玻璃的制作方法与流程

本发明涉及新材料领域，更具体地涉及一种玻璃的制作方法。

背景技术：

能源危机和环境污染是世界各国亟需控制的难题，由于玻璃是造成建筑、车辆等能源消耗的主要环节，所以发展节能型玻璃是减少能源消耗的重要环节；由于环境污染(如雾霾)问题的突出，在生活中广泛使用的玻璃如果具备分解污染物的功能，也将极大地减轻环境污染的程度。

由于纳米涂层往往有光触媒分解污染物、自清洁以及隔热保温的功能，有助于缓解能源危机和环境污染，所以在玻璃上制备纳米涂层的技术越来越受到人们的重视。

目前玻璃上的隔热涂层一般由纳米二氧化锡或纳米氧化锡锑构成；具有自清洁和光触媒作用的纳米涂层一般是二氧化钛、二氧化锆等纳米材料。本领域已有有不少在玻璃上制备具有自清洁和光触媒纳米涂层，或者在玻璃上制备隔热纳米涂层的方法，但是把二者结合起来，在玻璃上形成同时具有具备优异的隔热保温、减少炫光以及清洁和光触媒功能的纳米涂层还比较困难。

在玻璃上制备具有自清洁和光触媒纳米涂层简单易行的方法是采用溶胶-凝胶法。该方法把硅有机化合物和钛有机化合物以及其他有机溶剂相互混合后，用形成的溶胶对玻璃施加浸渍、喷淋、喷刷等工艺，再经一定的处理后，在玻璃表面形成纳米级薄膜，该方法虽然简单，成本较低，但是往往二氧化钛纳米涂层的高折射率会造成强反光效应，另外由于玻璃中的碱金属离子向纳米涂层的扩散，会破坏涂层的自清洁作用。

而在玻璃上制备隔热涂层的方法通常是通过贴膜的方法，较好的玻璃贴膜是高效氧化铟锡玻璃贴膜，但是该贴膜的制备一般采用磁控溅射的方法，磁控溅射机的价格昂贵，另外铟为稀有金属，价格昂贵。且采用真空镀金属膜如铝膜的方法投资成本低，但其高的可见光反射可造成严重的光污染。

因此，本领域亟需开发一种兼顾隔热保温、自清洁和光触媒功能，同时克服强反光效应以及长期保持自清洁功能问题的功能性玻璃。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种玻璃的制作方法，使得制得的玻璃兼具隔热保温、自清洁和光触媒功能。

根据本发明提供的一种玻璃的制作方法，包括：在透明基板上形成隔热颗粒层；以及在所述隔热颗粒层上形成二氧化钛层，其中，所述形成隔热颗粒层的步骤包括：将所述透明基板浸入锡化合物溶液中第一预定时长；浸入双氧水溶液中第二预定时长；以及冲洗后干燥。

优选地，所述锡化合物溶液的配比如下：去离子水：100份；锡化合物：重量比0.5％至1％；第一硅有机化合物：5至10份；第一酸：10至20份；助剂：1份以下。

优选地，所述锡化合物包括二氯化锡，所述第一硅有机化合物包括三氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸钠、硅酸丁酯、硅酸丙酯、十四烷基三甲氧基硅烷中的至少之一，所述第一酸包括硫酸、酒石酸、柠檬酸、硼酸、乙酸中的至少之一，所述助剂包括硫脲、次磷酸钠、对二苯酚中的至少之一。

优选地，所述双氧水溶液中双氧水的体积比为0.1％至0.5％。

优选地，所述第一预定时长为5至10分钟，所述第二预定时长为2至5分钟。

优选地，所述形成二氧化钛层的步骤包括：将所述透明基板浸入硅溶胶中第三预定时长；在预定温度下热处理第四预定时长。

优选地，在所述浸入硅溶胶的步骤之前，所述形成二氧化钛的步骤还包括：将第二硅有机化合物、醇、第二酸搅拌混合第五预定时长，得到混合溶液；以及将所述混合溶液与钛有机化合物搅拌混合第六预定时长，得到所述硅溶胶。

优选地，所述第二硅有机化合物、所述醇以及所述第二酸的体积比例如下：第二有机硅化合物：0.5至1份；醇：5至7份；第二酸：1至5份，所述混合溶液与所述钛有机化合物的体积比例如下：所述混合溶液：10份；钛有机化合物：0.1至0.5份。

优选地，所述第二硅有机化合物包括三氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸钠、硅酸丁酯、硅酸丙酯、十四烷基三甲氧基硅烷中的至少之一，所述醇包括乙醇、聚乙二醇、异丙醇、异丁醇中的至少之一，所述第二酸包括硫酸、酒石酸、柠檬酸、硼酸、乙酸中的至少之一，所述钛有机化合物包括钛酸丁酯、钛酸异丙脂、钛酸四丁酯中的至少之一。

优选地，所述预定温度为450至650摄氏度，所述第三预定时长为2至5分钟，所述第四预定时长为50至70分钟，所述第五预定时长为160至200分钟，所述第六预定时长为20至45分钟。

根据本发明的玻璃的制作方法，先在例如是普通玻璃的透明基板上形成隔热颗粒层，再在该隔热颗粒层上形成二氧化钛层。其中，通过先将透明基板浸入锡化合物溶液中第一预定时长，然后浸入双氧水溶液中第二预定时长，经过冲洗后干燥，可以得到以二氧化锡颗粒为主的隔热层，该颗粒层便于之后形成的二氧化钛纳米涂层的附着。在优选的实施例中，锡化合物溶液的配比为：去离子水100份、锡化合物重量比0.5％至1％、第一硅有机化合物5至10份、第一酸10至20份以及助剂1份以下，使得二氧化钛层更容易与隔热颗粒层结合。

本发明制作方法得到的玻璃，隔热颗粒层主要为二氧化锡颗粒，具备优异的隔热保温性能，同时，二氧化钛层为纳米涂层，具有减少炫光以及清洁和光触媒功能，并可根据需要进行调整，使得玻璃的可见光透过率大于75％，红外阻隔率大于75％，太阳能总透射比为50％，遮蔽系数为0.66左右，二氧化钛层具有自清洁和光分解污染物的作用。本发明的玻璃制作方法，兼容了多种功能层的形成，并且制备成本低，适合规模化生产。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法的框图；

图2示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法中的形成隔热颗粒层步骤的框图；

图3示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法中的形成二氧化钛层步骤的框图；

图4示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法的制得的玻璃的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

本发明提供一种玻璃的制作方法，图1根据示出本发明实施例的玻璃的制作方法的框图，本实施例的玻璃的制作方法包括步骤s110和步骤s120。

在步骤s110中，在透明基板上形成隔热颗粒层。

透明基板可以是普通玻璃，主要成分为二氧化硅，也可以是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成。隔热颗粒层例如以二氧化锡为主单位隔热保温层。

在步骤s120中，在所述隔热颗粒层上形成二氧化钛层。二氧化钛层优选为纳米涂层，具有自清洁和光触媒功能。

图2示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法中的形成隔热颗粒层步骤的框图，所述形成隔热颗粒层的步骤具体又可以包括步骤s111至步骤s113。

在步骤s111中，将前述的透明基板浸入锡化合物溶液中第一预定时长。其中，本步骤中锡化合物溶液的配比可以如下：

去离子水：100份；

锡化合物：重量比0.5％至1％；

第一硅有机化合物：5至10份；

第一酸：10至20份；

助剂：1份以下。

上述的锡化合物可以包括二氯化锡，第一硅有机化合物可以包括三氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸钠、硅酸丁酯、硅酸丙酯、十四烷基三甲氧基硅烷中的至少之一，第一酸可以包括硫酸、酒石酸、柠檬酸、硼酸、乙酸中的至少之一，助剂可以包括硫脲、次磷酸钠、对二苯酚中的至少之一。

在本实施例中，上述锡化合物溶液的配置例如是：在10l的去离子水中加入100g的二氯化锡、500ml三氨丙基三乙氧基硅烷、300ml硫酸与700ml酒石酸，另外添加500g硫脲和500g次磷酸钠，将溶液充分搅拌待用。

第一预定时长可以是5至10分钟，在将透明基板浸入锡化合物溶液之前，可以透明基板进行清洁处理。透明基板可以采用洗涤剂清洗，并用超声波进一步清洁其表面，再经过去离子水淋洗，风干后得到干净的透明基板。

本实施例中，步骤s111距离可以是将清洗干净的透明基板浸入上述已完成配置的锡化合物溶液中8分钟。

在步骤s112中，将透明基板浸入双氧水溶液中第二预定时长。

双氧水溶液中双氧水的体积比可以是0.1％至0.5％，第二预定时长可以是2至5分钟，例如是3分钟。

在步骤s113中，进行冲洗后干燥。

具体地，可以将完成步骤s112的透明基板用去离子水冲洗，然后自然干燥20至60分钟。至此，已经在透明基板上形成主要为二氧化锡颗粒的隔热颗粒层。

图3示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法中的形成二氧化钛层步骤的框图，所述形成二氧化钛层的步骤具体又可以包括步骤s121至步骤s124。其中，步骤s121和步骤s122用于配置步骤s123中所需的硅溶胶。

在步骤s121中，将第二硅有机化合物、醇、第二酸搅拌混合第五预定时长，得到混合溶液。其中，第二硅有机化合物、所述醇以及所述第二酸的体积比例可以如下：

第二有机硅化合物：0.5至1份；

醇：5至7份；

第二酸：1至5份。

上述的第二硅有机化合物可以包括三氨丙基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、硅酸钠、硅酸丁酯、硅酸丙酯、十四烷基三甲氧基硅烷中的至少之一，醇可以包括乙醇、聚乙二醇、异丙醇、异丁醇中的至少之一，第二酸可以包括硫酸、酒石酸、柠檬酸、硼酸、乙酸中的至少之一。

第五预定时长可以为160至200分钟，在本实施例中，步骤s121具体可以是：将6l乙醇以及5l乙酸混合搅拌后，加入1l硅酸丙酯充分搅拌2个小时，得到和混合溶液。

在步骤s122中，将上述完成配置的混合溶液与钛有机化合物搅拌混合第六预定时长，得到硅溶胶。其中所述混合溶液与钛有机化合物的体积比例可以如下：

所述混合溶液：10份；

钛有机化合物：0.1至0.5份。

钛有机化合物可以包括钛酸丁酯、钛酸异丙脂、钛酸四丁酯中的至少之一。第六预定时长可以为20至45分钟。

在本实施例中，可以将上述步骤s121得到的混合溶液中加入0.5l钛酸异丙脂进行充分混合，搅拌混合40分钟后形成硅溶胶待用。

在步骤s123中，将透明基板浸入硅溶胶中第三预定时长。第三预定时长可以是2至5分钟，本实施例中例如是浸入硅溶胶中3分钟。

在步骤s124中，在预定温度下将步骤s123得到的透明基板热处理第四预定时长。

热处理的预定温度可以是450至650摄氏度，第四预定时长可以是50至70分钟。本实施例中，可以将上述步骤s123中得到的透明基板进行热处理1小时，之后可以在空气中缓慢降温，经过大概5小时后降至常温，从而在透明基板的外层形成纳米颗粒形式的二氧化钛层。

图4示出根据本发明实施例的玻璃的制作方法的制得的玻璃的结构示意图，在透明基板210上包括两层功能层，其中，隔热颗粒层220形成于透明基板210上，二氧化钛层230形成于隔热颗粒层220上，隔热颗粒层220为内层，二氧化钛层230为外层。

根据本发明的玻璃的制作方法，先在例如是普通玻璃的透明基板上形成隔热颗粒层，再在该隔热颗粒层上形成二氧化钛层。其中，通过先将透明基板浸入锡化合物溶液中第一预定时长，然后浸入双氧水溶液中第二预定时长，经过冲洗后干燥，可以得到以二氧化锡颗粒为主的隔热层，该颗粒层便于之后形成的二氧化钛纳米涂层的附着。在优选的实施例中，锡化合物溶液的配比为：去离子水100份、锡化合物重量比0.5％至1％、第一硅有机化合物5至10份、第一酸10至20份以及助剂1份以下，使得二氧化钛层更容易与隔热颗粒层结合。

本发明制作方法得到的玻璃，隔热颗粒层220主要为二氧化锡颗粒，具备优异的隔热保温性能，同时，二氧化钛层230为纳米涂层，具有减少炫光以及清洁和光触媒功能，并可根据需要进行调整，使得玻璃的可见光透过率大于75％，红外阻隔率大于75％，太阳能总透射比为50％，遮蔽系数为0.66左右，二氧化钛层230具有自清洁和光分解污染物的作用。本发明的玻璃制作方法，兼容了多种功能层的形成，并且制备成本低，适合规模化生产。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。