CN107151808B - 一种多色低辐射玻璃的制备方法 - Google Patents

一种多色低辐射玻璃的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种多色低辐射玻璃的制备方法，本发明涉及低辐射玻璃的制备方法。本发明要解决现有制备多色低辐射玻璃方法需要添加重金属离子作着色剂，造成环境污染的技术问题。方法：一、基底ITO玻璃的清洗；二、金属膜层的制备；三、介质层的制备。Low‑E玻璃市场发展前景广阔，整个工艺过程简单，无需特殊设备和工艺。本发明在原有Low‑E玻璃的制备工艺基础上进行改进，无需增添特殊的设备。本发明制备的具有多种颜色的Low‑E玻璃将为建筑装饰等领域提供更为广阔的应用范围。

Description

一种多色低辐射玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及低辐射玻璃的制备方法。
背景技术
全球气候变暖，环境问题已经日益严峻，随着人们环保节能意识的逐渐提高，具有节能效果的低辐射玻璃逐渐成为建筑、汽车行业首选的玻璃材料。低辐射玻璃是指通过在玻璃表面镀上特殊的金属膜系，使玻璃表面辐射率降低，这种玻璃对可见光具有较高的透过率，可以保证室内正常采光的需求，同时对红外波段具有较高的反射率，从而解决红外辐射透过玻璃所带来的热量问题，提供舒适的内部环境。而普通白玻璃的辐射率为0.8，目前以电介质/金属/电介质为主的多层复合低辐射玻璃使用范围较为广泛，其中金属层在多层低辐射体系中起到关键作用，它决定整个膜系的辐射率，并影响膜系的透过率和反射比，一般采用金、银等元素作为该膜层的材料。
随着人们对生活品质更高的要求，不仅希望玻璃具有低辐射功能，同时还期待其兼具更好的艺术属性，具有丰富的颜色，以满足装饰性与功能性的双重需求。传统的有色玻璃是在普通玻璃烧制过程中加入不同的重金属离子作为着色剂，例如加入氧化铬，玻璃呈现出绿色；加入二氧化锰，玻璃呈现出紫色；加人氧化钴，玻璃呈现出蓝色。而在低辐射玻璃中，若加入着色剂不仅会对环境造成污染，同时，也增加了玻璃自身的热辐射。因此，亟待开发一种兼顾美观与实用性一体的多色低辐射玻璃。得益于贵金属纳米材料的特殊性质，通过调控低辐射玻璃中金属膜层的表面形貌，可以较好的改变低辐射玻璃的颜色。
发明内容
本发明要解决现有制备多色低辐射玻璃方法需要添加重金属离子作着色剂，造成环境污染的技术问题，而提供一种多色低辐射玻璃的制备方法。
一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗20～40min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.01～1.0mol/L，柠檬酸为0.05～0.5mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为0.01～1.5mol/L，双氧水为1.0～5.0mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-2.5～-1.0v的条件下，沉积10ms～450s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.02～4.5g Na2CO3，0.03～5.0mL TiCl4，调节体系pH值2～4，恒定电压0.1V～1.0V，沉积5～30min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为90～110℃保持25～35min，得到多色低辐射玻璃。
本发明中选用的药品包括硝酸银、柠檬酸、聚乙烯吡咯烷酮、双氧水、四氯化钛和碳酸钠均为分析纯。
本发明的有益效果是：本发明巧妙地利用low-E低辐射玻璃的金属层，通过控制金属层表面颗粒的生长，获得具有多种颜色的膜层，同时具有岛状结构的金属颗粒在可见光范围内可实现高透过，而红外段可实现高反射，满足低辐射的需求。这一发明丰富了传统Low-E玻璃膜层的颜色，在不添加任何着色剂的条件下，对低辐射玻璃的颜色进行任意调控，方法简单，为Low-E玻璃在建筑装饰等方面的应用提供了更为广阔的发展空间。
Low-E玻璃市场发展前景广阔，整个工艺过程简单，无需特殊设备和工艺。本发明在原有Low-E玻璃的制备工艺基础上进行改进，无需增添特殊的设备。
本发明制备的多色低辐射玻璃辐射率低于0.3。
本发明制备的具有多种颜色的Low-E玻璃将为建筑装饰等领域提供更为广阔的应用范围。
附图说明
图1为实施例一制备的多色低辐射玻璃的照片；
图2为实施例二制备的多色低辐射玻璃的照片；
图3为实施例三制备的多色低辐射玻璃的照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗20～40min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.01～1.0mol/L，柠檬酸为0.05～0.5mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为0.01～1.5mol/L，双氧水为1.0～5.0mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-2.5～-1.0v的条件下，沉积10ms～450s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.02～4.5g Na2CO3，0.03～5.0mL TiCl4，调节体系pH值2～4，恒定电压0.1V～1.0V，沉积5～30min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为90～110℃保持25～35min，得到多色低辐射玻璃。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中超声清洗35min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.27mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.05mol/L，双氧水为1.1mol/L。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.32mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.35mol/L，双氧水为1.1mol/L。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.37mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.35mol/L，双氧水为1.2mol/L。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五点之一不同的是：步骤二中在恒电压-1.5v的条件下，沉积60s。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三中加入0.38g Na2CO3，0.06mL TiCl4。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三中加入0.57g Na2CO3，0.09mL TiCl4。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三中放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min。其它与具体实施方式一至八之一相同。
采用以下实施例和对比实验验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗35min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.27mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.05mol/L，双氧水为1.1mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-1.5v的条件下，沉积60s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.32g Na2CO3，0.03mL TiCl4，调节体系pH值2，恒定电压0.1V，沉积5min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min，得到多色低辐射玻璃。
本实施例制备的多色低辐射玻璃的照片如图1所示，由图看出该玻璃为蓝紫色低辐射玻璃。
经测试该多色低辐射玻璃的辐射率为0.15。
实施例二：
本实施例一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗35min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.32mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.35mol/L，双氧水为1.1mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-1.5v的条件下，沉积60s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.32g Na2CO3，0.03mL TiCl4，调节体系pH值2，恒定电压0.1V，沉积5min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min，得到多色低辐射玻璃。
本实施例制备的多色低辐射玻璃的照片如图2所示，由图看出该玻璃为粉色低辐射玻璃。
经测试该多色低辐射玻璃的辐射率为0.20。
实施例三：
本实施例一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗35min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.37mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.05mol/L，双氧水为1.2mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-1.5v的条件下，沉积60s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.32g Na2CO3，0.03mL TiCl4，调节体系pH值2，恒定电压0.1V，沉积5min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min，得到多色低辐射玻璃。
本实施例制备的多色低辐射玻璃的照片如图3所示，由图看出该玻璃为黄色低辐射玻璃。
经测试该多色低辐射玻璃的辐射率为0.29。
实施例四：
本实施例一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗35min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.27mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.05mol/L，双氧水为1.1mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-1.5v的条件下，沉积60s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.38g Na2CO3，0.06mL TiCl4，调节体系pH值2，恒定电压0.1V，沉积5min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min，得到多色低辐射玻璃。
实施例五：
本实施例一种多色低辐射玻璃的制备方法，具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗35min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.27mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.05mol/L，双氧水为1.1mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-1.5v的条件下，沉积60s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.57g Na2CO3，0.09mL TiCl4，调节体系pH值2，恒定电压0.1V，沉积5min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min，得到多色低辐射玻璃。

Claims (9)

1.一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于该制备方法具体是按照以下步骤进行：
一、将ITO玻璃依次放入甲醇、丙酮和超纯水中超声清洗20～40min然后用氮气吹干；
二、将步骤一处理的ITO玻璃放入反应液中，调节反应液浓度：硝酸银为0.01～1.0mol/L，柠檬酸为0.05～0.5mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为0.01～1.5mol/L，双氧水为1.0～5.0mol/L，以铂片作为对电极，在恒电压-2.5～-1.0V的条件下，沉积60s，得到金属膜层的玻璃片；
三、将步骤二中获得的玻璃片放入纯水体系中，持续通入N2，保持30min，然后加入0.02～4.5g Na2CO3，0.03～5.0mL TiCl4，调节体系pH值2～4，恒定电压0.1V～1.0V，沉积5～30min，然后依次用乙醇和水冲洗，室温下干燥30min，再放入干燥箱中，控制温度为90～110℃保持25～35min，得到多色低辐射玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤一中超声清洗35min。
3.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤二中硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.27mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.05mol/L，双氧水为1.1mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤二中硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.32mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.35mol/L，双氧水为1.1mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤二中硝酸银为0.05mol/L，柠檬酸为0.37mol/L，聚乙烯吡咯烷酮为1.35mol/L，双氧水为1.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤二中在恒电压-1.5V的条件下，沉积60s。
7.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤三中加入0.38g Na2CO3，0.06mL TiCl4。
8.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤三中加入0.57g Na2CO3，0.09mL TiCl4。
9.根据权利要求1所述的一种多色低辐射玻璃的制备方法，其特征在于步骤三中放入干燥箱中，控制温度为100℃保持30min。
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