覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及低辐射玻璃的制备方法技术，尤其涉及一种覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法。
【背景技术】
[0002]低辐射玻璃(Low-Ε玻璃)是低辐射镀膜玻璃的简称，是在玻璃表面镀上单层金属、多层金属、或其他化合物的膜系玻璃，且镀膜层具有极低的表面辐射率。由于所述Low-E玻璃对可见光具有较高的透射率，且能够将80%以上的远红外线反射回去，因此，所述Low-E玻璃具有良好的阻隔热辐射透过的性能。所述Low-E玻璃以优异的阻隔热辐射透过的性能和良好的光学性能而著称，且Low-E玻璃的节能性能也是其它普通镀膜玻璃无法媲美的。
[0003]在实际生活中，玻璃长期与外界接触，极易被灰尘油污等污染，对于Low-E玻璃来说，也同样存在被污染的问题。被污染的Low-E玻璃的阻隔热辐射透过的性能和光学性大大降低，且清洁被污染的Low-E玻璃的费用不菲。
【发明内容】
[0004]为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供了一种覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低福射玻璃的制备方法，能使所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低福射玻璃具有自清洁功能，且工艺简单、成本低廉，能实现大规模工业化生成。
[0005]为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0006]本发明实施例提供了一种覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括:
[0007]步骤一:采用火焰燃烧法，通过火焰喷涂装置将不完全燃烧的碳颗粒沉积在玻璃的表面，得到表面覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃；
[0008]步骤二:在所述覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃覆有仿荷叶结构的碳膜的一面喷涂功能纳米粒子溶液；
[0009]步骤三:加热所述步骤二处理后的玻璃，使所述玻璃的表面的碳颗粒燃烧，得到覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低福射玻璃。
[0010]进一步地，所述采用火焰燃烧法包括:采用有机溶剂或易燃气体为燃料，通过火焰喷涂装置将所述有机溶剂或易燃气体不完全燃烧产生的碳颗粒沉积在玻璃表面，得到表面覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃。
[0011]进一步地，所述有机溶剂包括:芳香烃、脂肪烃、脂环烃、醇类、酯类、醚类、酮类以及二醇衍生物中的一种或任意几种的混合。
[0012]进一步地，所述易燃气体包括:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷中的一种或任意几种混合。
[0013]进一步地,步骤一中所述碳颗粒的大小为1nm-1O μ m,优选为40nm_l μ m。
[0014]进一步地，步骤二中所述功能纳米粒子溶液包括:铟锡氧化物溶液、锑锡氧化物溶液、掺杂有非铺锡氧化物的铺锡氧化物溶液、以及掺杂有氧化招的氧化锌溶液中的一种、或任意几种的混合。
[0015]进一步地，步骤二中的喷涂条件为:
[0016]喷涂的压力为1-20PSI，优选为3-8PSI ；
[0017]喷涂点与所述玻璃表面的距离为15-80cm，优选为15_30cm ；
[0018]喷射速度为0.lm/min-10m/min,优选为 0.5_5m/min。
[0019]进一步地，步骤三中所述加热的温度为350-1000°C，优选为450_800°C ;所述加热的时间为10-60分钟。
[0020]进一步地，所述仿荷叶结构的功能纳米薄膜的厚度为1nm-1O μ m,优选为10nm-1 μ m。
[0021]进一步地,所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低福射玻璃的紫外线屏蔽率彡98%、红外阻隔率彡95%、可见光透过率彡80%ο
[0022]本发明实施例提供的覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，通过火焰燃烧法以及功能纳米材料喷涂法相结合的方法制备低辐射玻璃，利用有仿荷叶结构的碳膜、以及功能纳米粒子特有性能使得所述低辐射玻璃具有自清洁功能，且所述制备方法简单、成本低廉，能实现大规模工业化生成。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法的流程示意图；
[0024]图2为本发明实施例液体型火焰喷涂装置；
[0025]图3为本发明实施例气体型火焰喷涂装置。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合具体实施例及附图对本发明的实施方式进行详细描述。
[0027]图1为本发明实施例覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，如图1所示，所述方法包括:
[0028]步骤101:采用火焰燃烧法，通过火焰喷涂装置将不完全燃烧的碳颗粒沉积在玻璃的表面，得到表面覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃；
[0029]步骤102:在所述覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃覆有仿荷叶结构的碳膜的一面喷涂功能纳米粒子溶液；
[0030]步骤103:加热所述步骤102处理后的玻璃，使所述玻璃的表面的碳颗粒燃烧，得到覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低福射玻璃。
[0031]这里，所述步骤101之前，所述方法还包括:去除玻璃表面的污染物，并风干；
[0032]进一步的，所述火焰燃烧法包括:采用有机溶剂或易燃气体为燃料，通过火焰喷涂装置将所述有机溶剂或易燃气体不完全燃烧产生的碳颗粒沉积在玻璃表面，得到表面覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃；
[0033]进一步的，所述有机溶剂包括:芳香烃、脂肪烃、脂环烃、醇类、酯类、醚类、酮类以及二醇衍生物中的一种或任意几种的混合；
[0034]进一步的，所述易燃气体包括:甲烷、乙烷、丙烷、丁烷中的一种或任意几种混合；
[0035]进一步的，步骤101中所述碳颗粒的大小为1nm-1O μ m,优选为40nm_l μ m ；
[0036]步骤102中所述功能纳米粒子溶液包括:铟锡氧化物溶液、锑锡氧化物溶液、掺杂有非锑锡氧化物的锑锡氧化物溶液、以及掺杂有氧化铝的氧化锌溶液中的一种、或任意几种的混合；
[0037]步骤102中的喷涂条件为:
[0038]喷涂的压力为1-20PSI，优选为3-8PSI ;喷涂点与所述玻璃表面的距离为15_80cm,优选为 15_30cm ;喷射速度为 0.lm/min-10m/min,优选为 0.5_5m/min。
[0039]步骤103中所述加热的温度为350-1000°C，优选为450_800°C;所述加热的时间为10-60分钟；
[0040]进一步的，所述仿荷叶结构的功能纳米薄膜的厚度为1nm-1O μ m,优选为10nm-1 μ m ；
[0041]进一步的,所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低福射玻璃的紫外线屏蔽率彡98%、红外阻隔率彡95%、可见光透过率彡80%ο
[0042]本发明实施例所提供的覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，首先，利用火焰燃烧法、通过火焰喷涂装置快速使玻璃表面覆有仿荷叶结构的碳膜，所述火焰燃烧法能通过控制火焰喷涂装置中的燃料与空气的比例来控制所述火焰喷涂装置喷涂出的碳颗粒的大小；其次，通过控制所述火焰喷涂装置的火焰喷涂时间、以及喷涂点与玻璃表面的距离来控制所述仿荷叶结构的碳膜的厚度，上述工艺简单、易于控制、便于操作，能为大规模工业化生产奠定基础；
[0043]本发明实施例制备的覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃具有独特的微纳米结构，而且，由于所述低辐射玻璃的接触角大于150度，因此，所述低辐射玻璃的表面具有超疏水，当所述低辐射玻璃的表面覆有液滴时，所述液滴在运动过程中能够带走所述低辐射玻璃表面附着的灰尘，如此，使得所述低辐射玻璃具有自清洁功能；另外，由于当远红外线经所述低辐射玻璃的表面时能形成多次散射，又由于所述低辐射玻璃中功能纳米粒子的光学特性以及热学特性，因此能够降低所述低辐射玻璃的热辐射，提高紫外屏蔽率。
[0044]实施例1
[0045]步骤一:去除玻璃表面的污染物，并风干；
[0046]步骤二:将500L乙醇加入到如图2所示的液体型火焰喷涂装置中，采用火焰燃烧法，通过所述火焰喷涂装置将所述乙醇不完全燃烧后得到碳颗粒沉积在所述玻璃的表面，得到表面覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃；这里，所述碳颗粒的大小为40nm ;采用所述火焰喷涂装置的喷涂条件为:蠕动泵液体输送装置22中的蠕动泵的流量控制为lL/min，液体燃烧装置23与所述玻璃表面的距离为15厘米。
[0047]步骤三:在所述覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃覆有仿荷叶结构的碳膜的一面喷涂铟锡氧化物(ITO)溶液；所述喷涂条件中喷涂的压力为15PSI，喷涂点与所述玻璃表面的距离为30cm,喷射速度为5m/min ；
[0048]步骤四:所述步骤三处理后的玻璃，在温度500°C下加热10分钟，使所述玻璃的表面的碳颗粒燃烧，得到覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃，且所述仿荷叶结构的功能纳米薄膜的厚度为10um。
[0049]根据国标GB/T18915.2-2002中测量方法，对实施例1制备的所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的紫外线屏蔽率为98.1%，红外阻隔率为95.2%，可见光透过率为87%，雾度为1.03%，表面硬度为1.4H，所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃表面的接触角为 165ο。
[0050]图2为本发明实施例液体型火焰喷涂装置，如图2所示，所述液体型火焰喷涂装置包括:液体存储装置21、与液体存储装置连接的蠕动泵液体输送装置22、以及与蠕动泵液体输送装置连接的液体燃烧装置23和玻璃支撑装置24。
[0051]实施例2
[0052]步骤一:去除玻璃表面的污染物，并风干；
[0053]步骤二:将500L甲醇加入到如图2所示的液体型火焰喷涂装置中，采用火焰燃烧法，通过所述火焰喷涂装置将所述乙醇不完全燃烧后得到碳颗粒沉积在所述玻璃的表面，得到表面覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃；这里，所述碳颗粒的大小为I.;采用所述火焰喷涂装置的喷涂条件为:蠕动泵液体输送装置22中的蠕动泵的流量控制为1.5L/min，液体燃烧装置23与所述玻璃表面的距离为10厘米。
[0054]步骤三:在所述覆有仿荷叶结构的碳膜的玻璃覆有仿荷叶结构的碳膜的一面喷涂掺杂有氧化铝的氧化锌溶液；所述喷涂条件中喷涂的压力为20PSI，喷涂点与所述玻璃表面的距离为15cm,喷射速度为0.5m/min ；
[0055]步骤四:所述步骤三处理后的玻璃，在温度450°C下加热60分钟，使所述玻璃的表面的碳颗粒燃烧，得到覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃，且所述仿荷叶结构的功能纳米薄膜的厚度为10nm。
[0056]根据国标GB/T18915.2-2002中测量方法，对实施例2制备的所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述覆有仿荷叶结构的功能纳米薄膜的低辐射玻璃的紫外线屏蔽率为98.3%，红外阻隔率为95.0%，可见光透过率为89%，雾度为1.04%，表面