TWI522319B - 紅外光吸收材料、其製造方法、以及包含其之隔熱結構 - Google Patents

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Description

紅外光吸收材料、其製造方法、以及包含其之隔 熱結構
本發明係關於一種紅外光吸收材料、其製造方法、以及包含其之隔熱結構。
為了實現節能減碳的目的，在現有技術中，建築物及汽車的玻璃上通常藉著貼上一層隔熱材料來達成隔熱節能的效果。而金屬氧化物的物性，具有隔熱效果，已廣泛做為阻隔紅外線的材料。
因此，開發更能阻隔紅外線之透明隔熱材料是時勢所趨。
本發明係提供一種紅外光吸收材料，包含：一鎢青銅複合物，具有化學式表示如下：M1 xM2 yWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3，且M1係鋰(Li)、或鈉(Na)，M2係鉀(K)、銣(Rb)、或銫(Cs)。其中，該鎢青銅複合物由一立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronze、CTB)、以及一六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronze、HTB)所組成。該紅外光吸收材料可應用於隔熱結構，符合高透光率、及高隔 熱性的要求。
本發明一實施例提供一種紅外光吸收材料的製造方法，包含：提供一含鎢前驅物；提供一第一鹼金族金屬鹽及一第二鹼金族金屬鹽；混合該第一鹼金族金屬鹽、該第二鹼金族金屬鹽、該含鎢前驅物，形成一混合物；以及，對該混合物進行一加熱製程，得到上述紅外光吸收材料，其中該加熱製程包含一第一加熱階段、及一第二加熱階段。
本發明另一實施例提供一種隔熱結構，包括：一第一功能層、以及一第一基材。其中，該第一功能層包含上述紅外光吸收材料。
10‧‧‧隔熱結構
11‧‧‧紅外光吸收材料
12‧‧‧第一功能層
13‧‧‧黏結劑
14‧‧‧第一基材
16‧‧‧第二基材
18‧‧‧支撐結構
20‧‧‧空腔
22‧‧‧第三基材
24‧‧‧第二功能層
26‧‧‧第四基材
100‧‧‧紅外光吸收材料的製造方法
101、102、103、104‧‧‧步驟
第1圖係為本發明一實施例所述之紅外光吸收材料的製造步驟流程圖。
第2圖係為本發明一實施例所述之隔熱結構10的剖面結構示意圖。
第3圖係為本發明另一實施例所述之隔熱結構10的剖面結構示意圖。
第4圖係為本發明又一實施例所述之隔熱結構10的剖面結構示意圖。
第5圖係為本發明某些實施例所述之隔熱結構10的剖面結構示意圖。
第6圖係為實施例1所述的鎢青銅複合物之X光繞射圖譜。
第7圖係為實施例1以及比較實施例1及2所得產物的穿透 光譜。
第8圖係為實施例1以及比較實施例1及2所得產物的吸收光譜。
第9圖係為實施例1、2以及比較實施例3及5所得產物的穿透光譜。
第10圖係為實施例3所得產物的穿透光譜。
本發明一實施例係提供一紅外光吸收材料，係包含鎢青銅複合物。該鎢青銅複合物係由立方晶相鎢青銅、以及六方晶相鎢青銅所組成。
根據本發明一實施例，本發明係提供一種紅外光吸收材料。該紅外光吸收材料包含：一鎢青銅複合物，具有化學式表示如下：M1 xM2 yWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3，且M1係鋰(Li)、或鈉(Na)，M2係鉀(K)、銣(Rb)、或銫(Cs)。其中，該鎢青銅複合物由一立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronze、CTB)、以及一六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronze、HTB)所組成。
根據本發明一實施例，當該鎢青銅複合物符合上述化學式組成時，且該立方晶相(cubic phase)鎢青銅以及該六方晶相(hexagonal phase)鎢青銅的比例約介於0.995%：99.005%至5.005%：94.995%之間時，可使得該紅外光吸收材料吸收60%以上的紅外光(750~2500nm)，且能讓大部分的可見光(380~750nm)穿透(平均可見光穿透率約65%以上)。
根據本發明某些實施例，該鎢青銅複合物，具有化學式表示如下：NaxKyWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3。此外，根據本發明其他實施例，該鎢青銅複合物，具有化學式表示如下：NaxCsyWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3。該鎢青銅複合物具有一平均粒徑約介於20nm-200nm之間(例如約介於20nm-150nm之間)。
根據本發明其他實施例，本發明亦提供一種紅外光吸收材料的製造方法，用以製備上述紅外光吸收材料。請參照第1圖，該紅外光吸收材料的製造方法100包括，提供一含鎢前驅物(步驟101)，例如偏鎢酸銨(ammonium metatungstate)、正鎢酸銨(ammonium orthotungstate)、仲鎢酸銨(ammonium paratungstate)、鹼金族鎢酸鹽(alkali metal tungstate)、鎢酸(tungstic acid)、矽化鎢(tungsten silicide)、硫化鎢(tungsten sulfide)、氯氧鎢(tungsten oxychloride)、烷氧基鎢(tungsten alkoxide)、六氯化鎢(tungsten hexachloride)、四氯化鎢(tungsten tetrachloride)、溴化鎢(tungsten bromide)、氟化鎢(tungsten fluoride)、碳化鎢(tungsten carbide)、碳氧化鎢(tungsten oxycarbide)、或上述之組合。接著，提供一第一鹼金族金屬鹽及一第二鹼金族金屬鹽(步驟102)。接著，將該含鎢前驅物與第一鹼金族金屬鹽及第二鹼金族金屬鹽混合，形成一混合物(步驟103)。值得注意的是，該含鎢前驅物在與該第一及該第二鹼金族金屬鹽混合前，該含鎢前驅物可進一步溶於水中形成一具有含鎢前驅物的水溶液。此外，在該含鎢前驅物在與該第一及 該第二鹼金族金屬鹽混合前，該第一及該第二鹼金族金屬鹽亦可進一步溶於水中形成一具有該第一及該第二鹼金族金屬鹽的水溶液。最後，對該混合物進行一加熱製程，得到本發明所述之紅外光吸收材料(步驟104)。其中，該第一鹼金族金屬鹽係鋰金屬鹽、或鈉金屬鹽，例如硫酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉、或上述之組合；該第二鹼金族金屬鹽係鉀金屬鹽、銣金屬鹽、或銫金屬鹽，例如硫酸鉀、碳酸鉀、氯化鉀、硫酸銣、碳酸銣、氯化銣、硫酸銫、碳酸銫、氯化銫、或上述之組合。
值得注意的是，為得到上述具有特定化學結構以及特定晶相比例的紅外光吸收材料，該含鎢前驅物與該第一及該第二鹼金族金屬鹽的重量比例約介於2及6之間，且該第一鹼金族金屬鹽與該第二鹼金族金屬鹽的重量比例約介於0.5及2之間。此外，對該混合物所進行的加熱製程包含一第一加熱階段以及一第二加熱階段，且該第一加熱階段以及該第二加熱階段的加熱溫度的差值約大於或等於20℃(例如約大於或等於30℃)。舉例來說，該第一加熱階段之加熱溫度約介於90-150℃，加熱時間約為10-24小時；而該第二加熱階段之加熱溫度係介於約151-200℃，加熱時間約為10-24小時。值得注意的是，當第一加熱階段或是第二加熱階段的反應時間不足10小時或超過24小時，會嚴重影響鎢青銅之M1金屬元素(例如鈉)、及M2金屬元素(例如鉀)的摻雜量、以及晶型的轉換。舉例來說，當M1金屬元素為鈉(Na)時，當第一加熱階段或是第二加熱階段的反應時間不夠時(不足十小時)，易使得摻雜鈉的鎢青銅停留在四方 晶相，而不易轉為立方晶相；舉例來說，當M2金屬元素為鉀(K)時，當第一加熱階段或是第二加熱階段的反應時間不夠時(不足十小時)，易使得摻雜鉀的鎢青銅於六方晶相不穩定存在，而往四方晶相發展。此外，該加熱製程可例如為水熱法(hydrothermal process)。
根據本發明一實施例，可採用水熱法，將第一鹼金族金屬鹽及第二鹼金族金屬鹽，與含鎢前驅物混合，形成一混合物，將混合物配置成水溶液，封裝於水熱釜中，並依序進行第一加熱階段與第二加熱階段。反應混合物形成反應物過飽和溶液，並通過反應形成晶核，繼而結晶。
根據本發明其他實施例，本發明亦提供一種隔熱結構。請參照第2圖，該隔熱結構10可包括一第一功能層12，其中該第一功能層12可配置於一第一基材14上。該第一功能層12可包含本發明所述之紅外光吸收材料11。且該第一功能層12可更包含一黏結劑13，而該紅外光吸收材料11係分散於該黏結劑13中。該第一功能層12的形成方法可包含以下步驟：首先，將紅外光吸收材料11以及黏結劑13溶於一溶劑中，形成一分散液。該黏結劑13可為有機黏結劑(例如為壓克力樹脂、環氧樹脂、矽酮類樹脂(silicone resin)、苯氧基樹脂(phenoxy resin)、聚氨酯樹脂(urethane resin)、尿素樹脂、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS resin)、聚乙烯丁醛樹脂(PVB resin)、聚醚樹脂、含氟樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚醯胺、澱粉、纖維素、前述之共聚物或前述之混合物等)、無機黏結劑(例如為四乙氧基矽烷(TEOS)、三異丙氧基鋁(aluminum triisopropoxide)、四丁 氧基鋯(zirconium tetrabutoxide)或四異丙氧基鈦(titanium tetraisopropoxide)等)、或感壓膠。該溶劑可例如為水、甲醇、乙醇、正丁醇、異丙醇、環己酮、甲基乙基酮、甲基第三丁基酮等、乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇醚、乙二醇乙醚、四氫呋喃(THF)等、乙酸丙二醇甲酯(PGMEA)、乙基-2-乙氧基乙醇乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸異戊酯等、氯仿(chloroform)、正己烷、庚烷、戊烷等、苯、甲苯、二甲苯等、或環己烷。該分散液可更包含一分散劑，以將該外光吸收材料11分散於溶劑中。該分散劑可為高分子型分散劑，例如聚酯類、聚醯胺類、聚胺基酸酯類、聚磷酯類、或上述之組合。
接著，將該分散液覆蓋於第一基材14上，形成一塗層。將該分散液覆蓋(例如塗佈)於第一基材14的方式可為旋轉塗佈(spin coating)、棒狀塗佈(bar coating)、刮刀塗佈(blade coating)、滾筒塗佈(roller coating)、線棒塗佈(wire bar coating)、或浸漬塗佈(dip coating)。該第一基材14可包括玻璃基板、透明塑膠基板、或前述之組合。接著，將完成塗佈的第一基材14置於烘箱中烘乾，其溫度可介於約25至200℃，時間約0.5至60min，得到該第一功能層12。該第一功能層12的厚度可介於1μm至50μm之間，例如4μm至6μm之間。
根據本發明一實施例，本發明所述之隔熱結構10，可進一步包括一第二基材16，配置於該第一功能層12之上，請參照第3圖。換言之，該第一功能層12係位於該第一基材14及該第二基材16之間。其中，該第二基材16之材質及厚度可與該第一基材14相同或不同。
根據本發明另一實施例，本發明所述之隔熱結構10，可進一步包括一第三基材22，配置於該第二基材16之上，請參照第4圖。其中，該第二基材16與該第三基材22之間以一空腔20相隔，而一支撐結構18圍繞該空腔20。該空腔20可為真空，或是填入空氣(或其他氣體)。其中，該第三基材22之材質及厚度可與該第一基材14相同或不同。該支撐結構18的材質可為玻璃、或樹脂。
根據本發明某些實施例，本發明所述之隔熱結構10，可進一步包括一第二功能層24配置於該第三基材22之上、以及一第四基材26，配置於該第二功能層24之上，請參照第5圖。其中，該第二功能層24之材質及厚度可與該第一功能層12相同或不同；且該第四基材26之材質及厚度可與該第一基材14相同或不同。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例配合所附圖示，作詳細說明如下：
紅外光吸收材料的製備
【實施例1】
將30g偏鎢酸銨(由SHOWA製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)及2.488g碳酸鉀(由Alfa Aesar製造及販售)加入95ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應12小時後，持續加熱至180℃反應12小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑 約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na、K與W的比例為0.69：0.3：1(預測所得產物符合化學式Na0.69K0.3WO3)。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，請參照第6圖。由第6圖可知，該產物係由六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)以及立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronzes、CTB)所組成。以感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer、ICP-AES)定量分析上述產物，得知立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronzes、CTB)與六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)的比例為(1±0.005)%：(99±0.005)%。
接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第7圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，結果請參照第8圖。對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表1所示。
【比較實施例1】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)加入71ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應12小時後，持續加熱至180℃反應12小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na與W的比例為0.69：1。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，得知該產物係由立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronze、CTB)所組成。接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第7圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，結果請參照第8圖。對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表1所示。
【比較實施例2】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與2.488g碳酸鉀(由Alfa Aesar製造及販售)加入66.3ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應12小時後，持續加熱至180℃反應12小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm，所得粉體樣品進行相關檢測分析。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知K與W的比例為0.3：1。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，得知該產物係由六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronze、HTB)所組成。接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第7圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，結果請參照第8圖。對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表1所示。
由第7及8圖以及表1可知，本發明所述之紅外光吸收材料(實施例1)，在可見光(400nm-780nm)波段之平均光穿透率約為60%以上。此外，與比較實施例1及2相比，本發明所述之紅外光吸收材料(實施例1)在紅外光(780nm-2500nm)波段具有較高的吸收能力。
【實施例2】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)及2.488g碳酸鉀(由Alfa Aesar製造及販售)加入95ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應15小時後，持續加熱至180℃反應12小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na、K與W的比例為0.69：0.3：1(預測所得產物符合化學式Na0.69K0.3WO3)。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，請參照第3圖。由第3圖可知，該產物係由六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)以及立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronzes、CTB)所組成。以感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer、ICP-AES)定量分析上述產物，得知立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronzes、CTB)與六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)的比例為(1±0.005)%：(99±0.005)%。
接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第9圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，並對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表2所示。
【實施例3】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)及5.865g碳酸銫(由Alfa Aesar製造及販售)加入95ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應12小時後，持續加熱至180℃反應12小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na、Cs與W的比例為0.69：0.3：1(預測所得產物符合化學式Na0.69Cs0.3WO3)。以感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer、ICP-AES)定量分析上述產物，得知立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronzes、CTB) 與六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)的比例為(1±0.005)%：(99±0.005)%。
接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第10圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，並對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表2所示。
【比較實施例3】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)及2.488g碳酸鉀(由Alfa Aesar製造及販售)加入95ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應12小時後，持續加熱至180℃反應6小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na、K與W的比例為0.46：0.3：1(預測所得產物符合化學式Na0.46K0.3WO3)。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，得知該產物係由六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)以及四方晶相鎢青銅(tetragonal tungsten bronzes、TTB)所組成。
接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第9圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，並對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表2所示。
【比較實施例4】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)及2.488g碳酸鉀(由Alfa Aesar製造及販售)加入95ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在150℃下恆溫水熱反應6小時後，持續加熱至180℃反應12小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na、K與W的比例為0.46：0.3：1(預測所得產物符合化學式Na0.46K0.3WO3)。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，得知該產物係由六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronzes、HTB)以及四方晶相鎢青銅(tetragonal tungsten bronzes、TTB)所組成。
【比較實施例5】
將30g偏鎢酸銨(由Sigma-Aldrich製造及販售)與4.388g碳酸鈉(由Alfa Aesar製造及販售)及4.147g碳酸鉀(由Alfa Aesar製造及販售)加入99.2ml去離子水中混合均勻，將配置好的上述溶液倒入不銹鋼密閉反應釜中，在120℃下恆溫水熱反應6小時後，持續加熱至150℃反應24小時，洗滌沉澱產物後於50℃真空烘箱中恆溫乾燥4小時，得到粉體產物，平均粒徑約80nm。
以X-ray光電子能譜(X-ray photoelectron spectrometer、XPS)對所得之產物進行分析，得知Na、K與W的比例為0.46：0.5：1(預測所得產物符合化學式Na0.46K0.5WO3)。以X光繞射儀(X-Ray Diffractometer，XRD)分析產物，得知該產物係由四方晶相鎢青銅(tetragonal tungsten bronzes、TTB)所組成。
接著，量測該產物對波長400nm至2500nm的光穿透圖譜，結果請參照第9圖；以及，量測該產物對波長400nm至2500nm的光吸收圖譜，並對該光吸收圖譜之波長780nm至2500nm的吸收面積進行積分，結果如表2所示。
由實施例1至3、以及比較實施例3至5可知，由於比較實施例3至5在第一加熱階段或是第二加熱階段的反應時間不足10小時，因此影響鎢青銅之鈉鉀元素的摻雜量、以及晶 型的轉換。舉例來說，就鈉(Na)摻雜而言，當第一加熱階段或是第二加熱階段的反應時間不夠時(不足十小時)，其摻雜量不足以使其晶型轉為立方晶相而停留在四方晶相；就鉀(K)摻雜而言，當第一加熱階段或是第二加熱階段的反應時間不夠時(不足十小時)，易使得摻雜鉀的鎢青銅於六方晶相不穩定存在，而往四方晶相發展。此外，由第6圖及表2可知，當鎢青銅複合物由特定比例的六方晶相鎢青銅以及立方晶相鎢青銅組成時，該鎢青銅複合物在可見光波段的平均光穿透率約為60%以上，且在紅外光(780nm-2500nm)波段具有較高的吸收能力。
隔熱結構
【實施例4】
將實施例1所述之鎢青銅複合物(Na0.69K0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(DISPERBYK-2000)、溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、propylene glycol mono-methyl ether acetate)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與丙烯酸系樹脂混合，塗佈於一藍色玻璃(TAIWANGLASS、TGI Tinted Glass Ocean Blue 5mm)上，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層，得到隔熱結構(1)(具有如第2圖所示結構)。
【實施例5】
將實施例3所述之鎢青銅複合物(Na0.69Cs0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(DISPERBYK-116)、溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯、propylene glycol mono-methyl ether acetate)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與聚乙烯丁醛樹脂(長春石油化學股份有限公司，polyvinyl butyral) 混合，塗佈於一第一清玻璃(TAIWANGLASS、TGI Clear Float Glass 5mm)及一第二清玻璃(TAIWANGLASS、TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層，得到隔熱結構(2)(具有如第3圖所示結構)。
【實施例6】
將實施例3所述之鎢青銅複合物(Na0.69Cs0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(DISPERBYK-116)、溶劑(ethyl acetate，乙酸乙酯)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與環氧系樹脂混合，塗佈於一綠色玻璃(TAIWANGLASS，TGI Tinted Glass French Green 5mm)及一清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層，得到隔熱結構(3)(具有如第3圖所示結構)。
【實施例7】
將實施例1所述之鎢青銅複合物(Na0.69Cs0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(Efka PX4300)、溶劑(丁酮、methyl ethyl ketone)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與丙烯酸系感壓膠混合，塗佈於一綠色玻璃(TAIWANGLASS，TGI Tinted Glass French Green 5mm)及一第一清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層。接著，將一第二清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)設置於該第一清玻璃之上，其中該第二清玻璃及該第一清玻璃之間以一支撐結構(材質為發泡材的彈性暖邊間隔條)相隔，以構成一空腔。 其中，該空腔係填入空氣。得到隔熱結構(4)(具有如第4圖所示結構)。
【實施例8】
將實施例1所述之鎢青銅複合物(Na0.69K0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(DISPERBYK-116)、溶劑(乙酸乙酯、ethyl acetate)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與環氧系樹脂混合，塗佈於一氟摻雜氧化錫(FTO)玻璃(Pilkington、Low-E Glass)及一清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層。接著，將一綠色玻璃(TAIWANGLASS，TGI Tinted Glass French Green 5mm)設置於該清玻璃之上，其中該綠色玻璃及該清玻璃之間以一支撐結構(材質為發泡材的彈性暖邊間隔條)相隔，以構成一空腔。其中，該空腔係填入空氣。得到隔熱結構(5)(具有如第4圖所示結構)。
【實施例9】
將實施例3所述之鎢青銅複合物(Na0.69Cs0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(DISPERBYK-2000)、溶劑(丙二醇甲醚醋酸酯，propylene glycol mono-methyl ether acetate)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與丙烯酸系樹脂混合，塗佈於一綠色玻璃(TAIWANGLASS，TGI Tinted Glass French Green 5mm)及一清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層。上述步驟所得之結構係定義為一第一複合結構。
接著，重覆上述步驟，得到一第二複合結構。
最後，將第二複合結構配置於該第一複合結構之上，其中該第一複合結構的清玻璃及該第二複合結構的綠色玻璃之間以一支撐結構(材質為鋁條)相隔，以構成一空腔。得到隔熱結構(6)(具有如第5圖所示結構)。
【實施例10】
將實施例3所述之鎢青銅複合物(Na0.69Cs0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(DISPERBYK-116)、溶劑(丁酮、methyl ethyl ketone)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與丙烯酸系樹脂混合，塗佈於一綠色玻璃(TAIWANGLASS、TGI Tinted Glass French Green 5mm)及一第一清玻璃(TAIWANGLASS、TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層。上述步驟所得之結構係定義為一第一複合結構。
接著，將實施例3所述之鎢青銅複合物(Na0.69Cs0.3WO3)之紅外光吸收材料與高分子系分散劑(Efka PX4300)、溶劑(乙酸乙酯、ethyl acetate)予以粉碎、分散形成分散液。接著，將該分散液與丙烯酸系樹脂混合，塗佈於一第二清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)及一第三清玻璃(TAIWANGLASS，TGI Clear Float Glass 5mm)間，固化後形成一具有紅外光吸收材料之膜層。上述步驟所得之結構係定義為一第二複合結構。
最後，將第二複合結構配置於該第一複合結構之上，其中該第一複合結構的第一清玻璃及該第二複合結構的第二清玻璃之間以一支撐結構(材質為鋁條)相隔，以構成一空 腔。得到隔熱結構(7)(具有如第5圖所示結構)。
量測實施例4-10所述之隔熱結構(1)-(7)的可見光穿透率(%)及日照穿透率(%)，結果如表3所示：
由上述結果可知，本發明所述之紅外光吸收材料，可進一步應用於隔熱結構中，使該隔熱結構兼具採光及隔熱的效果。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧紅外光吸收材料的製造方法
101、102、103、104‧‧‧步驟

Claims (21)

  1. 一種紅外光吸收材料，包含：一鎢青銅複合物，具有化學式表示如下：M1 xM2 yWOz，其中0.6x0.8、0.2y<0.33、0.8x+y<1、及2<z3，且M1係鋰(Li)、或鈉(Na)，M2係鉀(K)、銣(Rb)、或銫(Cs)，其中，該鎢青銅複合物由一立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronze、CTB)、以及一六方晶相鎢青銅(hexagonal tungsten bronze、HTB)所組成，其中該立方晶相鎢青銅與該六方晶相鎢青銅的比例係介於0.995%：99.005%至5.005%：94.995%之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之紅外光吸收材料，其中該鎢青銅複合物具有化學式表示如下：NaxKyWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之紅外光吸收材料，其中該鎢青銅複合物具有化學式表示如下：NaxCsyWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之紅外光吸收材料，其中該鎢青銅複合物具有一平均粒徑介於20nm-200nm之間。
  5. 一種紅外光吸收材料的製造方法，包含：提供一含鎢前驅物；提供一第一鹼金族金屬鹽及一第二鹼金族金屬鹽；混合該第一鹼金族金屬鹽、該第二鹼金族金屬鹽、該含鎢前驅物，形成一混合物；以及對該混合物進行一加熱製程，得到申請專利範圍第1項所述之紅外光吸收材料，其中該加熱製程包含一第一加熱階段、 及一第二加熱階段，其中該第一加熱階段之加熱溫度係介於90℃及150℃之間且加熱時間係介於10小時及24小時之間，其中該第二加熱階段之加熱溫度係介於151℃及200℃之間且加熱時間係介於10小時及24小時之間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該含鎢前驅物與該第一及該第二鹼金族金屬鹽的重量比例係介於2及6之間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該第一鹼金族金屬鹽與該第二鹼金族金屬鹽的重量比例係介於0.5及2之間。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中在該含鎢前驅物與該第一及該第二鹼金族金屬鹽混合前，該含鎢前驅物係進一步溶於水中形成一具有含鎢前驅物的水溶液。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中在該含鎢前驅物與該第一及該第二鹼金族金屬鹽混合前，該第一及該第二鹼金族金屬鹽係進一步溶於水中形成一具有該第一及該第二鹼金族金屬鹽的水溶液。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該第一加熱階段以及該第二加熱階段的加熱溫度的差值大於或等於20℃。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該含鎢前驅物包含偏鎢酸銨(ammonium metatungstate)、正鎢酸銨(ammonium orthotungstate)、仲鎢酸 銨(ammonium paratungstate)、鹼金族鎢酸鹽(alkali metal tungstate)、鎢酸(tungstic acid)、矽化鎢(tungsten silicide)、硫化鎢(tungsten sulfide)、氯氧鎢(tungsten oxychloride)、烷氧基鎢(tungsten alkoxide)、六氯化鎢(tungsten hexachloride)、四氯化鎢(tungsten tetrachloride)、溴化鎢(tungsten bromide)、氟化鎢(tungsten fluoride)、碳化鎢(tungsten carbide)、碳氧化鎢(tungsten oxycarbide)、或上述之組合。
  12. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該第一鹼金族金屬鹽係鋰金屬鹽、鈉金屬鹽、或上述之組合。
  13. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該第一鹼金族金屬鹽係硫酸鋰、碳酸鋰、氯化鋰、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鈉、或上述之組合。
  14. 如申請專利範圍第5項所述之紅外光吸收材料的製造方法，其中該第二鹼金族金屬鹽係鉀金屬鹽、銣金屬鹽、銫金屬鹽、或上述之組合。
  15. 一種隔熱結構，包括：一第一基材；以及一第一功能層，配置於該第一基板上，其中該第一功能層包含一紅外光吸收材料，其中該紅外光吸收材料包含一鎢青銅複合物，具有化學式表示如下：M1 xM2 yWOz，其中0.6x0.8、0.2y0.33、0.8x+y<1、及2<z3，且M1係鋰(Li)、或鈉(Na)，M2係鉀(K)、銣(Rb)、或銫(Cs)，其中，該鎢青銅複合物由一立方晶相鎢青銅(cubic tungsten bronze、CTB)、以及一六方晶相 鎢青銅(hexagonal tungsten bronze、HTB)所組成，其中該立方晶相鎢青銅與該六方晶相鎢青銅的比例係介於0.995%：99.005%至5.005%：94.995%之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之隔熱結構，其中該第一基材係為玻璃基材、或塑膠基材。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之隔熱結構，其中該第一功能層更包含一黏結劑，且該紅外光吸收材料係分散於該黏結劑中。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之隔熱結構，更包括：一第二基材，配置於該第一功能層上。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之隔熱結構，更包括：一第三基材；以及一支撐結構，配置於該第二基材及該第三基材之間，其中該第二基材、該第三基材、及該支撐結構構成一空腔。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之隔熱結構，更包括：一第二功能層，配置於該第三基材之上；以及一第四基材，配置於該第二功能層之上。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之隔熱結構，其中該第二功能層之材質與第一功能層相同。
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