一种光致变色玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光致变色玻璃及其制备方法，属于玻璃精深加工技术领域；包括玻璃基片层和复合于玻璃表面的光致变色层，光致变色层由喷涂于玻璃基片层表面的光致变色溶胶固化后形成，光致变色溶胶的组分包括：62～68％的有机硅、20～25％的溶剂、8～12的％三氧化钨、1.5～2.5％的前驱物、1.5～

【技术实现步骤摘要】
一种光致变色玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术属于玻璃精深加工
，涉及一种光致变色玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]节能是人类社会经济发展所面临的共同课题，据统计，目前国际上建筑能耗约占总能耗的30％，其中窗户是建筑物能量损失的主要途径，我国的情况尤其严重，在已有约440亿m2的建筑物中，超过85％的使用的保温隔热性较差、能耗很高的普通玻璃，平均传热系数是3.5W/(m2·
K)，直接后果就是我国的平均建筑能耗是发达国家的3倍以上。针对这一情况使用节能玻璃已经成为必然选择，当前市场上最为流行的节能玻璃是一种低发射率的Low
‑
E玻璃，Low
‑
E玻璃表面镀有银及金属氧(氮)化物薄膜，对波长范围在4.5～25μm的远红外线有很高的反射率(>90％)，有时还制成双层中空玻璃，在其中充入惰性气体以进一步提高其隔热性能，并可将传热系数降至低于2.0W/(m2·
K)，但由于Low
‑
E玻璃采用的是固定的静态镀膜技术，遮阳系数不可调，即：Low
‑
E玻璃对太阳的辐射热量控制是固定的，因而不能达到最大限度地节能目的。那么有没有一种玻璃技术可以随季节和时间的变化，按照人们的实际需要实现对光线和太阳的辐射热量的动态控制呢？
[0003]光致变色玻璃，简称光色玻璃，其特性是玻璃的透光性随光辐射强度的改变而改变，即：在阳光照射下，由于玻璃吸收紫外短波光而变暗，而当光照停止后，玻璃退色而复明，并且其过程是可逆的，这种随日夜及其四季环境的变化而自动改变透过率的智能节能玻璃可以随季节和时间的变化，按照人们的实际需要实现对光线和太阳的辐射热量的动态控制、从而了大大降低建筑能耗。目前，光致变色玻璃加工工艺只有一种：
[0004]通过在玻璃组分中添加微量的着色剂，如：添加卤化银、Cu、Ag等金属和卤素物、过渡金属离子、稀土金属氧化物Nd2O3等，并采用熔融法制备，使玻璃本体具有光致变色的性能。本工艺存在如下缺点：
[0005]①
工艺要求苛刻：采用的是直接高温熔制法生产工艺，AgX在高温下极易挥发，且Ag+在高温下会被还原，因此为了保证光色玻璃片与片间、炉与炉间的变色均匀性，必须有精确的配料操作工艺和严格的熔炼工艺；
[0006]②
应用范围受限：银和稀土氧化物Nd2O3的价格昂贵，建筑上应用需要大量的银，制备成本过高，市场化程度不高。
[0007]现有技术中，对光致变色玻璃颜色均匀性差、效果不佳、加工复杂、良品率低、加工效率低、成本高、耐候性差等，目前只能通过高昂材料引入及严苛生产管理规范工艺减少废品产生。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种光致变色玻璃及其制备方法，旨在以化学沉积法于玻璃表面形成变色膜，进而降低光致变色玻璃的生产成本。
[0009]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种光致变色玻璃，其特征在于，本玻
璃包括玻璃基片层和复合于玻璃表面的光致变色层，所述光致变色层由喷涂于玻璃基片层表面的光致变色溶胶固化后形成，所述光致变色溶胶的组分包括：62～68％的有机硅、20～25％的溶剂、8～12的％三氧化钨、1.5～2.5％的前驱物、1.5～2％的助剂、0.5～1.2％的掺杂材料和0.02～1.05％的催化剂。
[0010]优选的，所述有机硅为十二烷基三甲氧基硅烷、十一烷基三甲氧基硅烷、十烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷、十一烷基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷和二丙基二乙氧基硅烷中的一种或多种的混合物。
[0011]优选的，所述前驱物为三烃基烷氧基锡、烷氧基烷基锌、二烷氧基锌和四烷氧基钛一种或者多种的混合物。
[0012]优选的，所述溶剂为异丙醇和正丁醇中的一种或两者的混合物。
[0013]优选的，所述助剂为乙酸、草酸、苹果酸中一种或多种的混合物。
[0014]优选的，所述掺杂材料为稀土金属离子、锂离子、锌离子或钛离子。
[0015]优选的，所述催化剂为二月硅酸二丁基锡、2
‑
羟基
‑
甲基苯基丙烷
‑1‑
酮和1
‑
羟基环己基苯基甲酮中一种或多种的混合物。
[0016]本光致变色玻璃中，其未采用贵重金属银作为其光致变色主材，进而使得其生产成本更低。
[0017]一种光致变色玻璃制备方法，其特征在于，本方法包括如下步骤：
[0018]S1、首先采用水浴加热方式为反应釜加热升温，使其内温度达到并保持在50～58.5℃之间，并开启搅拌，搅拌速率为150～180rpm；然后，按照配比称取一定量有机硅及溶剂加入反应釜中，让其缓慢反应30～40分钟形成有机硅聚合物；再接着，调整反应釜的温度至60～72.5℃，并按配比称取前驱物，加入到反应釜内，并持续搅拌5～8分钟，使其与有机硅聚合物充分混合；最后，加入催化剂使前驱物水解形成羟基，与有机硅聚合反应形成半互穿网络结构；
[0019]S2、待步骤S1完成后，观察如反应釜内溶液的情况，如若溶液存在分层现象，则需要将反应釜温度提升至74～78摄氏度，搅拌速率提高至220～280rpm，在此条件下，再让反应釜内溶液缓慢反应30～35分钟直到未见溶液分层现象，本阶段可生成全互穿网络结构的聚合物；
[0020]S3、将反应釜的温度降低至50～55摄氏度，搅拌速率调整120～140rpm，并往其内加入三氧化钨、助剂缓慢反应40～55分钟，形成有机硅成分的改性三氧化钨溶胶；然后，于反应釜缓慢滴加入掺杂材料，使溶胶稳定耐用；最后，停止反应釜的加热，并打开冷却循环水进行降温处理，反应釜降温至30～35℃后，将溶胶取出装桶，即制得光致变色溶胶；
[0021]S4、取经清洗干燥的玻璃基片，经等等离子体轰击设备处理后，将制得溶胶采用超声波喷涂工艺喷涂于玻璃基片表面，然后使依次通过低温固化工艺和高温固化工艺，使溶胶于玻璃表面固化成膜，冷却后便制得本光致变色玻璃。
[0022]本专利技术具有的优点：
[0023]1、选取有机有涂层具有光线过滤功能优良、光电效率高、光响应快、应用简单、衍生物种类多等优点；
[0024]2、本方法产品性能稳定、热稳定性好、抗疲劳性好、强度高、耐化学腐蚀等优点，
[0025]3、本方法常用溶胶
‑
凝胶法进行制备，制备设备简单，易操作，可实现批量生产；对
普通玻璃均可通过涂覆或附着的方式使其具有光致变色性能。
具体实施方式
[0026]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0027]一种光致变色玻璃，包括玻璃基片层和复合于玻璃表面的光致变色层，光致变色层由喷涂于玻璃基片层表面的光致变色溶胶固化后形成，光致变色溶胶的组分包括：62～68％的有机硅、20～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光致变色玻璃，其特征在于，本玻璃包括玻璃基片层和复合于玻璃表面的光致变色层，所述光致变色层由喷涂于玻璃基片层表面的光致变色溶胶固化后形成，所述光致变色溶胶的组分包括：62～68％的有机硅、20～25％的溶剂、8～12的％三氧化钨、1.5～2.5％的前驱物、1.5～2％的助剂、0.5～1.2％的掺杂材料和0.02～1.05％的催化剂。2.根据权利要求1所述一种光致变色玻璃，其特征在于，所述有机硅为十二烷基三甲氧基硅烷、十一烷基三甲氧基硅烷、十烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷、十一烷基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷和二丙基二乙氧基硅烷中的一种或多种的混合物。3.根据权利要求1所述一种光致变色玻璃，其特征在于，所述前驱物为三烃基烷氧基锡、烷氧基烷基锌、二烷氧基锌和四烷氧基钛一种或者多种的混合物。4.根据权利要求1所述一种光致变色玻璃，其特征在于，所述溶剂为异丙醇和正丁醇中的一种或两者的混合物。5.根据权利要求1所述一种光致变色玻璃，其特征在于，所述助剂为乙酸、草酸、苹果酸中一种或多种的混合物。6.根据权利要求1所述一种光致变色玻璃，其特征在于，所述掺杂材料为稀土金属离子、锂离子、锌离子或钛离子。7.根据权利要求1所述一种光致变色玻璃，其特征在于，所述催化剂为二月硅酸二丁基锡、2
‑
羟基
‑
甲基苯基丙烷
‑1‑
酮和1
‑
羟基环己基苯基甲酮中一种或多种的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张放，王琦，彭立群，熊建，江维，张媛，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：