焰；火焰溫度介于1800～3000℃。所述的電加熱為硅碳棒或硅鉬棒加熱，加熱溫度為1400～1800℃。采用激光、微波、火焰或電加熱的時間一般為1-300秒；優選5-100秒。

有益效果：

1.發明的無機納米透明隔熱薄膜具有比樹脂基納米透明隔熱材料更好的耐高溫性能，無機納米透明隔熱薄膜與透明玻璃基片的粘接強度高。

2.無機納米透明隔熱薄膜的制備可與浮法玻璃制造工藝相結合，易于實現納米透明隔熱薄膜大規模在線連續制造，能有效降低生產成本和能耗。

具體實施方式：