一种纳米孔隙玻璃的制备方法和一种纳米孔隙玻璃技术

本发明专利技术提供了一种纳米孔隙玻璃的制备方法，所述方法包括，在烧制前或烧制过程中，将颗粒状的纳米孔隙材料与玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。也可以先将玻璃生产原料熔融后，再在熔融的玻璃液中逐渐加入纳米孔隙材料，而后按照制备玻璃传统工艺制备得到含纳米孔隙的玻璃。本发明专利技术还提供了使用所述方法制备的玻璃。

Method for preparing nano porous glass and nano porous glass

The present invention provides a method for preparing nano porous glass, wherein the method comprises, before firing or firing process, the nano porous material and the glass substrate particles evenly mixed after preparation according to the conventional process to obtain the nano porous glass. The glass production raw material can be melted, and then the nano porous material is added into the molten glass liquid, and then the glass containing nano pores is prepared according to the traditional glass preparation process. The invention also provides a glass prepared by the method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体而言，涉及一种纳米孔隙玻璃的制备方法和一种纳米孔隙玻璃。
技术介绍
玻璃，是一种多领域有广泛用途的工程材料。隔热、增强、轻质、吸收红外先、隔绝紫外线玻璃不仅保留了玻璃的透光性、隔离性、装饰性，而且具有密度低、低热导率、吸能减震、消音降噪、吸收红外线、隔绝紫外线特性。隔热、增强、轻质玻璃在建筑、机械、飞机、汽车等领域有重要的意义，其研究与应用在不断增加，是国际材料界的重点与热点方向。传统的隔热玻璃通常采用贴膜、涂层、染色方法制造。但是上述方法一般具有设备及工艺复杂、能耗大、透光性不好等缺点，且难以控制获得最终的孔结构，特别是难以对微观结构进行有效调控。气凝胶作为一种密度可与空气相当的超轻材料，具有超大的比表面积与孔隙率，具有超强隔热能力、隔噪音能力、吸收红外线能力、隔绝紫外线能力以及良好的稳定性等多种特异性质。但是近些年来关于气凝胶的主要研究方向都集中于其制备研究，对气凝胶的综合利用还缺少深度的开发。现有技术中有将气凝胶应用至玻璃中的构想，然而，其做法大多是在两层玻璃之间设置一个独立的气凝胶层，即气凝胶和玻璃本身是分开的，这种气凝胶玻璃的玻璃部分和气凝胶部分互相独立，因此其性质也是相互隔离的，玻璃部分的本身性质并没有因为加入了气凝胶层而得到改善，因此，其玻璃整体性质不均一，因而如果能将气凝胶和玻璃基质有机地融合在一起，可以提升玻璃的整体性能和均一性，而均一的玻璃更适合于应用于多种高端领域，适应各种较为严苛的环境。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种纳米孔隙玻璃的制备方法，方法通过使颗粒状的纳米孔隙材料与玻璃基材均匀混合后，以常规工艺熔融并制备得到具有纳米孔隙的玻璃，本专利技术的方法适用范围广泛，各种纳米孔隙材料和各种玻璃均可以用本专利技术的方法进行制备。本专利技术的第二目的在于提供了一种使用本专利技术的方法制备的玻璃，所述玻璃种具有纳米级的孔隙，其隔热性能好，并具有优秀的强度性能，此外，其吸收红外线、隔绝紫外线的性质也十分优良。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术的一个方面涉及一种纳米孔隙玻璃的制备方法，所述方法包括，在烧制前或烧制过程中，将颗粒状的纳米孔隙材料与玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。在烧制前先混合操作简单，加热熔融时间长，耗能较大，在烧制过程中后混合则熔融时间短，但是对设备的要求较高，加工过程较为复杂，本专利技术提供的方法，可以根据实际情况进行选择。优选地，所述方法包括，在烧制前，将所述纳米孔隙材料与所述玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。优选地，所述方法包括，首先将玻璃基材熔融，后将所述纳米孔隙材料缓慢注入熔融后的玻璃基材，再按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。优选地，所述玻璃基材和所述纳米孔隙材料的体积用量比为1：60至1：3，优选为1：20至1：5。优选地，所述颗粒状纳米孔隙材料的粒径为0.1μm至1cm，优选为0.5μm-50μm。优选地，所述纳米孔隙材料是气凝胶、干凝胶、冻凝胶，优选地，所述纳米孔隙材料是气凝胶优选地，所述气凝胶包括无机气凝胶和有机气凝胶中的一种或多种，优选地，所述无机气凝胶包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化矾、氧化铜、铁的氧化物气凝胶中的一种或多种，所述有机气凝胶包括三聚氰胺-甲醛气凝胶、间苯二酚-甲醛气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、碳纤维气凝胶、碳纳米管气凝胶、石墨烯气凝胶中的一种或多种。优选地，所述气凝胶包括杂化气凝胶和掺杂气凝胶中的一种或多种，优选地，所述杂化气凝胶包括烷基杂化的二氧化硅气凝胶、芳基杂化的二氧化硅气凝胶和倍半硅氧烷气凝胶中的一种或多种；所述掺杂气凝胶的掺杂成分包括具有催化活性的金属粒子、金属氧化物、金属盐，具有光电、电磁性质的半导体粒子，以及炭、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。优选地，所述气凝胶的密度为0.01-0.5g/cm3，优选为0.01-0.2g/cm3，更优选为0.01-0.1g/cm3。本专利技术的另一方面涉及使用所述方法制备的纳米孔隙玻璃。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)、本专利技术的方法可以将纳米孔隙材料与玻璃基材有机结合在一起，真正得到一种具有纳米孔隙的玻璃，而不是将纳米孔隙材料和玻璃基材简单地进行拼接；2)、本专利技术的玻璃将纳米孔隙材料与玻璃基材有机结合在一起，形成一种均质的玻璃，该玻璃具有改良的特性，内部具有纳米级的气泡，轻质、隔热，并且还具有吸收红外线、隔绝紫外线等功能，且强度也较普通玻璃更高；3)、本专利技术的玻璃应用范围广泛，可以适用于多种严苛环境，可以作为隔热玻璃应用于航天、航空、航海、建筑、军事等各个方面，并且具有良好的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为气凝胶颗粒电镜照片。具体实施方式本专利技术提供了一种纳米孔隙玻璃的制备方法，所述方法包括，在烧制前或烧制过程中，将颗粒状的纳米孔隙材料与玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。在烧制前先混合操作简单，加热熔融时间长，耗能较大，在烧制过程中后混合则熔融时间短，但是对设备的要求较高，加工过程较为复杂，本专利技术提供的方法，可以根据实际情况进行选择。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述方法包括，在烧制前，将所述纳米孔隙材料与所述玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述方法包括，首先将玻璃基材熔融，后将所述纳米孔隙材料缓慢注入熔融后的玻璃基材，再按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述玻璃基材和所述纳米孔隙材料的体积用量比为1：60至1：3，优选为1：20至1：5。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述颗粒状纳米孔隙材料的粒径为0.1μm至1cm，优选为0.5μm-50μm。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述纳米孔隙材料是气凝胶、干凝胶、冻凝胶，优选地，所述纳米孔隙材料是气凝胶在本专利技术的一个优选实施方式中，所述气凝胶包括无机气凝胶和有机气凝胶中的一种或多种，优选地，所述无机气凝胶包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化矾、氧化铜、铁的氧化物气凝胶中的一种或多种，所述有机气凝胶包括三聚氰胺-甲醛气凝胶、间苯二酚-甲醛气凝胶、聚酰亚胺气凝胶、碳纤维气凝胶、碳纳米管气凝胶、石墨烯气凝胶中的一种或多种。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述气凝胶包括杂化气凝胶和掺杂气凝胶中的一种或多种，优选地，所述杂化气凝胶包括烷基杂化的二氧化硅气凝胶、芳基杂化的二氧化硅气凝胶和倍半硅氧烷气凝胶中的一种或多种；所述掺杂气凝胶的掺杂成分包括具有催化活性的金属粒子、金属氧化物、金属盐，具有光电、电磁性质的半导体粒子，以及炭、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述气凝胶的密度为0.01-0.5g/cm3，优选为0.01-0.2g/cm3，更优选为0.01-0.1g/cm3。本专利技术还提供了使用所述方法制备的纳米孔隙玻璃。下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米孔隙玻璃的制备方法，其特征在于，所述方法包括，在烧制前或烧制过程中，将颗粒状的纳米孔隙材料与玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种纳米孔隙玻璃的制备方法，其特征在于，所述方法包括，在烧制前或烧制过程中，将颗粒状的纳米孔隙材料与玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括，在烧制前，将所述纳米孔隙材料与所述玻璃基材均匀混合，后按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括，首先将玻璃基材熔融，后将所述纳米孔隙材料缓慢注入熔融后的玻璃基材，再按照常规工艺制备得到所述纳米孔隙玻璃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃基材和所述纳米孔隙材料的体积用量比为1：60至1：3，优选为1：20至1：5。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述颗粒状纳米孔隙材料的粒径为0.1μm至1cm，优选为0.5μm-50μm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米孔隙材料选自气凝胶、干凝胶和冻凝胶中的一种，优选地，所述纳米孔隙材料是气凝胶。7.根据权利要求6所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光武，
申请(专利权)人：李光武，
类型：发明
国别省市：北京;11