CN107619197A - 一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，包括玻璃，以及涂覆于所述玻璃上的复合铯化钨膜层，所述复合铯化钨膜层包含以下组分：复合铯化钨溶液5％‑15％，树脂混合物50‑60％，溶剂30％，其他添加剂3‑5％。采用复合铯化钨膜层作为隔热材料，对太阳光谱具有极高的选择性，即对780nm～2500nm的近红外光吸收90％以上，通过在膜层中添加的树脂等混合物对紫外线的吸收达99％以上，上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃对红外线和紫外线具有高阻隔作用，对可见光透射影响较小，可大幅减少光污染、降低遮阳系数、提高光热比，有效提升了夏季隔热降温效能、提高舒适性、降低空调能耗，达到很好的节能环保效果。

Description

一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃及其制造方法

技术领域

本发明涉及涂层玻璃领域，尤其涉及一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃及其制造方法。

背景技术

夏日天气炎热，阻隔太阳的强烈辐照为车内、室内提供舒适的环境显得尤为重要，太阳辐照热量约每平米800w，透过玻璃进入室内或车内就增加了空调的制冷量、汽车的耗油以及降低汽车的动力性，强烈的紫外线也会对人的皮肤产生伤害，甚至会引发皮肤癌，为此会使用隔热玻璃，或者在车窗上贴太阳膜，现有技术中的隔热膜层玻璃多采用如：氧化锡、氧化锡锑(ATO)或氧化铟锡(ITO)、二氧化钛(TiO₂)等，或相同元素的纳米改性材料，隔热效果很难满足人们的需求，在车窗上贴太阳膜也会带来一系列的问题，比如行驶安全等，随着社会对节能、环保、舒适性要求的不断重视，具有较高隔热性能的玻璃会在汽车玻璃市场得到优先应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，用以进一步提升隔热玻璃的隔热性能。

本发明的目的之二在于提供一种上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的制造方法，其具有工艺简单，操作方便，适合工业化生产的特点。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，包括玻璃，以及涂覆于所述玻璃上的复合铯化钨膜层，所述复合铯化钨膜层包含以下组分：复合铯化钨溶液10％-15％，树脂混合物50-60％，溶剂30％，其他添加剂3-5％。

进一步的，所述复合铯化钨溶液包含以下组分：复合铯化钨CsxWO3Ay30-35％，其中0<x<0.5，0<y<0.5，醋酸乙酯55-60％，丙二醇甲醚醋酸酯5-10％。

进一步的，所述树脂混合物包含以下组分：改性压克力硅酸树脂40-50％，纳米二氧化硅分散液20-25％，乙二醇丁醚25-30％，醋酸乙酯5％。

进一步的，所述溶剂为乙二醇丁醚80％，异丙醇20％。

进一步的，所述其他添加剂为消泡剂20-40％、流平剂20-40％、紫外线吸收剂20-40％。

进一步的，所述玻璃为厚度2-8mm的普通透明平板玻璃或热弯弧形玻璃，所述复合铯化钨膜层的干膜厚度为10-25μm。

进一步的，在所述复合铯化钨膜层上还设有加硬膜层，所述保护层为经UV固化或热固化的纳米有机硅改性树脂。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

上述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的制造方法，包括如下步骤：

(1)制备复合铯化钨膜层浆料：将复合铯化钨溶液、树脂混合液、溶剂以及其他添加剂，按比例，在万级洁净环境下进行过滤、混合、搅拌、然后静置半小时，即得复合铯化钨膜层浆料；

(2)玻璃的预处理：在万级洁净下进行，首先采用普通滚刷清洗、然后超声波纯水清洗、普通热风刀烘干、在60-80℃隧道烘箱烘干去除水膜、除静电；

(3)喷涂保护：将待喷涂以外的区域进行遮挡；

(4)喷涂膜层附着剂：在待喷涂区域喷涂膜层附着剂；

(5)喷涂复合铯化钨浆料：采用多只喷枪同时进行3D喷涂，喷枪上安装的传感器可以确保喷头与玻璃表面的距离与方向垂直；

(6)经1-3分钟完成流平结膜；

(7)加热烘干：将上述步骤(6)完成流平结膜的玻璃输入至隧道式烘箱，经8-10分钟升温至160℃，继续加热15分钟，冷却至室温即得上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

进一步的，还包括喷涂加硬膜层步骤：(1)将上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃进行预处理，使膜层接触角小于30度，再采用喷枪进行3D喷涂，所述喷枪上设有使保持喷枪和玻璃表面垂直的传感器；(2)固化：按上述步骤(1)完成加硬膜层喷涂后，进行UV固化，或在100℃温度下进行热固化；

进一步的，所述膜层附着剂为：异丙醇96-98％，硅氧烷2-4％。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供的复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，采用复合铯化钨作为隔热材料，对太阳光谱具有极高的选择性，即对780nm～2500nm的近红外热能吸收90％以上，对紫外线吸收达99％以上，对红外线和紫外线具有高阻隔作用，同时对可见光透射影响较小，可大幅减少光污染、降低遮阳系数、提高光热比，有效提升了夏季隔热降温效能、提高舒适性、降低空调能耗，达到很好的节能环保效果。

附图说明

图1为本发明复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的结构示意图；

图2为本发明复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃制备的流程图；

图中：1、玻璃；2、复合铯化钨膜层。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本发明中，若非特指，所有百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，包括玻璃，以及位于所述玻璃上的复合铯化钨膜层，如图1所示，其中玻璃为厚度2-8mm的普通透明平板玻璃或热弯弧形玻璃，复合铯化钨膜层的厚度为10μm-25μm，上述复合铯化钨膜层的浆料由以下组分制备而成：复合铯化钨溶液：5％-15％，该复合铯化钨溶液包含以下组分：复合铯化钨CsxWO3Ay30-35％，其中0<x<0.5，0<y<0.5，醋酸乙酯55-60％，丙二醇甲醚醋酸酯5-10％；树脂混合物：50-60％，该树脂混合物包含以下组分：改性压克力硅酸树脂40-50％，纳米二氧化硅分散液20-25％，乙二醇丁醚25-30％，醋酸乙酯5％；溶剂：30％，具体为乙二醇丁醚，异丙醇,用量为乙二醇丁醚(BCS)80％，异丙醇(IPA)20％。；其他添加剂：5％，其中其他添加剂为消泡剂20-40％、流平剂20-40％、紫外线吸收剂20-40％。

如图2所示为上述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的制造流程，具体包括如下步骤：

(1)制备复合铯化钨膜层浆料：将复合铯化钨溶液、树脂混合液、溶剂以及其他添加剂，按比例，在万级洁净环境下进行过滤、混合、搅拌、然后静置半小时，即得复合铯化钨膜层浆料；

(2)玻璃的预处理：在万级洁净下进行，首先采用普通滚刷清洗、然后超声波纯水清洗、普通热风刀烘干、在60-80℃隧道烘箱烘干去除水膜、除静电；

(3)喷涂保护：将待喷涂以外的区域进行遮挡；

(4)喷涂膜层附着剂：在待喷涂区域喷涂膜层附着剂,所述膜层附着剂为：异丙醇96-98％，硅氧烷2-4％；

(5)喷涂复合铯化钨浆料：采用多只喷枪同时进行3D喷涂，喷枪上安装的传感器可以确保喷头与玻璃表面的距离与方向垂直；

(6)经1-3分钟完成流平结膜；

(7)加热烘干：将上述步骤(6)完成流平结膜的玻璃输入至隧道式烘箱，经8-10分钟升温至160℃，继续加热15分钟，冷却至室温即得上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

还可在上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃喷涂加硬膜层，步骤如下：(1)将上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃进行预处理，使膜层接触角小于30度，再采用喷枪进行3D喷涂，所述喷枪上设有使保持喷枪和玻璃表面间距垂直的传感器；(2)固化：按上述步骤(1)完成加硬膜层喷涂后，进行UV固化，或在100℃温度下进行热固化；

通过采用复合铯化钨作为隔热材料，对太阳光谱具有极高对选择性，即对780nm～2500nm的近红外热能吸收90％以上，对紫外线吸收达99％以上，对红外线和紫外线具有高阻隔作用，基本不影响可见光透射，可有效的降低遮阳系数、提高光热比，因此提升了夏季隔热降温效能、提高舒适性、降低空调能耗，达到很好的节能环保效果。该涂膜玻璃为光吸收型，可见光反射率小于8％，可大幅减少光污染、特别是减少汽车玻璃反射太阳强光造成的炫目，从而增加行车安全，同时本发明提供的涂层玻璃对无线信号无屏蔽，包括手机信号与GPS等，有助于电子产品在汽车上的应用，通过喷涂加硬膜层，进一步增加其硬度，可广泛应用于汽车，以及各种建筑物上。

实施例1

(1)制备1kg待喷涂的复合铯化钨膜层浆料：将复合铯化钨42g、醋酸乙酯72g、丙二醇甲醚醋酸酯6g、改性压克力硅酸树脂220g、纳米二氧化硅分散液137.5g、乙二醇丁醚165g、醋酸乙酯27.5、消泡剂10g、流平剂10g、紫外线吸收剂10g、乙二醇丁醚240g、异丙醇60g在万级洁净环境下进行过滤、混合、搅拌、静置半小时，完成膜层浆料制备；

(2)将待加工的规格为300mm*300mm*5mm普通透明平板玻璃进行预清洗，加入清洗液利用滚刷进行机械清洗，然后利用超声波在纯水中进行多次深度清洗，确保玻璃表面接触角小于20度；

(3)将清洗过的玻璃输送至预加热隧道烘箱，温度控制在60℃烘干水膜；

(4)经由除静电设备消除待喷涂玻璃表面的静电；

(5)将待喷涂玻璃进行定位，同时对喷涂以外的区域进行遮挡，防止喷雾飞溅到其他部位；

(6)利用喷枪在玻璃表面喷涂附着剂，所述附着剂的组成为：异丙醇96g，硅氧烷4g；

(7)取适量步骤(1)制备的复合铯化钨膜层浆料，采用安装在机器臂上的多只喷枪3D喷涂，在喷枪上连接有传感器，引导喷枪与玻璃间的距离保持不变与垂直；湿膜厚度40um，喷涂后3分钟静置流平结膜；

(8)将上述步骤(7)完成流平结膜的玻璃输送至隧道式烘箱，经9分钟升温至160℃，继续加热15分钟，冷却至室温既得上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

实施例2

(1)制备1kg待喷涂的复合铯化钨膜层浆料:将复合铯化钨30g、醋酸乙酯60g、丙二醇甲醚醋酸酯10g、改性压克力硅酸树脂252g、纳米二氧化硅分散液112g、乙二醇丁醚168g、醋酸乙酯28g、消泡剂16g、流平剂16g、紫外线吸收剂8g、乙二醇丁醚240g、异丙醇80g在万级洁净环境下进行过滤、混合、搅拌、静置半小时，完成膜层浆料制备；

(2)将待加工的规格为300mm*300mm*5mm的普通透明热弯弧形玻璃进行预清洗，加入清洗液利用滚刷进行机械清洗，然后利用超声波在纯水中进行多次深度清洗，确保玻璃表面接触角小于20度，特别的清洗时，玻璃弯曲弧度要与行进方向一致，清洗机的传送机械装置要配合好弧形玻璃的“波浪行进”；

(3)将清洗过玻璃输送至隧道烘箱，温度控制在60℃烘干水膜；

(4)经由除静电设备消除待喷涂玻璃表面的静电；

(5)将待喷涂玻璃进行定位，同时对喷涂以外的区域进行遮挡，防止喷雾飞溅到其他部位；

(6)利用喷枪在玻璃表面喷涂附着剂，所述附着剂的组成为：异丙醇97g，硅氧烷4g；

(7)取适量步骤(1)制备的复合铯化钨膜层浆料，采用安装在机器臂上的多只喷枪3D喷涂，在喷枪上连接有传感器，引导喷枪与玻璃间的距离保持不变与垂直；喷涂湿膜厚度30um，后3分钟静置流平结膜；

(8)将上述步骤(7)完成流平结膜的玻璃输送至隧道式烘箱，经9分钟升温至160℃，继续加热15分钟，冷却至室温既得上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

实施例3

(1)制备待喷涂的复合铯化钨膜层浆料:将复合铯化钨49.5g、醋酸乙酯85.5g、丙二醇甲醚醋酸酯15g、改性压克力硅酸树脂250g、纳米二氧化硅分散液100g、乙二醇丁醚125g、醋酸乙酯25g、消泡剂20g、流平剂10g、紫外线吸收剂20g、乙二醇丁醚240g、异丙醇80g在万级洁净环境下进行过滤、混合、搅拌、静置半小时，完成膜层浆料制备；

(2)将待加工的规格为300mm*300mm*5mm的普通透明热弯弧形玻璃进行预清洗，普通透明热弯弧形玻璃进行预清洗，加入清洗液利用滚刷进行机械清洗，然后利用超声波在纯水中进行多次深度清洗，确保玻璃表面接触角小于20度，特别的清洗时，玻璃弯曲弧度要与行进方向一致，清洗机的传送机械装置要配合好弧形玻璃的“波浪行进”；

(3)将清洗过玻璃输送至隧道烘箱，温度控制在80℃烘干水膜；

(4)经由除静电设备消除待喷涂玻璃表面的静电；

(5)将待喷涂玻璃进行定位，同时对喷涂以外的区域进行遮挡，防止喷雾飞溅到其他部位；

(6)利用喷枪在玻璃表面喷涂膜层附着剂，所述附着剂的组成为：异丙醇96g，硅氧烷4g；

(7)取适量步骤(1)制备的复合铯化钨膜层浆料，采用安装在机器臂上的多只喷枪3D喷涂，在喷枪上连接有传感器，引导喷枪与玻璃间的距离保持不变与垂直；湿膜厚度40um，喷涂后3分钟静置流平结膜；

(8)将上述步骤(7)完成流平结膜的玻璃输送至隧道式烘箱，经9分钟升温至160℃，继续加热15分钟，冷却至室温既得上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

实施例4

(1)将实施例2得到的复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃进行预处理，使膜层接触角小于25°，再喷一道采用UV固化或低于100℃的热固化的加硬膜，外购的加硬膜浆料固化后硬度需达到5H铅笔硬度，固化时需根据加硬膜浆料要求调整UV固化能量或热固化温度，既得具有加硬膜层的复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

对比例1：市售阳光控制玻璃。

对比例2：市售在线低辐射玻璃(low-E)。

根据ISO9050:2003《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》，环境条件为中国冬季、夏季标准计算条件。采用的仪器设备为S-45Lambda950紫外可见分光光度计，S-47Spectrum100傅立叶变换红外光谱仪，环境温度为19℃，环境相对温度为45％RH，分别检测实施例1至4，对比例1-2的紫外线透射比，可见光透射比，太阳能总透射比，近红外透射比，结果如下表所示：

表1

检测项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2
							紫外线透射比(％)	0.0	0.0	0.0	0.0	45.0	25.0
可见光透射比(％)	71.8	71.0	71.0	70.0	66.0	78.6
							太阳能总透射比(％)	50.7	50.1	50.0	48.0	68.0	69.7
近红外透射比(％)	5.5	5.4	5.4	4.5	30	20.1

从以上表可以看出，在可见光透射在70％时，本发明涂膜玻璃太阳能总透射比、紫外线透射比、近红外线都远低于对比例，表示其隔热、隔紫外线、节能等效果都获得大幅提升。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，包括玻璃，以及涂覆于所述玻璃上的复合铯化钨膜层，所述复合铯化钨膜层包含以下组分：复合铯化钨溶液10％-15％，树脂混合物50-60％，溶剂30％，其他添加剂3-5％。

2.根据权利要求1所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，所述复合铯化钨溶液包含以下组分：复合铯化钨CsxWO3Ay30-35％，其中0<x<0.5，0<y<0.5，醋酸乙酯55-60％，丙二醇甲醚醋酸酯5-10％。

3.根据权利要求1所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，所述树脂混合物包含以下组分：改性压克力硅酸树脂40-50％，纳米二氧化硅分散液20-25％，乙二醇丁醚25-30％，醋酸乙酯5％。

4.根据权利要求1所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，所述溶剂为乙二醇丁醚80％，异丙醇20％。

5.根据权利要求1所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，所述其他添加剂为消泡剂20-40％、流平剂20-40％、紫外线吸收剂20-40％。

6.根据权利要求1所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，所述玻璃为厚度2-8mm的普通透明平板玻璃或热弯弧形玻璃，所述复合铯化钨膜层的干膜厚度为10-25μm。

7.根据权利要求1所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃，其特征在于，在所述复合铯化钨膜层上还设有加硬膜层，所述保护层为经UV固化或热固化的纳米有机硅改性树脂。

8.一种如权利要求1所述的复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备复合铯化钨膜层浆料：将复合铯化钨溶液、树脂混合液、溶剂以及其他添加剂，按比例，在万级洁净环境下进行过滤、混合、搅拌、然后静置半小时，即得复合铯化钨膜层浆料；

(2)玻璃的预处理：在万级洁净下进行，首先采用普通滚刷清洗、然后超声波纯水清洗、普通热风刀烘干、在60-80℃隧道烘箱烘干去除水膜、除静电；

(3)喷涂保护：将待喷涂以外的区域进行遮挡；

(4)喷涂膜层附着剂：在待喷涂区域喷涂膜层附着剂；

(5)喷涂复合铯化钨浆料：采用多只喷枪同时进行3D喷涂，喷枪上安装的传感器可以确保喷头与玻璃表面的距离与方向垂直；

(6)经1-3分钟完成流平结膜；

(7)加热烘干：将上述步骤(6)完成流平结膜的玻璃输入至隧道式烘箱，经8-10分钟升温至160℃，继续加热15分钟，冷却至室温即得上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃。

9.根据权利要求8所述的复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的制造方法，其特征在于，还包括喷涂加硬膜层步骤：(1)将上述复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃进行预处理，使膜层接触角小于30度，再采用喷枪进行3D喷涂，所述喷枪上设有使保持喷枪和玻璃表面垂直的传感器；(2)固化：按上述步骤(1)完成加硬膜层喷涂后，进行UV固化，或在100℃温度下进行热固化。

10.根据权利要求8所述一种复合铯化钨纳米隔热涂层玻璃的制造方法，其特征在于，所述膜层附着剂为：异丙醇96-98％，硅氧烷2-4％。