CN103760695B - 一种采用纳米银导电层的调光玻璃及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用纳米银导电层的调光玻璃及其制造方法。其原料按质量分数100%计，包括导电填料0.1‑15%、成膜剂0.05‑8%、导电性能调节剂0.01～6%，余量为溶剂，将上述原料各组份进行混合均匀，制成导电浆料；将导电浆料均匀涂布于玻璃基材上，经50～180℃加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的导电膜层，而制得导电玻璃；将两片导电玻璃的一侧边缘分别引出接线电路，之后导电玻璃的四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃。
Description
技术领域
本发明属于玻璃制造领域，具体涉及一种采用纳米银导电层的调光玻璃及其制造方法。
背景技术：
调光玻璃是一款将液晶膜复合进两层导电玻璃中间，经胶合后一体成型的夹层结构的特种光电玻璃产品。通过控制电流的通断与否控制玻璃的透明与不透明状态，可以用于空间隔断、住宅外部设置、浴室、卫生间隔断，保护隐私，用作投影幕布，获得清晰投影，在博物馆、展馆、商场、银行防盗上也可以应用。
调光玻璃由美国肯特州立大学的研究人员于上世纪八十年代末发明并申请发明专利。
调光玻璃的主要功能层是液晶层和附着在玻璃上的透明导电层，其中玻璃上的导电层用到的透明导电材料一般是金属氧化物，其制造工艺通常是使用溅镀沉积工艺使金属氧化物膜层附着在玻璃上。然而该类制备方法金属氧化物膜的不足包括有：
1、溅射沉积工艺必须在真空环境下，需要昂贵的真空沉积设备。
2、溅射沉积过程中只有较少的靶材被溅射到基板上，剩余的都被溅射到室壁上，造成原料的极大浪费。
3、溅射沉积过程中要用到300℃到400℃的高温，能耗需求较大。
4、金属氧化物比较脆，尺寸变大后，加工的难度也会随之增加。
5、采用金属氧化物做导电层的调光玻璃了，不适合应用于超大尺寸的调光玻璃，最大宽度在2m左右。
6、用金属氧化导电薄膜制备的调光玻璃在加工或使用过程中会因收缩率大造成的导电镀层断裂或电阻率加大，使调光玻璃成品的性能和使用寿命大大缩短。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能降低调光玻璃生产成本，提高调光玻璃的使用寿命，同时实现调光玻璃大尺寸的采用纳米银导电层的调光玻璃及其制造方法。
本发明的采用纳米银导电层的调光玻璃是通过以下方法制造的，该方法包括以下步骤：
(1)导电浆料的配制：其原料按质量分数100%计，包括导电填料0.1-15%、成膜剂0.05-8%、导电性能调节剂0.01～6%，余量为溶剂，将上述原料各组份进行混合均匀，制成导电浆料；所述的导电填料为纳米银线或纳米银粉；所述的成膜剂为聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚丙烯腈(PAN)中的一种或二种以上的组合，所述的导电性能调节剂为纳米石墨片、碳纳米管、碳纳米纤维中的一种或二种以上的组合，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或二种以上的组合；
(2)导电玻璃的制备：将导电浆料均匀涂布于玻璃基材上，经50～180℃加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的导电膜层，而制得导电玻璃；
(3)调光玻璃的制作：将两片导电玻璃的一侧边缘分别引出接线电路，之后导电玻璃的四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃。
所述的玻璃基材是指作为调光玻璃所采用的玻璃基材，如浮法玻璃、超白玻璃、有色玻璃等。
所述的涂布可以采用辊涂、旋涂、喷涂、刮涂、丝网印刷等方式。
本发明的采用纳米银导电层的调光玻璃其制造工艺简单，能降低调光玻璃的制备能耗、生产成本、材料成本。本发明制备的调光玻璃，其纳米银导电层具有很高的可变形特点，在生产和使用过程中不易产生导电层的断裂或电阻增大，可以有效降低调光玻璃的生产废品率，并延长调光玻璃的使用寿命。本发明采用的调光玻璃制备方法，其导电玻璃的导电层有多种涂布工艺可供选择，可以制备大尺寸的导电玻璃，进而制备大尺寸的调光玻璃。
附图说明：
图1是现有技术中的用ITO膜作为透明导电材料的结构图，其中1玻璃基材，2液晶层，3ITO导电层；
图2是本发明的采用纳米银导电层的调光玻璃的结构示意图，其中1浮法玻璃，2液晶层，4纳米银导电层。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
按照质量分数计，将纳米银线0.7%、纳米石墨片0.05%、碳纳米管0.05%、碳纳米纤维0.01%，聚环氧乙烷0.5%、聚乙烯醇0.01%、聚乙烯吡咯烷酮0.5%，余量为乙醇，进行混合，间歇式超声波分散30min以上，制成导电浆料，将导电浆料通过辊涂的方式均匀涂布于浮法玻璃上，形成20～30μm的湿膜，经90℃,30min加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的200～300nm的导电膜层，而制得导电玻璃。导电玻璃的尺寸可以根据需要在涂布时进行调节。
将两片导电玻璃的一侧边缘印刷导电银胶，引出接线电路，用胶合剂将四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层0.2～0.3mm厚的空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃，其结构如图2所示，该采用纳米银导电层的调光玻璃从上至下分别为：浮法玻璃层1、导电膜层4、液晶层2、导电膜层4和浮法玻璃层1。所述的胶合剂是乙烯-醋酸乙烯共聚物，有机硅酮中的一种或两种，所得的胶合层具有良好的韧性，具有较好的抗冲击效果。
对本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃进行性能测试，其结果如表1所示：
表1
本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃性，其制备工艺简单，能显著降低调光玻璃的制备能耗、生产成本和材料成本；并且本发明的智能调光玻璃，其纳米银导电层具有高度的可变形特点，在生产和使用过程中不易产生导电层的断裂或电阻增大，可以有效降低调光玻璃的生产废品率，并延长调光玻璃的使用寿命。本发明采用的调光玻璃制备方法，其导电玻璃的导电层有多种涂布工艺可供选择，可以制备大尺寸的导电玻璃，进而制备大尺寸的调光玻璃。
实施例2：
按照质量分数计，将纳米银线6%、纳米石墨片0.1%、碳纳米管0.3%、碳纳米纤维0.3%，聚环氧乙烷1%、聚乙烯醇0.05%、聚乙烯吡咯烷酮1.8%、聚乙烯醇缩丁醛0.3%，余量为乙醇，进行混合，间歇式超声波分散30min以上，制成导电浆料，将导电浆料通过辊涂的方式均匀涂布于浮法玻璃上，形成20～30μm的湿膜，经90℃,30min加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的400～500nm的导电膜层，而制得导电玻璃。
将两片导电玻璃的一侧边缘印刷导电银胶，引出接线电路，用胶合剂将四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层0.2～0.3mm厚的空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃，其结构如图2所示，该采用纳米银导电层的调光玻璃从上至下分别为：浮法玻璃层1、导电膜层4、液晶层2、导电膜层4和浮法玻璃层1。所述的胶合剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物，有机硅酮中的一种或两种，所得的胶合层具有良好的韧性，具有较好的抗冲击效果。
对本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃进行性能测试，其结果如表2所示：
表2
本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃性，其制备工艺简单，能显著降低调光玻璃的制备能耗、生产成本和材料成本；并且本发明的智能调光玻璃，其纳米银导电层具有高度的可变形特点，在生产和使用过程中不易产生导电层的断裂或电阻增大，可以有效降低调光玻璃的生产废品率，并延长调光玻璃的使用寿命。本发明采用的调光玻璃制备方法，其导电玻璃的导电层有多种涂布工艺可供选择，可以制备大尺寸的导电玻璃，进而制备大尺寸的调光玻璃。
实施例3：
按照质量分数计，将纳米银线0.1%、纳米石墨片2%、碳纳米管1%、碳纳米纤维0.2%，聚环氧乙烷0.05%、聚乙烯吡咯烷酮1%、聚乙烯醇缩丁醛0.5%，余量为乙醇，进行混合，间歇式超声波分散30min以上，制成导电浆料，将导电浆料通过辊涂的方式均匀涂布于浮法玻璃上，形成20～30μm的湿膜，经50℃,60min加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的400～500nm的导电膜层，而制得导电玻璃。
将两片导电玻璃的一侧边缘印刷导电银胶，引出接线电路，用胶合剂将四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层0.2～0.3mm厚的空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃，其结构如图2所示，该采用纳米银导电层的调光玻璃从上至下分别为：浮法玻璃层1、导电膜层4、液晶层2、导电膜层4和浮法玻璃层1。所述的胶合剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物，有机硅酮中的一种或两种，所得的胶合层具有良好的韧性，具有较好的抗冲击效果。
对本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃进行性能测试，其结果如表3所示：
表3
本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃性，其制备工艺简单，能显著降低调光玻璃的制备能耗、生产成本和材料成本；并且本发明的智能调光玻璃，其纳米银导电层具有高度的可变形特点，在生产和使用过程中不易产生导电层的断裂或电阻增大，可以有效降低调光玻璃的生产废品率，并延长调光玻璃的使用寿命。本发明采用的调光玻璃制备方法，其导电玻璃的导电层有多种涂布工艺可供选择，可以制备大尺寸的导电玻璃，进而制备大尺寸的调光玻璃。
实施例4：
按照质量分数计，将纳米银粉15%、纳米石墨片0.01%，聚乙烯吡咯烷酮0.05%，余量为乙醇，进行混合，间歇式超声波分散30min以上，制成导电浆料，将导电浆料通过辊涂的方式均匀涂布于浮法玻璃上，形成20～30μm的湿膜，经180℃，10min加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的400～500nm的导电膜层，而制得导电玻璃。
将两片导电玻璃的一侧边缘印刷导电银胶，引出接线电路，用胶合剂将四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层0.2～0.3mm厚的空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃，其结构如图2所示，该采用纳米银导电层的调光玻璃从上至下分别为：浮法玻璃层1、导电膜层4、液晶层2、导电膜层4和浮法玻璃层1。所述的胶合剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物，有机硅酮中的一种或两种，所得的胶合层具有良好的韧性，具有较好的抗冲击效果。
对本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃进行性能测试，其结果如表4所示：
表4
本实施例的采用纳米银导电层的调光玻璃性，其制备工艺简单，能显著降低调光玻璃的制备能耗、生产成本和材料成本；并且本发明的智能调光玻璃，其纳米银导电层具有高度的可变形特点，在生产和使用过程中不易产生导电层的断裂或电阻增大，可以有效降低调光玻璃的生产废品率，并延长调光玻璃的使用寿命。本发明采用的调光玻璃制备方法，其导电玻璃的导电层有多种涂布工艺可供选择，可以制备大尺寸的导电玻璃，进而制备大尺寸的调光玻璃。
Claims (4)
1.一种采用纳米银导电层的调光玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）导电浆料的配制：其原料按质量分数100%计，包括导电填料0.1-15%、成膜剂0.05-8%、导电性能调节剂0.01～6%，余量为溶剂，将上述原料各组份进行混合均匀，制成导电浆料；所述的导电填料为纳米银线或纳米银粉；所述的成膜剂为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈中的一种或二种以上的组合，所述的导电性能调节剂为纳米石墨片、碳纳米管、碳纳米纤维中的一种或二种以上的组合，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或二种以上的组合；
（2）导电玻璃的制备：将导电浆料均匀涂布于玻璃基材上，经50～180℃加热，使导电浆料固化，在玻璃上形成一层均匀的导电膜层，而制得导电玻璃；
（3）调光玻璃的制作：将两片导电玻璃的一侧边缘分别引出接线电路，之后导电玻璃的四侧边缘进行胶合，使导电膜层面对面，并使两导电膜层中间形成一层空心层，真空条件下往空心层中注入液晶，最后将注入口封闭，而制得采用纳米银导电层的调光玻璃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的玻璃基材为浮法玻璃、超白玻璃或有色玻璃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的涂布为采用辊涂、旋涂、喷涂、刮涂或丝网印刷进行涂布。
4.一种根据权利要求1所述的制备方法制备得到的采用纳米银导电层的调光玻璃。
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