專利名稱：一種透明隔熱玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透明隔熱玻璃，尤其涉及一種納米透明隔熱涂層，擁有良好隔熱性能的隔熱玻璃，可廣泛應(yīng)用于汽車車窗、建筑物窗戶等場合。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，玻璃的隔熱問題的解決，通常采用貼膜、隔熱紙的方式來實(shí)現(xiàn)。普通遮陽膜、隔熱紙固然可以遮陽，也阻擋了可見光的透入，影響視線。
根據(jù)資料顯示，中國專利CN93110358.4(玻璃透明隔熱膜的制備方法及專用噴頭)采用常壓化學(xué)汽相沉積工藝在玻璃表面形成透明隔熱薄膜。
中國專利CN98100128.9(隔熱、除霜鍍膜玻璃的制備方法)發(fā)明了一種隔熱鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于將銦錫合金陶瓷靶材濺射到加熱至260～350℃的透光率大于80％的玻璃表面，經(jīng)表面高溫化學(xué)反應(yīng)生成具有隔熱性能的透明導(dǎo)電膜(ITO膜)中國專利CN01107749.2(涂覆低輻射膜的玻璃)發(fā)明一種帶有低輻射膜涂層的玻璃，它由玻璃基本片和低輻射膜組成，其中低輻射膜中含有金屬Ag或Cu，及Al2O3。
上述專利所用的隔熱玻璃膜層均采用濺射的方法來實(shí)現(xiàn)玻璃表面的功能膜層，其制備方法相對復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服上述技術(shù)存在的不足，提出了一種透明隔熱玻璃的制備方法，即采用納米涂料涂覆的方式，在不影響玻璃透明性的前提下實(shí)現(xiàn)玻璃的隔熱功能，其制備方法較為簡便，在基本不影響玻璃透光性能的前提下，大幅提高其隔熱性能。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為首先制備納米透明隔熱功能涂料，然后把涂料通過噴涂和刷涂的方式涂覆在玻璃表面，干燥固化后，得到擁有隔熱功能的玻璃。
在本專利申請人已經(jīng)擁有的專利CN200410014672.4“納米透明隔熱復(fù)合涂料”的基礎(chǔ)上，改進(jìn)涂料配方，用噴涂和刷涂的方法在普通玻璃表面涂覆納米透明隔熱涂層，發(fā)明并制備了三類涂覆有透明隔熱涂層的隔熱玻璃，分別為涂膜隔熱玻璃、單層涂膜中空隔熱玻璃、雙層涂膜中空隔熱玻璃，用于汽車窗口、建筑窗口等場合。
相關(guān)測試數(shù)據(jù)顯示，這三種新型隔熱玻璃的可見光透過率均可達(dá)70％以上，完全達(dá)到國際/國家有關(guān)機(jī)構(gòu)制定的汽車前擋風(fēng)玻璃透光率不得低于70％的標(biāo)準(zhǔn)；對于紫外線幾乎全部被吸收；對于占太陽能50％的近紅外光，也能達(dá)到60～80％的阻隔；如果應(yīng)用于汽車，采用這種隔熱玻璃后，汽車儀表盤部位的溫度可以下降8～18攝氏度。由于車內(nèi)溫度明顯下降，大大減輕了空調(diào)的負(fù)荷，從而起到了降低能源消耗的作用，對于汽車的節(jié)能起到很大作用。如果應(yīng)用于建筑物窗玻璃，不僅不影響建筑物的采光效果，而且依照建筑物窗口的大小，可使得建筑物室內(nèi)溫度降低5～8℃，對于建筑物空調(diào)節(jié)能具有非常積級的意義。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為一種透明隔熱玻璃，其特征在于由玻璃基板和透明隔熱涂層組成；其中所述的隔熱涂層的組份及重量份數(shù)如下高分子樹脂 30～65納米粉體 5～20涂料助劑 1～10稀釋劑 29～58其中所述的涂層中高分子樹脂為水性聚氨酯或環(huán)氧樹脂；納米粉體為至少含有氧化錫銻(ATO)或氧化銦錫(ITO)，和四氧化三鐵(Fe3O4)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或氧化鋅(ZnO)中的任意一種或任意兩種組合，粒徑范圍為20～80nm；涂料助劑至少包括分散劑、流平劑、消泡劑、成膜助劑和增稠劑的一種。所述的分散劑為一種聚合物型陰離子分散劑；流平劑為丙烯酸共聚物或非反應(yīng)型聚醚改性聚硅氧烷；消泡劑為改性聚硅氧烷；成膜助劑為乙二醇單丁醚/二丙二醇丁醚混合物；增稠劑為一種羥基丙烯酸水溶性分散液；稀釋劑為水和/或醇類。所述的玻璃基板為普通玻璃基板。
本發(fā)明所述納米透明隔熱涂層的制備方法為首先按配方將上述原料通過機(jī)械共混的方法制備成涂料，然后采用噴涂和刷涂的方法將含有納米粒子的透明隔熱涂層涂覆在玻璃上，在60～180℃的溫度下固化1～2小時，即夠成納米透明隔熱涂層涂覆的玻璃。
本發(fā)明所述的隔熱玻璃可以由一層為普通玻璃和一層為透明隔熱涂層組成結(jié)構(gòu)詳見示意圖1其中玻璃表面隔熱涂層厚度為20～50μm；納米粒子的特殊功能作用使得涂層不僅在可見光區(qū)達(dá)到70％以上透過率、近紅外光區(qū)屏蔽率達(dá)到60％以上，紫外光則幾乎全部吸收屏蔽。
本發(fā)明所述隔熱玻璃也可由單層涂膜和二層玻璃組成的中空隔熱玻璃其結(jié)構(gòu)示意圖見圖2二層玻璃基板和透明隔熱涂層構(gòu)成，首先在其中一層玻璃的內(nèi)壁用噴涂的方法在普通中空玻璃的單層內(nèi)壁涂覆透明隔熱涂層(根據(jù)使用場合的不同，可選擇把涂層涂覆在上層玻璃內(nèi)壁或下層玻璃內(nèi)壁)，其中透明隔熱涂層的厚度為10～30μm，由于納米粒子的特殊作用，使得整個中空玻璃不僅在可見光區(qū)可達(dá)到70％以上的透過率，而且近紅外區(qū)的屏蔽率達(dá)到60％以上，最高可達(dá)80％，且其紫外光的透過率低于2％。并且具有良好的耐候性能，一般條件下使用壽命達(dá)6年以上。
本發(fā)明所述隔熱玻璃也可為兩層涂膜和二層玻璃組成中空隔熱玻璃。結(jié)構(gòu)示意圖見圖3其中透明隔熱涂層的厚度為10～30μm，由于納米粒子的特殊作用，使得整個中空玻璃不僅在可見光區(qū)可達(dá)到70％以上的透過率，而且近紅外區(qū)的屏蔽率達(dá)到65％以上，最高可達(dá)80％，且其紫外光的透過率低于2％。具有良好的耐候性能，一般條件下使用壽命達(dá)6年以上。
有益效果1、本發(fā)明所述的隔熱玻璃在基本不影響玻璃透光性能的前提下，能大幅提高其隔熱性能。參照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，對本發(fā)明納米透明隔熱涂料的基本性能進(jìn)行測定，結(jié)果證明本發(fā)明隔熱玻璃在不影響原有玻璃基本性能的情況下，大大提高了其隔熱性能。本發(fā)明所述隔熱玻璃其可見光透過率均在70％以上，同時，本發(fā)明的幾種玻璃均提供了60％以上的近紅外屏蔽率，98％以上的紫外光屏蔽率。因此本發(fā)明納米透明隔熱涂層涂覆的隔熱玻璃具有透明、屏蔽紫外線、屏蔽紅外線、隔熱等特性。其綜合性能優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。
2、本發(fā)明其制備方法較為簡便，成本低廉，其制作成本是隔熱型LOW-E玻璃的1/3。


圖1為單層隔熱玻璃1結(jié)構(gòu)示意圖，其中1納米透明隔熱涂層；2普通玻璃。
圖2為單層涂膜中空隔熱玻璃結(jié)構(gòu)示意圖，3為空氣層。
圖3雙層涂膜中空隔熱玻璃結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和有關(guān)圖表對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。
實(shí)例1單層涂膜隔熱玻璃，由一層玻璃和一層涂膜組成，涂膜的厚度為30μm。隔熱玻璃組成及結(jié)構(gòu)見表1、表2表1 單層涂膜隔熱玻璃的結(jié)構(gòu)

表2 透明隔熱涂層的成份

通過刷涂的方法將透明隔熱涂料涂覆在玻璃上，在一定的成膜條件下干燥成膜，構(gòu)成涂覆有透明隔熱涂膜的玻璃，這種隔熱玻璃具有良好的隔熱性能和可見光透過率，經(jīng)過相關(guān)測試和計(jì)算其性能可達(dá)到相關(guān)的LOW-E玻璃的性能，其紫外光屏蔽率達(dá)98％，其它具體數(shù)據(jù)見表3表3 涂覆有透明隔熱涂層的玻璃的光學(xué)/隔熱性能

實(shí)例2單層涂膜中空隔熱玻璃，由兩層玻璃和一層涂膜組成，涂膜的厚度為25μm。隔熱玻璃組成及結(jié)構(gòu)見表4，涂層的成份及組成見表5。
表4 單層涂膜中空隔熱玻璃的結(jié)構(gòu)

表5 透明隔熱涂層的成份

通過噴涂的方法將透明隔熱涂料涂覆在玻璃上，在一定的成膜條件下干燥成膜，將涂覆有透明隔熱涂層的玻璃與另一片未涂覆涂層的玻璃構(gòu)成中空玻璃(涂膜在內(nèi)壁)，這種中空隔熱玻璃具有良好的隔熱性能和可見光透過率，經(jīng)過相關(guān)測試和計(jì)算其性能可達(dá)到相關(guān)的LOW-E玻璃的性能，其紫外光屏蔽率達(dá)98％，其它具體數(shù)據(jù)見表6表6 單層涂膜中空隔熱玻璃的光學(xué)/隔熱性能

實(shí)例3雙層涂膜中空隔熱玻璃，由兩片涂覆有透明隔熱涂膜的玻璃構(gòu)成，兩層涂膜的厚度分別均為25μm。中空隔熱玻璃組成及結(jié)構(gòu)見表7，涂層的成份及組成見表8表7 雙層涂膜中空隔熱玻璃的結(jié)構(gòu)

表8 透明隔熱涂層的成份

通過噴涂的方法將透明隔熱涂料分別涂覆在兩片玻璃上，在一定的成膜條件下干燥成膜，將兩片涂覆有透明隔熱涂層的玻璃構(gòu)成中空玻璃(涂膜在內(nèi)壁)，這種中空隔熱玻璃具有良好的隔熱性能和可見光透過率，經(jīng)過相關(guān)測試和計(jì)算其性能可達(dá)到相關(guān)的LOW-E玻璃的性能，其紫外光屏蔽率達(dá)98％，其它具體數(shù)據(jù)見表9表9 雙層涂膜中空隔熱玻璃的光學(xué)/隔熱性能

實(shí)例4單層涂膜隔熱玻璃，由單層玻璃和單層涂膜組成，涂膜的厚度為45μm。隔熱玻璃組成及結(jié)構(gòu)見表10、表11
表10 單層涂膜隔熱玻璃的結(jié)構(gòu)

表11 透明隔熱涂層的成份

通過噴涂的方法將透明隔熱涂料涂覆在玻璃上，在一定的成膜條件下干燥成膜，構(gòu)成涂覆有透明隔熱涂膜的玻璃，這種隔熱玻璃具有良好的隔熱性能和可見光透過率，經(jīng)過相關(guān)測試和計(jì)算其性能可達(dá)到相關(guān)的LOW-E玻璃的性能，其紫外光屏蔽率達(dá)99％，其它具體數(shù)據(jù)見表12表12 涂覆有透明隔熱涂層的玻璃的光學(xué)/隔熱性能

實(shí)例5雙層涂膜中空隔熱玻璃，由兩片涂覆有透明隔熱涂膜的玻璃構(gòu)成，兩層涂膜的厚度分別均為12μm。隔熱玻璃組成及結(jié)構(gòu)見表13、表14表13 雙層涂膜中空隔熱玻璃的結(jié)構(gòu)


表14 透明隔熱涂層的成份

通過噴涂的方法將透明隔熱涂料分別涂覆在兩片玻璃上，在一定的成膜條件下干燥成膜，將兩片涂覆有透明隔熱涂層的玻璃構(gòu)成中空玻璃(涂膜在內(nèi)壁)，這種中空隔熱玻璃具有良好的隔熱性能和可見光透過率，經(jīng)過相關(guān)測試和計(jì)算其性能可達(dá)到甚至超過相關(guān)的LOW-E玻璃的性能，其紫外光屏蔽率達(dá)99％，其它具體數(shù)據(jù)見表15表15 雙層涂膜中空隔熱玻璃的光學(xué)/隔熱性能

附上述說明中中空玻璃的結(jié)構(gòu)可參考GB 11944-2002中空玻璃。
權(quán)利要求
1.一種透明隔熱玻璃，其特征在于由玻璃基板和透明隔熱涂層組成；其中所述的隔熱涂層的組份及重量份數(shù)如下高分子樹脂 30～65納米粉體 5～20涂料助劑 1～10稀釋劑 29～58
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明隔熱玻璃，其特征在于所述的涂層中高分子樹脂為水性聚氨酯或環(huán)氧樹脂；納米粉體為至少含有氧化錫銻(ATO)或氧化銦錫(ITO)，和四氧化三鐵(Fe3O4)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)或氧化鋅(ZnO)中的任意一種或任意兩種組合，粒徑范圍為20～80nm；涂料助劑至少包括分散劑、流平劑、消泡劑、成膜助劑和增稠劑的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明隔熱玻璃，其特征在于所述的分散劑為一種聚合物型陰離子分散劑；流平劑為丙烯酸共聚物或非反應(yīng)型聚醚改性聚硅氧烷；消泡劑為改性聚硅氧烷；成膜助劑為乙二醇單丁醚/二丙二醇丁醚混合物；增稠劑為一種羥基丙烯酸水溶性分散液；稀釋劑為水和/或醇類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明隔熱玻璃，其特征在于用噴涂和刷涂的方法將含有納米粒子的透明隔熱涂層涂覆在玻璃上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明隔熱玻璃，其特征在于一層玻璃基板和一層透明隔熱涂層組成，其中玻璃表面隔熱涂層厚度為20～50μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明隔熱玻璃，其特征在于其由二層玻璃基板和透明隔熱涂層構(gòu)成，首先在其中一層玻璃的內(nèi)壁用噴涂的方法在普通中空玻璃的單層內(nèi)壁涂覆透明隔熱涂層，涂層的厚度為10～30μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明隔熱玻璃，其特征在于由二層玻璃基板和二層透明隔熱涂層構(gòu)成，首先分別在兩層玻璃的內(nèi)壁用噴涂的方法涂覆透明隔熱涂層，涂層的厚度為10～30μm，然后由二層玻璃構(gòu)成擁有良好隔熱性能且透明性基本不受影響的中空透明隔熱玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一中透明隔熱玻璃，尤其涉及一種涂覆有納米透明隔熱涂層，擁有良好隔熱性能的隔熱玻璃，可廣泛應(yīng)用于汽車車窗、建筑物窗戶等場合。先制備納米透明隔熱功能涂料，然后把涂料通過噴涂和刷涂的方式涂覆在玻璃表面，干燥固化后，得到擁有隔熱功能的玻璃。本發(fā)明采用納米涂料涂覆的形式在不影響玻璃透明性的前提下來實(shí)現(xiàn)玻璃的隔熱功能，其制備方法較為簡便，成本低廉，在基本不影響玻璃透光性能的前提下，大幅提高其隔熱性能。
文檔編號C03C17/32GK1800068SQ20051012306
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者趙石林, 許仲梓, 張永進(jìn) 申請人:南京工業(yè)大學(xué)