专利名称：覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法
技术领域：
本发明属于功能材料技术领域，尤其涉及一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法。
背景技术：
低辐射玻璃(Low-E玻璃)是低辐射镀膜玻璃的简称，是在玻璃表面镀上单层或多层金属、或其他化合物的膜系产品，且镀膜层具有极低的表面辐射率。Low-E玻璃对可见光有较高的透射率，并可以将80%以上的远红外线反射回去，具有良好的阻隔热辐射透过的性能。Low-E玻璃以优异的阻热性能和良好的光学性能而著称，且Low-E玻璃的节能性能是 其它普通镀膜玻璃所无法媲美的。铟锡氧化物(ITO)、锑锡氧化物(ATO)、掺杂有其它氧化物的锑锡氧化物(GTO)、以及掺杂有氧化铝的氧化锌(AZO)等功能纳米粒子具有良好的透明性、导电性，对可见光具有较高透过率，且对远红外具有较高反射率。由于上述光学及热学特性，使得功能纳米粒子在防辐射、以及隔热领域中具有较好的应用前景。但是这些功能纳米粒子用于Low-E玻璃时，必须以薄膜的形式涂覆在玻璃的表面。目前制备金属氧化物薄膜的方法很多，包括磁控溅射法、化学气相沉积法、喷雾分解法和甩胶法等。其中磁控溅射法是较为常用的一种制备薄膜的方法，该方法具有成膜速度快、纯度高等优点，但是磁控溅射时，靶材的利用率不高(一般低于40% )。化学气相沉积法具有产品纯度高、工艺可控以及过程连续等优点，但是由于设备复杂，因此不适用于大规模工业化生产。喷雾分解法和甩胶法是在溶胶-凝胶法基础上发展起来的新方法，因工艺简单、易于将功能材料(如功能纳米粒子)附着于玻璃表面、且适于大面积成膜等优点而得到越来越广泛的关注。甩胶法要求多次重复来增加薄膜的厚度，工艺费时且易污染，而采用喷雾分解法制备的薄膜不均匀。因此简化工艺，降低能耗、节约成本、以及使薄膜材料适合大规模工业化生产是制备薄膜材料的关键。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，工艺简单、成本低廉，因此能实现大规模工业化生产。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，该方法包括步骤一将含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在玻璃的表面，并加热所述玻璃，得到表面排列有蛋白石结构的含有羧基的聚合物微球的玻璃；步骤二 在所述步骤一处理后的玻璃表面喷涂功能纳米粒子溶液；步骤三加热所述步骤二处理后的玻璃以使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃。上述方案中，步骤一中所述含有羧基的聚合物微球大小为80nm-10iim，优选为400nm_lu m ；所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为2. Ommol/g-15. Ommol/g ；所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为0. 01% -10% ；步骤二中所述功能纳米粒子溶液为铟锡氧化物溶液、锑锡氧化物溶液、掺杂有非锑锡氧化物的锑锡氧化物溶液、掺杂有氧化铝的氧化锌溶液中的一种、或多种的混合；步骤三中所述加热的温度为350-800 °C，优选450-700 °C中间；加热的时间为10-60分钟；所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为IOnm-IO ii m中间,优选IOOnm-I ii m ;·
其中，所述步骤一和步骤二中的喷涂条件为喷涂的压力为1-20PSI，优选3-8PSI ;喷涂点与玻璃表面的距离为15-80cm，优选15_30cm ;喷射速度为 0. lm/min-10m/min,优选 0. 5_5m/min ；所述覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的紫外线屏蔽率>98%、红外阻隔率> 95%、可见光透过率> 80% ；这里，在所述步骤一之前，所述方法还包括将羧基单体、交联剂、自由基引发剂分别加入到第一溶剂中反应，得到所述含有羧基的聚合物微球；将所述含有羧基的聚合物微球加入到第二溶剂中并搅拌，得到含有羧基的聚合物微球的溶液。其中，所述第一溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、或乙酸乙酯中的一种、或几种的混合；所述第二溶剂为甲醇、乙醇、或乙腈中的一种、或几种的混合。本发明所提供的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃及制备方法，具有以下的优点和特点(I)利用喷涂的方法将含有羧基的聚合物微球的溶液附着在玻璃的表面，在加热使溶剂挥发的情况下，通过聚合物微球表面的羧基的氢键作用，使玻璃表面含有的羧基的聚合物微球自组装成规则排列的单层、或多层含有羧基的聚合物微球结构，即蛋白石结构，再利用喷涂的方法将功能纳米粒子溶液喷涂于表面覆有所述蛋白石结构的薄膜的玻璃上，使功能纳米粒子附着于含有羧基的聚合物微球表面上、以及含有羧基的聚合物微球间隙中，经高温加热后使含有羧基的聚合物微球分解，最终得到覆有排列成空心微球结构的功能纳米粒子薄膜的玻璃，即为本发明制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃，且上述过程中通过控制含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量能控制含有羧基的聚合物微球的层数，因此，工艺简单、易于控制、便于操作，为大规模工业化生产奠定了基础；(2)本发明的反蛋白石结构功能纳米薄膜具有独特的封闭式空心微球结构，能减少功能纳米粒子溶液的用量、降低材料成本；远红外线经反蛋白石结构功能纳米薄膜能形成多次散射，再结合功能纳米粒子的光学、热学特性，从而能有效降低热辐射，提高紫外屏蔽率。
图I为本发明实施例I中含有羧基的聚合物微球的扫描电子显微镜图；图2为本发明实施例I覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的单层低辐射玻璃结构图；图3为本发明实施例I反蛋白石结构功能纳米薄膜的扫描电子显微电镜图；图4为本发明实施例5覆有单层反蛋白石结构功能纳米薄膜的双层低辐射玻璃结构图；图5为本发明实施例5覆有双层反蛋白石结构功能纳米薄膜的双层低辐射玻璃结构图；图6为本发明实施例6含有羧基的聚合物微球的扫描电子显微镜图。附图标记说明
I、玻璃，2、反蛋白石结构功能纳米薄膜，3、真空层
具体实施例方式本发明所选用的含有羧基的聚合物微球按如下方法制备将羧基单体、交联剂和自由基引发剂按下述比例分别加入到溶剂中，混合后在50-80°C下聚合反应30-150min即可得到微米级、或纳米级含有羧基的聚合物微球；其中，所述羧基单体体积百分含量为羧基单体体积与交联剂体积之和的55% -95%;所述交联剂体积百分含量为羧基单体体积与交联剂体积之和的5% -45%;所述自由基引发剂质量百分含量为羧基单体总质量的0. 5% -5% ;所述羧基单体浓度为羧基单体体积与溶剂体积之和的0. 05-10% ；所述羧基单体为丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、马来酸酐单体中的一种、或几种的混合；所述交联剂为二乙烯基苯，双丙烯酸乙二醇酯、N，N-双烷基丙烯亚酰胺、三丙烯酸甘油酯中的一种、或几种的混合；所述自由基引发剂为偶氮二异丁氰(AIBN)、或过氧化苯甲酰(BPO)；所述溶剂为低沸点溶剂；所述低沸点溶剂为甲醇、乙醇、乙腈、或乙酸乙酯中的一种、或几种的混合。应当注意的是，含有羧基的聚合物微球的制备方法并不限制于上述描述的制备方法。实施例I本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将0. 4g偶氮二异丁腈、16mL丙烯酸单体与4mL 二乙烯基苯分别加入到IOOOmL乙腈中，在70°C下聚合反应30分钟得到交联度为20%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球的大小为400nm，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为 2. Ommol/g ；步骤二 将所述步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于甲醇中，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为0. 1% ;步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将玻璃表面风干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的单层含有羧基的聚合物微球的玻璃；其中，所述喷涂的压力为5PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为25cm ;所述喷涂时喷射速度为7m/min ；步骤五将铟锡氧化物(ITO)溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所述喷涂的压力为15PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为30cm ;所述喷涂时喷射速度为5m/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度350°C下加热60分钟，使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构纳米薄膜的厚度为20nm。其中，所述蛋白石结构为一种球形结构紧密排列的有序结构。·所述反蛋白石结构为以蛋白石结构为模板，在蛋白石结构的表面、及其空隙中填充高折射率的填充材料，填充完毕待所述填充材料在空隙间矿化后，通过锻烧、化学腐蚀、溶剂溶解等方法除去初始蛋白石结构；则原有的蛋白石结构除去后得到规则排列的球形的空气孔(即球状空心结构)，其中，空气的折射率接近1，则覆有填充材料的球形空心结构称之为反蛋白石结构。图I为本发明实施例I中含有羧基的聚合物微球的扫描电子显微镜图。将实施例I中步骤一所得到的含有羧基的聚合物微球在扫描电子显微镜下放大I万倍，观察其表观形态，从图I可以看出所述含有羧基的聚合物微球的直径为400nm。图2为本发明实施例I覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的单层低辐射玻璃结构图。实施例I所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃，其结构如图2所示，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为98. 5%，红外阻隔率为96. 2%，可见光透过率为88%，雾度为I. 05%，表面硬度为1.3H。图3为本发明实施例I所制备的反蛋白石结构功能纳米薄膜的扫描电子显微镜图；将实施例I所制备的反蛋白石结构功能纳米薄膜在扫描电子显微镜下放大I万倍，其表观形态如图3(a)所示；将反蛋白石结构功能纳米薄膜的表面层用等离子处理后，得到碗状空心结构的功能纳米薄膜，其表观形态如图3(b)所示，进而证明本发明所制备的反蛋白石结构功能纳米薄膜为球状空心结构。实施例2本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将0. Ig偶氮二异丁腈、18mL甲基丙烯酸单体与2mL双丙烯酸乙二醇酯分别加入到IOOOmL乙腈中，在50°C下聚合反应60分钟得到交联度为10%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球的大小为500nm，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为2. 8mmol/g ；步骤二 将所述步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于乙醇和甲醇的混合溶剂中，其中乙醇与甲醇的体积比为I : 1，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为1% ;
步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将玻璃表面烘干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的多层含有羧基的聚合物微球的玻璃；
其中，所述喷涂的压力为3PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为30cm ;所述喷涂时喷射速度为3m/min ；步骤五将铟锡氧化物(ITO)与锑锡氧化物(ATO)的混合溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所述喷涂的压力为8PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为80cm ;所述喷涂时喷射速度为0. 5m/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度500°C下加热30分钟，使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为25nm。其中，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，对实施例2所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为98. 4%，红外阻隔率为96. 1%，可见光透过率为85%，雾度为I. 00%，表面硬度为1.2H。实施例3本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将Ig偶氮二异丁腈、Ilg马来酸酐单体、9g N，N-双烷基丙烯亚酰胺分别加入到IOOOmL乙酸乙酯中，在80°C下聚合反应60分钟得到交联度为45%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球的大小为80nm,所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为15. Ommol/g ；步骤二 将所述步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于乙腈中，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为10% ；步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将玻璃表面烘干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的多层含有羧基的聚合物微球的玻璃；其中，所述喷涂的压力为20PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为80cm ;所述喷涂时喷射速度为10m/min ；步骤五将铟锡氧化物(ITO)溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所述喷涂的压力为IPSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为15cm ;所述喷涂时喷射速度为0. lm/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度800°C下加热10分钟，使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为IOOnm。其中，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，对实施例3所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为99. 1%，红外阻隔率为97. 2%，可见光透过率为88%，雾度为I. 00%，表面硬度为I. 1H。实施例4本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将0. Ig偶氮二异丁腈、60mL丙烯酸单体、20mL甲基丙烯酸单体、以及20mL 二乙烯基苯分别加入到IOOOmL乙腈溶剂中，在75°C下聚合反应120分钟后得到交联度为25%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球的大小为lOiim，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为2. lmmol/g ；步骤二 将所述步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于乙醇和甲醇的混合溶剂中，其中乙醇与甲醇的体积比为I : 1，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球 的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为0. 01% ;步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将玻璃表面风干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的单层含有羧基的聚合物微球的玻璃；其中，所述喷涂的压力为5PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为20cm ;所述喷涂时喷射速度为0. 5m/min ；步骤五将铟锡氧化物(ITO)溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所述喷涂的压力为3PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为20cm ;所述喷涂时喷射速度为2m/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度700°C下加热25分钟，使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为10nm。其中，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，对实施例4所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为98. 2%，红外阻隔率为97.0%，可见光透过率为90%，雾度为I. 11%，表面硬度为1.2H。实施例5本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将0. 4g过氧化苯甲酰、16mL丙烯酸单体、以及4mL三丙烯酸甘油酯分别加入到800mL乙腈和200mL乙酸乙酯的混合溶液中，在75°C下聚合反应150分钟得到交联度为20%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球的大小为400nm，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为2. Ommol/g ；步骤二 将所述步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于甲醇和乙腈的混合溶剂中，其中甲醇与乙腈的体积比为4 1，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为5% ；步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将玻璃表面风干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的多层含有羧基的聚合物微球的玻璃；其中，所述喷涂的压力为IPSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为15cm ;所述喷涂时喷射速度为0. lm/min ；步骤五将掺杂有非锑锡氧化物的锑锡氧化物溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所述喷涂的压力为5PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为30cm ;所述喷涂时喷射速度为0. lm/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度350°C下加热60分钟，使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为lym。·其中，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，对实施例5所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为98. 4%，红外阻隔率为96. 6%，可见光透过率为89%，雾度为I. 08%，表面硬度为1.2H。图4为本发明实施例5覆有单层反蛋白石结构功能纳米薄膜的双层低辐射玻璃结构图。将实施例5制备的单层玻璃与一片同尺寸的普通玻璃，通过真空加工技术重叠，得到具有单层覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的真空双层玻璃，且所述真空双层玻璃满足6+12A+6条件，6指玻璃的厚度为6毫米，12指12毫米的真空层，反蛋白石结构功能纳米薄膜层位于内层，如图4所示。根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，测得图4所示玻璃的紫外线屏蔽率为98. 4%，红外阻隔率为96. 7 %，可见光透过率为87 %，雾度为I. 02 %，表面硬度为I. 2H，传热系数(U值)为2. 3ff/m2. K。图5为本发明实施例5覆有双层反蛋白石结构功能纳米薄膜的双层低辐射玻璃结构图。将2块实施例5制备的玻璃，通过真空加工技术重叠，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的真空双层玻璃，其中，所述真空双层玻璃满足6+12A+6条件，反蛋白石结构功能纳米薄膜层均位于内层，如图5所示。根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，测得图5所示玻璃的紫外线屏蔽率为99. 2%，红外阻隔率为97.8%，可见光透过率为88%，雾度为1.01%,表面硬度I. 2H，传热系数(U值)为2. Off/m2. K。实施例6本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将0. 4g偶氮二异丁腈、16mL丙烯酸单体与4mL 二乙烯基苯分别加入到IOOOmL乙腈溶剂中，在70°C下聚合反应60分钟得到交联度为20%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球大小为I U m，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为 12. Ommol/g ；步骤二 将步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于甲醇和乙腈混合溶液中，其中甲醇与乙腈的体积比为4 1，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为0. 8% ；步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将所述玻璃表面烘干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的多层含有羧基的聚合物微球的玻璃；其中，所所述喷涂的压力为8PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为25cm ；所述喷涂时喷射速度为3m/min ；步骤五将锑锡氧化物(ATO)溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所所述喷涂的压力为15PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为70cm ；所述喷涂时喷射速度为10m/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度550°C下加热50分钟，使含有羧基的 聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为10 y m ;其中，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，对实施例6所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为98. 4%，红外阻隔率为96. 7%，可见光透过率为87%，雾度为I. 02%，表面硬度为1.2H。图6为实施例6含有羧基的聚合物微球的扫描电子显微镜图；将实施例6中步骤一所得到的含有羧基的聚合物微球在扫描电子显微镜下放大I万倍，观察其表观形态，从图6中可看出所述含有羧基的聚合物微球的直径为I U m。实施例7本实施例为覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括以下步骤步骤一将0. 4g过氧化苯甲酰、16mL丙烯酸单体、以及4mL 二乙烯基苯分别加入到IOOOmL乙腈溶剂中，在75°C下聚合反应60分钟得到交联度为20%的含有羧基的聚合物微球，其中，所述含有羧基的聚合物微球大小为5 u m，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为10. 5mmol/g ；步骤二 将步骤一得到的含有羧基的聚合物微球分散于甲醇中，搅拌后得到胶体稳定性的含有羧基的聚合物微球的溶液，且所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为10% ；步骤三将玻璃用清洁剂除掉其表面的污染物，随后将所述玻璃表面风干；步骤四将所述步骤二中得到的含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在所述步骤三处理后的玻璃表面，在加热的条件下，使玻璃表面的溶剂挥发，得到表面排列有蛋白石结构的多层含有羧基的聚合物微球的玻璃；其中，所所述喷涂的压力为15PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为55cm ；所述喷涂时喷射速度为5m/min ；步骤五将锑锡氧化物溶液(ATO)、与掺杂有氧化铝的氧化锌(AZO)溶液的混合溶液喷涂在所述步骤四处理后的玻璃表面；其中，所所述喷涂的压力为20PSI ;所述喷涂时喷涂点与玻璃表面的距离为30cm ；所述喷涂时喷射速度为3. 5m/min ；步骤六将所述步骤五处理后的玻璃，在温度450°C下加热60分钟，使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃；且所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为200nm ；
其中，根据国标GB/T18915. 2-2002的测量方法，实施例7所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃进行测量，测得所述玻璃的紫外线屏蔽率为98. 3%，红外阻隔率为96. 9 %，可见光透过率为88 %，雾度为I. 00 %，表面硬度为I. 1H。本发明所制备的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃，其紫外线屏蔽率彡98%，红外阻隔率彡95%，可见光透过率彡80%，雾度< I. 50%，表面硬度彡IH ;其中，通过采用本发明制备的真空双层玻璃的传热系数为2. 3-2. Off/m2 K ;所述真空双层玻璃满足6+12A+6条件，6指玻璃的厚度为6毫米，12指12毫米的真空层。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。·
权利要求
1.一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，该方法包括 步骤一将含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在玻璃的表面，并加热所述玻璃，得到表面排列有蛋白石结构的含有羧基的聚合物微球的玻璃； 步骤二 在所述步骤一处理后的玻璃表面喷涂功能纳米粒子溶液； 步骤三加热所述步骤二处理后的玻璃以使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低福射玻璃。
2.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述含有羧基的聚合物微球大小为80nm-10 ii m,优选为400nm_l y m。
3.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述含有羧基的聚合物微球表面的羧基含量为2. Ommol/g-15. Ommol/g。
4.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述含有羧基的聚合物微球的溶液的固含量为0.01%-10%。
5.根据权利要求I至4任一项所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，步骤二中所述功能纳米粒子溶液为铟锡氧化物溶液、锑锡氧化物溶液、掺杂有非铺锡氧化物的铺锡氧化物溶液、掺杂有氧化招的氧化锌溶液中的一种、或多种的混合。
6.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，步骤三中所述加热的温度为350-800°C，优选450-700°C ;加热的时间为10-60分钟。
7.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述反蛋白石结构功能纳米薄膜的厚度为IOnm-IO ii m,优选IOOnm-I y m。
8.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中的喷涂条件为 喷涂的压力为1-20PSI，优选3-8PSI ； 喷涂点与玻璃表面的距离为15-80cm，优选15-30cm ； 喷射速度为 0. lm/min-10m/min,优选 0. 5_5m/min。
9.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，所述覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的紫外线屏蔽率>98%，红外阻隔率彡95%，可见光透过率彡80%。
10.根据权利要求I所述的覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，其特征在于，在所述步骤一之前，所述方法还包括 将羧基单体、交联剂、自由基引发剂加入到第一溶剂中反应，得到所述含有羧基的聚合物微球； 将所述含有羧基的聚合物微球加入到第二溶剂中并搅拌，得到含有羧基的聚合物微球的溶液。
全文摘要
本发明公开了一种覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃的制备方法，包括将含有羧基的聚合物微球的溶液喷涂在玻璃的表面，并加热所述玻璃，得到表面排列有蛋白石结构的含有羧基的聚合物微球的玻璃；在所述处理后的玻璃表面喷涂功能纳米粒子溶液；加热所述处理后的玻璃以使含有羧基的聚合物微球分解，得到覆有反蛋白石结构功能纳米薄膜的低辐射玻璃。采用本发明工艺简单、成本低廉，能够实现大规模工业化生产。
文档编号C03C17/42GK102745907SQ20121028531
公开日2012年10月24日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者朱英, 江雷, 鹿现永 申请人:北京航空航天大学