CN106746756A - 一种贴膜玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种贴膜玻璃的制备方法，属于材料制备领域，其特征在于包括如下步骤：（1）将正硅酸乙酯加入到叔丁醇中，滴加HCI催化水解，恒温搅拌得到二氧化硅溶胶；（2）再滴加NH3·H20，搅拌后得到无色透明的凝胶；（3）用TBA置换，真空冷冻干燥，得二氧化硅冻干胶；（4）将二氧化硅冻干胶、ATO纳米粉体加入到乙酸丁酯中过滤，得二氧化硅冻干胶与ATO的复合分散液；（5）取复合分散液，与压敏胶粘剂混合，刮涂在PET薄膜上涂膜，晾干后贴在普通浮法玻璃上，即贴膜玻璃。具有较好调光隔热性能，进入室内的太阳能总量可低至56％，可以兼顾透明与隔热，在节能窗玻璃方面有广阔的应用前景。

Description

一种贴膜玻璃的制备方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种贴膜玻璃的制备方法。
背景技术
热量通过玻璃的方式有三种：传导、对流和辐射。太阳辐射波长集中在0.3-2.5μm，属于短波辐射；而室内物体与室外环境间温差引起辐射换热的波长范围在3～50μm，属于长波辐射。长波辐射和短波辐射的波长范围没有重叠，可以通过控制玻璃对长波辐射以及太阳近红外辐射的透过率来达到节能的目的。
在建筑中，窗玻璃承载透明、自然采光、室内外交互等多种功能，对提升人们的生活品质起着重要作用。现代建筑采用大面积玻璃窗和幕墙已经成为一个世界性的设计趋势，这种趋势将会造成能源浪费和全球变暖的继续恶化，给全球环境造成很大压力。为了促进社会经济的可持续发展和环境保护的需要，窗玻璃增添了更多的设计选择项，其构造、光学及热学性能随气候条件、人们喜好、建筑物整体要求可调节。采用集节能性与装饰性于一体的窗玻璃，不仅能满足一定的采光性能，同时其良好的隔热性能减少夏天室外太阳辐射进入室内以及冬天室内热量散失，最大程度减少室内制冷采暖的能耗。
Low-E玻璃是目前较为成熟的玻璃节能技术，但其生产工艺复杂、设备昂贵、成本高，还易屏蔽电磁波信号。二氧化硅气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、大孔容、与空气声阻抗相匹配等特点，是现有固体材料中热导率最低的材料。将二氧化硅气凝胶制成透明隔热涂料，可以在玻璃上形成具有良好机械性能和隔热效果的涂层。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种贴膜玻璃的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种贴膜玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将正硅酸乙酯加入到叔丁醇中，滴加0.1 mol/L的HCI催化水解，50℃恒温搅拌1h得到二氧化硅溶胶；
（2）再滴加1 mol/L的NH3·H20，搅拌2min后，倒入培养皿中密封，于室温下静置得到无色透明的凝胶；
（3）用TBA置换，室温下老化12h，放入冷冻干燥机进行真空冷冻干燥，得到疏松白色粉末，即二氧化硅冻干胶；
（4）将二氧化硅冻干胶、ATO纳米粉体加入到乙酸丁酯中，粉体的总含量为20wt％，添加10wt％的分散剂，采用剪切搅拌机高速搅拌；然后过滤，即得二氧化硅冻干胶与ATO的复合分散液；
（5）取复合分散液，与压敏胶粘剂按重量比2:1混合均匀，采用刮涂器在PET薄膜上涂膜，晾干后贴在4mm厚的普通浮法玻璃上，即贴膜玻璃。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述TBA的置换次数为三次。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述搅拌机的搅拌时间为10h。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述过滤采用500目纱布进行过滤。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述涂膜厚度为50μm。
本发明的技术效果在于：
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，通过二氧化硅冻干胶和ATO复合分散液涂覆在PET薄膜上，制成了贴膜玻璃，具有较好的调光隔热性能，其对可见光的透过率为67.9％-89.5％，遮蔽系数为0.6-0.9。近红外屏蔽波长最小为1500nm，进入室内的太阳能总量可低至56％。这样的单片贴膜玻璃可以兼顾透明与隔热，在节能窗玻璃方面有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例
一种贴膜玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将正硅酸乙酯加入到叔丁醇中，滴加0.1 mol/L的HCI催化水解，50℃恒温搅拌1h得到二氧化硅溶胶；
（2）再滴加1 mol/L的NH3·H20，搅拌2min后，倒入培养皿中密封，于室温下静置得到无色透明的凝胶；
（3）用TBA置换，室温下老化12h，放入冷冻干燥机进行真空冷冻干燥，得到疏松白色粉末，即二氧化硅冻干胶；
（4）将二氧化硅冻干胶、ATO纳米粉体加入到乙酸丁酯中，粉体的总含量为20wt％，添加10wt％的分散剂，采用剪切搅拌机高速搅拌；然后过滤，即得二氧化硅冻干胶与ATO的复合分散液；
（5）取复合分散液，与压敏胶粘剂按重量比2:1混合均匀，采用刮涂器在PET薄膜上涂膜，晾干后贴在4mm厚的普通浮法玻璃上，即贴膜玻璃。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述TBA的置换次数为三次。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述搅拌机的搅拌时间为10h。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述过滤采用500目纱布进行过滤。
本发明所述的贴膜玻璃的制备方法，所述涂膜厚度为50μm。
二氧化硅冻干胶颗粒连接起来形成三维网络多孑L结构，粒径为20～40 nm，因而具有较高比表面积和较低热导率。而ATO粉体的颗粒更细，粒径分布在10 nin左右，有少量团聚现象。这种二氧化硅冻干胶颗粒表面含有丰富的羟基，有助于分散剂的锚定，与ATO粉体复合后可提高分散液的稳定性。
普通浮法玻璃在可见光区和近红外区具有高透过和低反射，而Low-E玻璃在可见光区高透，但在近红外区却有高反射和低透过，也意味着这两种玻璃在可见光区和近红外区都是低吸收。由于PET在近红外有吸收，PET贴膜玻璃在测试光谱范围内透过率整体略低于未贴膜的空白玻璃。贴膜中加入二氧化硅冻干胶分散液后，可能由于二氧化硅含量过高导致薄膜出现白化现象，近红外区透过率比PET贴膜玻璃下降了15％，可见光区透过率为88％。为了增加冻干胶贴膜玻璃的近红外辐射屏蔽效果，我们将ATO纳米粉体与二氧化硅冻干胶复合。单纯ATO的贴膜玻璃在测试波段的透过率均最低，可将光透过率降低至68％。而二氧化硅冻干胶与ATO复合的贴膜玻璃在近红外区的透过率都迅速下降到10％以下，可见光区透过率仍保持在75％以上，从而兼顾了透明采光与隔热节能的双重目的。
新型高性能建筑用窗要求玻璃在降低太阳能得热率的同时不显著降低可见光透射比，即将太阳得热控制与光线控制分开考虑，这样既能自然采光照明，又可以降低阳光辐射，改善室内的光热环境质量，提高居住舒适度。
贴膜玻璃和普通玻璃在远红外波段的反射都很低，计算得到的辐射率为0.83-0.84。而Low-E玻璃的远红外反射率极高，基本在80%以上，因而表面辐射率小于0.13。也就是说，Low-E玻璃不易吸收外来的长波辐射热量，而是直接反射这部分热辐射，但单片Low-E玻璃的表面和边缘暴露于大气中，容易凝结水汽或受到污染，从而丧失低辐射功能，因此须与阻隔对流传导的中空玻璃配合使用才能达到最佳节能效果。贴膜玻璃则吸收了大部分长波辐射热量并向室外和室内二次辐射，在GB/T2680-94标准条件下，向室外的二次辐射约3/4，向室内辐射约1/4，因此单片贴膜玻璃就可以兼顾高透与遮阳，适用于不同的气候地区，季节适应性也更强。
太阳辐射能量经过玻璃的传递方式，包括透射、反射、吸收以及二次辐射，直观地反映了热量通过各种玻璃进入室内的情况及其节能原理。空白玻璃对太阳辐射能量直接透射很高，反射和吸收都较低，进入室内的太阳能为85.2%。贴膜玻璃降低了太阳能量的直接透过，增加了吸收，同时向窗外和室内进行二次辐射，分别为26.5%和9.2%，因而使得进入室内的太阳能降低，仅为61.4%。对比试验中的Low-E玻璃为高透型，镀膜面在室内侧，太阳能的直接透射为74.3%，尽管吸收和向室内的二次辐射较低，进入室内的太阳能仍达75.7%。
采用热辐射光源卤钨灯发射出的光照射玻璃，高温的卤钨灯以热辐射的方式将能量传递给玻璃，一部分能量被玻璃阻隔(吸收和反射)，其余热量进入箱体内腔。玻璃与箱内空气之间在传导、对流和热辐射的共同作用下进行热量的传递。因吸收光波能量而自身温度升高的玻璃温度高于箱内紧邻玻璃的空气温度，产生温度差，空气内部的冷热流体形成对流运动而传递热量。玻璃吸收热量，传递给箱内空气的同时，也向箱体外侧空气传递着热量。一段时间后，玻璃的温度和箱内空气温度不再变化，达到动态平衡。
与空白玻璃相比，贴膜玻璃具有较好的阻隔效果，能够通过对红外光的吸收和再辐射明显地改善玻璃的隔热性能。而且贴膜玻璃内表面温度升高的速率比箱内空气的要快得多，说明贴膜玻璃向箱外侧辐射的热量更多。贴膜玻璃箱内与空白玻璃箱内的温度相差8℃左右，而玻璃遮挡的面积仅为15cm×6cm，当贴膜玻璃大面积应用时，隔热效果会更加明显。

Claims (5)

1.一种贴膜玻璃的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将正硅酸乙酯加入到叔丁醇中，滴加0.1 mol/L的HCI催化水解，50℃恒温搅拌1h得到二氧化硅溶胶；
（2）再滴加1 mol/L的NH3·H20，搅拌2min后，倒入培养皿中密封，于室温下静置得到无色透明的凝胶；
（3）用TBA置换，室温下老化12h，放入冷冻干燥机进行真空冷冻干燥，得到疏松白色粉末，即二氧化硅冻干胶；
（4）将二氧化硅冻干胶、ATO纳米粉体加入到乙酸丁酯中，粉体的总含量为20wt％，添加10wt％的分散剂，采用剪切搅拌机高速搅拌；然后过滤，即得二氧化硅冻干胶与ATO的复合分散液；
（5）取复合分散液，与压敏胶粘剂按重量比2:1混合均匀，采用刮涂器在PET薄膜上涂膜，晾干后贴在4mm厚的普通浮法玻璃上，即贴膜玻璃。
2.根据权利要求1所述的贴膜玻璃的制备方法，其特征在于：所述TBA的置换次数为三次。
3.根据权利要求1所述的贴膜玻璃的制备方法，其特征在于：所述搅拌机的搅拌时间为10h。
4.根据权利要求1所述的贴膜玻璃的制备方法，其特征在于：所述过滤采用500目纱布进行过滤。
5.根据权利要求1所述的贴膜玻璃的制备方法，其特征在于：所述涂膜厚度为50μm。
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