專利名稱：表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種減反射增透光太陽(yáng)能熱水器鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃。
背景技術(shù)：
二氧化鈦薄膜有折射率高的特性，其中金紅石型結(jié)晶折射率約2.71，銳鈦型結(jié)晶折射率約2.55，因此，二氧化鈦薄膜具有較大的反射和散射光的能力。當(dāng)入射光通過(guò)玻璃表面鍍膜時(shí)，有折射及反射產(chǎn)生，折射的光線抵達(dá)玻璃界面時(shí)，也會(huì)有折射與反射。第二道反射光R2比第一道反射光Rl多走了兩次鍍膜層厚度距離。假設(shè)鍍膜的光學(xué)厚度為山則Rl與R2的光程差為2d，當(dāng)光程差2d等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，兩道反射光的相位差將為180°，產(chǎn)生破壞性干涉而互相抵消。從能量守恒定律，降低反射光則能增加穿透光。所以當(dāng)鍍膜的光學(xué)厚度為光波長(zhǎng)的四分之一奇數(shù)倍時(shí)，就可使其波長(zhǎng)的光的反射率趨近為零。對(duì)一固定鍍膜的厚度只能對(duì)固定波長(zhǎng)的光產(chǎn)生干涉效果，不同于此波長(zhǎng)的光會(huì)有較高的反射率。除了鍍膜的厚度，鍍膜的材質(zhì)也是很重要的，薄膜的理想折射率# = φ α * Nglass ,其中 Nair 為空氣折射率，餘"Zal5lS為玻璃折射率。減反射薄膜的做法分成兩大類，第I類是用不同折射率的物質(zhì)互相堆棧在一起形成多層結(jié)構(gòu)，或藉由控制堆棧的厚度及材料的折射率。當(dāng)兩個(gè)相差四分之一波長(zhǎng)的光波碰在一起時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生完全破壞性干涉，把反射的光抵銷掉。因此，只要把鍍膜的厚度控制在可見(jiàn)光波長(zhǎng)的四分之一，即能達(dá)到減反射效果。第2大類稱為低反射膜，當(dāng)光線由空氣進(jìn)入玻璃基板時(shí)，已知空氣的折射率GVair=I)及玻璃的折射率(NglaSS:\.52)，從空氣及基板界面發(fā)生反射，則雙面玻璃造成的反射大約是7 8%。低折射率減反射增透`光二氧化鈦鍍膜為多孔性結(jié)構(gòu)，具有較低的折射率特性，其原理因空氣的折射率是1，想要得到較低折射率材料的方法可以把材料做成多孔結(jié)構(gòu)，孔洞處的折射率則是空氣的折射率I和所使用材料的折射率的比例組合。由于尚未有多孔性結(jié)構(gòu)低折射率二氧化鈦減反射增透光太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃的技術(shù)產(chǎn)品，而低折射率二氧化鈦薄膜在減反射應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橐恢匾夹g(shù)突破，因此，開(kāi)發(fā)出多孔性結(jié)構(gòu)低折射率二氧化鈦減反射增透光太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃是本實(shí)用新型的主要目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，能夠具有減反射及增透光的特點(diǎn)，具有更佳的耐老化特性，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽(yáng)能熱水器吸熱效能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，包括太陽(yáng)能熱水器的玻璃基板，所述玻璃基板表
面覆有二氧化鈦鍍膜。優(yōu)選的是，所述二氧化鈦鍍膜是低折射率二氧化鈦減反射鍍膜。優(yōu)選的是，所述低折射率二氧化鈦溶膠合成于玻璃基板表面形成薄膜。優(yōu)選的是，所述薄膜具有多孔性結(jié)構(gòu)，薄膜厚度為100 200nm。優(yōu)選的是，所述二氧化鈦含有銳鈦型晶型。本實(shí)用新型的有益效果如下:1、本實(shí)用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其二氧化鈦鍍膜層具有減反射及增透光的特點(diǎn)。2、本實(shí)用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃具有更佳的耐老化特性。3、本實(shí)用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽(yáng)能熱水器吸熱效能。

圖1為本實(shí)用新型多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃；圖2為本實(shí)用新型一種多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃光透過(guò)率光譜圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。參見(jiàn)圖1，一種多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃，包括由太陽(yáng)能熱水器玻璃I及多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦鍍膜2，在太陽(yáng)能熱水器玻璃I的基材表面涂布有一層低折射率二氧化鈦溶膠，該涂層經(jīng)干燥固化后可于太陽(yáng)能熱水器玻璃表面形成一層多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦鍍膜，該低折射率二氧化鈦減反射鍍膜與太陽(yáng)能熱水器玻璃形成緊密結(jié)構(gòu)。涂布前，先經(jīng)表面清潔程序清潔太陽(yáng)能熱水器玻璃基材1，再涂覆一層低折射率二氧化鈦溶膠2。涂布時(shí)，低折射率二氧化鈦減反射鍍膜2的干膜厚度控制在10(T200nm。實(shí)施例1:在反應(yīng)槽中加入去離子水10公斤，取四氯化鈦500克加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度5%的四氯化鈦水溶液，以氨水徐徐加入進(jìn)行中和反應(yīng)并有白色沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在7.0時(shí)停止添加氨水。將上述沈淀物經(jīng)過(guò)濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約300克，將鈦的氫氧化物置入分散槽中，加入50%濃度過(guò)氧化氫878克保持?jǐn)嚢璩浞址磻?yīng)，將2.07公斤四甲基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?80克的草酸加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約95公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?，將分散液溫度加熱?5°C，在保持此溫度持續(xù)陳化48小時(shí)后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0025]將上述二氧化鈦溶膠以噴涂法涂布在平均可見(jiàn)光穿透率為91.5%的太陽(yáng)能熱水器玻璃基材表面，并以500°C高溫固化薄膜5分鐘，可形成一平均可見(jiàn)光穿透率為93.1%涂層，以X射線繞射儀檢測(cè)該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測(cè)該薄膜其折射率為1.48，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2.55，測(cè)該薄膜厚度約103nm。[0026]實(shí)施例2:[0027]在反應(yīng)槽中加入去離子水10公斤，取四氯化鈦5.5公斤加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度35%的四氯化鈦水溶液，以氫氧化鈉水溶液徐徐加入中和并有白色鈦的氫氧化物沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在9.0時(shí)停止添加氫氧化鈉水溶液。將上述沈淀物經(jīng)過(guò)濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約3.3公斤，將鈦的氫氧化物置入分散槽中，將44.872公斤高錳酸鉀水溶液加入此分散液中并充分?jǐn)嚢瑁瑢?18.38公斤四乙基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?將11.368公斤的磷酸加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約5220公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?將分散液溫度加熱至95°C，在保持此溫度持續(xù)陳化4小時(shí)后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0028]將上述二氧化鈦溶膠以提拉法涂布在平均可見(jiàn)光穿透率為91.5%的太陽(yáng)能熱水器玻璃管基材表面，并以800°C高溫固化薄膜2分鐘，可形成一平均可見(jiàn)光穿透率為96.8%涂層，以X射線繞射儀檢測(cè)該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測(cè)該薄膜其折射率為1.33，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2.55，測(cè)該薄膜厚度約197nm。[0029]實(shí)施例三:[0030]在反應(yīng)槽中加入去離子水9公斤，取硫酸鈦2.5公斤加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度20%的硫酸鈦水溶液，以氫氧化鉀水溶液徐徐加入中和并有白色鈦的氫氧化物沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在9.0時(shí)停止添加氫氧化鈉水溶液。將上述沈淀物經(jīng)過(guò)濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約1.2公斤，將鈦的氫氧化物置入分散槽中，將濃度50%過(guò)氧化氫水溶液6.936公斤加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?9.43公斤四烯丙基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?1.11公斤的四丙基氫氧化銨加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約1495公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚ⅲ瑢⒎稚⒁簻囟燃訜嶂?5°C，在保持此溫度持續(xù)陳化24小時(shí)后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0031]將上述二氧化鈦溶膠以滾涂法涂布在平均可見(jiàn)光穿透率為91.5%的太陽(yáng)能熱水器玻璃基材表面，并以300°C高溫固化薄膜I小時(shí)，可形成一平均可見(jiàn)光穿透率為94.1%涂層，以X射線繞射儀檢測(cè)該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測(cè)該薄膜其折射率為1.41，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2.55，測(cè)該薄膜厚度約148nm。[0032]如圖2所示，本實(shí)用新型的有益效果如下:[0033]1、本實(shí)用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其二氧化鈦鍍膜層具有減反射及增透光的特點(diǎn)。[0034]2、本實(shí)用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃具有更佳的耐老化特性。[0035]3、本實(shí)用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽(yáng)能熱水器吸熱效能[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其特征在于:包括太陽(yáng)能熱水器的玻璃基板，所述玻璃基板表面覆有二氧化鈦鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其特征在于:所述二氧化鈦鍍膜是低折射率二氧化鈦減反射鍍膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其特征在于:所述低折射率二氧化鈦溶膠合成于玻璃基板表面形成薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其特征在于:所述薄膜具有多孔性結(jié)構(gòu)，薄膜厚度為100 200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，其特征在于:所述二氧化鈦含有銳鈦型晶型。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽(yáng)能熱水器玻璃，包括太陽(yáng)能熱水器的玻璃基板及低折射率二氧化鈦鍍膜，在玻璃基板的表面涂布有一層低折射率二氧化鈦溶膠，該涂層經(jīng)干燥固化后可于太陽(yáng)能熱水器玻璃基板表面形成一層多孔性結(jié)構(gòu)低折射率二氧化鈦鍍膜；涂布前，先經(jīng)表面清潔程序太陽(yáng)能熱水器玻璃基材，再涂覆一層低折射率二氧化鈦溶膠。通過(guò)上述方式，本實(shí)用新型能夠具有減反射及增透光的特點(diǎn)，具有更佳的耐老化特性，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽(yáng)能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽(yáng)能熱水器吸熱效能。
文檔編號(hào)C03C17/23GK203048801SQ20122046768
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者賴文賢 申請(qǐng)人:泉耀新材料科技(蘇州)有限公司