一种自清洁低热辐射节能玻璃制造技术

本发明专利技术提供一种自清洁低热辐射节能玻璃，其特征在于，包括：前置功能玻璃层（10）、中空层（20）和后置玻璃层（30）；其中前置功能玻璃层（10）包括疏水层（101）、玻璃基质层（102）和反射层（103）；所述疏水层（101）包含超疏水结构，用于疏水自清洁；所述玻璃基质层（102）含有等离激元纳米颗粒；所述反射层（103）用于反射来自外部和加热的所述玻璃基质层（102）的中波和长波红外热辐射；中空层（20）填充有气体，前置功能玻璃层（10）和后置玻璃层（30）通过密封条（201）粘结；后置玻璃层（30）用于阻挡室内产生的热量。本发明专利技术解决了自清洁节能玻璃LOW

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁低热辐射节能玻璃


[0001]本专利技术属于多功能玻璃领域，尤其涉及一种建筑上使用的自清洁低热辐射节能玻璃。

技术介绍

[0002]城市里的高楼大厦外围的幕墙由很多玻璃组成，这是由于玻璃具有优越的采光性能和建筑特性。然而，玻璃表面光滑，空气中的油性物质很容易与灰尘结合形成污渍粘附在玻璃表面，用水冲也很难清除干净。近年来，随着建筑物楼层不断增高，清洁玻璃的“难度系数”和“危险系数”也随之增加；因擦清洁玻璃失足坠落的案例每年都在发生；同时，清洁玻璃需要一大笔维护费用。为了解决这个问题，自洁玻璃可用作高层的玻璃幕墙。自清洁玻璃主要通过疏水涂层来自洁：通过滚动的水滴带走污垢。自清洁疏水表面的要求是非常高的静态水接触角θ，通常的要求是θ＞150
°
，以及非常低的滚动角，即液滴滚落所需的最小倾角θ＜10
°
。然而这种自清洁玻璃通常不具备节能功能。LOW
‑
E玻璃，也就是低热辐射玻璃，可以最大限度地减少通过玻璃的紫外线和红外线的量，而不会影响透射的可见光量。它们阻挡了部分太阳辐射并阻止其进入它们所包围的室内空间，从而使室内空间保持在较低的温度，并减少空调的使用，因此LOW
‑
E玻璃是一种节能玻璃。中国技术专利CN204897749U公开了一种外层自清洁、内层抗菌低热辐射镀膜夹层玻璃，包括：两块玻璃基材的四周通过密封条粘结，密封条与玻璃基材之间用密封胶密封，两块玻璃基材中间形成中空的夹层，所述夹层玻璃的外层表面涂覆一层超疏水耐酸碱涂层，夹层玻璃的内层表面涂覆一层抗菌负离子透明乳胶，至少其中一块玻璃基材的表面镀有Ag膜层。实际生产过程中，Ag容易被氧化腐蚀，且不耐高温，所以导致其红外透过率（IR transmittance, IRT）过高，从而影响节能效果。工业上通常通过改善银薄膜微结构以获得更好的光学和热性能。而且，作为贵金属，Ag的价格导致其制造成本较高。总的来说，采用Ag作为自清洁节能玻璃的LOW
‑
E涂层会增加工艺的复杂度和成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种自清洁低热辐射节能玻璃,以解决自清洁节能玻璃LOW
‑
E涂层工艺复杂度高和成本高的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的一种自清洁低热辐射节能玻璃的具体技术方案如下：一种自清洁低热辐射节能玻璃，其特征在于，包括：前置功能玻璃层10、中空层20和后置玻璃层30；其中前置功能玻璃层10包括疏水层101、玻璃基质层102和反射层103；所述疏水层101包含超疏水结构，用于疏水自清洁；所述玻璃基质层102含有等离激元纳米颗粒，用于产生等离激元共振并加热所述玻璃基质层102；所述反射层103用于反射来自外部和加热的所述玻璃基质层102的中波和长波红外热辐射；中空层20填充有气体，前置功能玻璃层10和后置玻璃层30通过密封条201粘结；后置玻璃层30用于阻挡室内产生的热量。
[0005]进一步，所述等离激元纳米颗粒的材质为Au、Ag、Al、Cu、TiN、ZrN中的至少一种。
[0006]更进一步，所述等离激元纳米颗粒的材质为Al、Cu、TiN、ZrN中的至少一种。
[0007]进一步，所述等离激元纳米颗粒可选的形状为星形、球形、壳形、棒状和杯状中的至少一种。
[0008]进一步，所述等离激元纳米颗粒的尺寸为30至360nm。
[0009]进一步，所述反射层103的材料为ITO或AZO，厚度为10至30nm。
[0010]进一步，所述超疏水结构的形状为球形，尺寸为10微米至50微米。
[0011]进一步，所述中空层20填充有氩气。
[0012]进一步，所述中空层20的厚度为10至16mm、所述玻璃基质层102的厚度为4
‑
8mm，所述后置玻璃层30的厚度为4
‑
8mm。
[0013]本专利技术的一种自清洁低热辐射节能玻璃，具有以下优点：采用等离激元纳米颗粒，使用不同形状和材料的等离激元纳米颗粒来创建更好的低热辐射率窗口。同时，采用ITO或AZO作为反射层，降低了传统技术方案采用Ag作为LOW
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E涂层的复杂度和成本，同时维持了低的红外辐射率。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃结构示意图；图2为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃工作原理示意图；图3为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃核心改进示意图；图4为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃中的不同尺寸的壳形廉价金属TiN的消光系数；图5为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃中的壳形廉价金属TiN作为等离激元纳米颗粒（d=30，160，320nm）混合时，所得到的透射率光谱T；图6为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃的超疏水性能示意图；图7为本专利技术的自清洁低热辐射节能玻璃的疏水层101的扫描电子显微镜图。
具体实施方式
[0015]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种自清洁低热辐射节能玻璃做进一步详细的描述。
[0016]本专利技术的一种自清洁低热辐射节能玻璃的结构如图1所示，包括前置功能玻璃层10、中空层20和后置玻璃层30；其中前置功能玻璃层10包括疏水层101、玻璃基质层102和反射层103：疏水层101包含超疏水结构，用于疏水自清洁；玻璃基质层102含有等离激元纳米颗粒，用于产生等离激元共振并加热玻璃基质层102；由于等离激元共振可增强光吸收和增强光热效应，因此等离激元纳米颗粒可加热玻璃基质层102至~40摄氏度。根据黑体辐射理论，可把太阳光的热窗口移动至中远红外窗口。
[0017]反射层103用于反射来自外部和被加热的玻璃基质层102发射的中波和长波红外热辐射；中空层20填充有气体，前置功能玻璃层10和后置玻璃层30通过密封条201粘结；后置玻璃层30用于阻挡室内产生的热量。
[0018]如图2所示，本专利技术的工作原理如下：所有物体在某种程度上都会以辐射热的形式
散发出热能。玻璃是一种天然绝缘体，这意味着它是一种很好的吸热体。它从太阳中吸收热能，然后逐渐从玻璃释放到周围的空间中。LOW
‑
E代表“低热辐射率”。因此，具有LOW
‑
E特性的玻璃将释放更少的热能。在夏季，前置功能玻璃层10透过大部分可见光、阻挡大部分红外线，从而阻挡室外的热量进入室内，因此室内的空调制冷效果更好，减少了能耗。玻璃基质层102含有等离激元纳米颗粒，它吸收（透过）少部分380
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780nm的光，吸收大部分太阳能量集中的波段光：近红外光和短红外光（0.78
−
3 μm），由于等离激元的光热作用，加热玻璃使得玻璃的温度上升到40℃左右；此时，玻璃成为新热源，根据黑体辐射理论，它的热发射波长在远红外（3
−
15 μm）。最后通过反射层103反射这部分的波（3
−
15 μm），从而实现“低热辐射率”。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自清洁低热辐射节能玻璃，其特征在于，包括：前置功能玻璃层（10）、中空层（20）和后置玻璃层（30）；其中前置功能玻璃层（10）包括疏水层（101）、玻璃基质层（102）和反射层（103）；所述疏水层（101）包含超疏水结构，用于疏水自清洁；所述玻璃基质层（102）含有等离激元纳米颗粒，用于产生等离激元共振并加热所述玻璃基质层（102）；所述反射层（103）用于反射来自外部和加热的所述玻璃基质层（102）的中波和长波红外热辐射；中空层（20）填充有气体，前置功能玻璃层（10）和后置玻璃层（30）通过密封条（201）粘结；后置玻璃层（30）用于阻挡室内产生的热量。2.根据权利要求1所述的自清洁低热辐射节能玻璃，其特征在于，所述等离激元纳米颗粒的材质为Au、Ag、Al、Cu、TiN、ZrN中的至少一种。3.根据权利要求2所述的自清洁低热辐射节能玻璃，其特征在于，所述等离激元纳米颗粒的材质为Al、Cu、TiN、ZrN中的至少一种。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪根，李泽刚，黄小辉，简杨，宋扬，李武滔，陈华良，肖达，吴映江，张龙，付烨，杜浪，姜山，李聪，肖啸，黄林清，周祥，蒋美琴，张晓敏，罗添禄，李爽，
申请(专利权)人：成都市产品质量监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：