[发明专利]一种节能镀膜玻璃及其制备方法

摘要

本发明公开了一种节能镀膜玻璃，以玻璃为基板，在玻璃上依次沉积二氧化钒热致变色层和二氧化硅气凝胶层。本发明结合了降低热传导和阻隔热辐射两种热传播的不同方式，提供了一种兼具隔热与热致变色功能的节能镀膜玻璃。二氧化硅气凝胶层的引入减缓了二氧化钒层的氧化，同时可以起到增透的作用。本发明还公开了该节能镀膜玻璃的制备方法，首先对玻璃基板进行亲水处理；通过溶胶‑凝胶法在亲水处理后的玻璃基板表面涂覆二氧化钒前驱体层；再通过溶胶‑凝胶法在二氧化钒前驱体层表面涂覆二氧化硅气凝胶前驱体层；最后经热处理得到节能镀膜玻璃，热处理温度为550～580℃，时间为1～10h。

主权项

1.一种节能镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）玻璃基板的亲水处理：第一步，配置稀盐酸：双氧水：去离子水为体积比为1：2：5的酸性溶液，将玻璃基板浸泡其中加热20 min，取出后用去离子水洗干净；第二步，配置氨水：双氧水：去离子水体积比为1：2：5的碱性溶液，再将玻璃基板加入其中加热煮沸20 min ，取出后再用去离子水反复冲洗，热气流烘干；（2）利用溶胶‑凝胶法在玻璃基板上涂覆二氧化钒前驱体层：用天平称取0.4972g的乙酰丙酮氧钒，溶解在15ml无水甲醇中，配置成0.125mol/L的钒溶液，逐滴加入盐酸，调节钒溶液的pH=3.5，在室温条件下磁力充分搅拌；最后加入聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯吡咯烷酮的加入量占钒溶液质量的4%，充分搅拌后，在室温条件下静置陈化一天得到钒溶胶；将制备的钒溶胶搅拌后，采用旋涂的方法在亲水处理的玻璃基板上镀膜；其中转速分为两个阶段，300r/min旋转10s，高速2800r/min旋转30s镀膜；得到的凝胶膜在50℃的烘箱干燥处理10min，得到二氧化钒前驱体层；（3）利用溶胶‑凝胶法在二氧化钒膜上涂覆二氧化硅气凝胶膜：称取2.04g甲基三甲氧基硅烷固体溶解在15 ml无水甲醇中，加入提前配置好的0.001M的乙二酸溶液1.07ml，在室温下密封磁力搅拌30min，待溶液充分混合后，将所得溶液置于保鲜膜覆盖封口，保持周围湿度在60%和室温条件下陈化1d；向陈化后的溶液中逐滴滴加浓度为14.84mol/L的氨水溶液使得最终溶胶中氨根离子含量为1.5 × 10‑2mol，在通风橱中磁力搅拌15min，注意密封不要有溶剂的挥发；最后加入1.7×10‑3mol丙三醇，搅拌15min，在保证湿度为60%的室温条件下凝胶陈化2d；将经过酸碱两步法制得的老化后的凝胶打散稀释在22ml无水甲醇中，先用磁力搅拌15min，再用均质搅拌器搅拌2min，搅拌速率为15000转/分钟，将所得均质后的液体静置半小时，得到旋涂原料；然后用旋涂法将旋涂原料旋涂在所述二氧化钒前驱体层上，具体为：取旋涂原料，缓慢滴加在高速旋转的玻璃基板上，其中第一级旋涂速率为400rpm，持续10秒，第二级旋涂速率为2200rpm，持续30秒后，再经20℃下干燥得到二氧化硅气凝胶层；（4）复合膜的热处理：将上述依次涂覆有二氧化钒前驱体层、二氧化硅气凝胶层的玻璃基底放入马弗炉中进行热处理，热处理条件为：真空气氛、升温速率为30℃/min、目标温度为550℃，热处理时间为2h，得到节能镀膜玻璃；所述节能镀膜玻璃表面的二氧化钒前驱体层的厚度为80nm，二氧化硅气凝胶层的厚度为1.3μm；所述节能镀膜玻璃的热导率为1.303 W/mK，热扩散率为0.7098mm2/s。