專利名稱：表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種減反射增透光太陽能熱水器鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃。
背景技術(shù)：
二氧化鈦薄膜有折射率高的特性，其中金紅石型結(jié)晶折射率約2.71，銳鈦型結(jié)晶折射率約2.55，因此，二氧化鈦薄膜具有較大的反射和散射光的能力。當(dāng)入射光通過玻璃表面鍍膜時，有折射及反射產(chǎn)生，折射的光線抵達(dá)玻璃界面時，也會有折射與反射。第二道反射光R2比第一道反射光Rl多走了兩次鍍膜層厚度距離。假設(shè)鍍膜的光學(xué)厚度為山則Rl與R2的光程差為2d，當(dāng)光程差2d等于半個波長的奇數(shù)倍時，兩道反射光的相位差將為180°，產(chǎn)生破壞性干涉而互相抵消。從能量守恒定律，降低反射光則能增加穿透光。所以當(dāng)鍍膜的光學(xué)厚度為光波長的四分之一奇數(shù)倍時，就可使其波長的光的反射率趨近為零。對一固定鍍膜的厚度只能對固定波長的光產(chǎn)生干涉效果，不同于此波長的光會有較高的反射率。除了鍍膜的厚度，鍍膜的材質(zhì)也是很重要的，薄膜的理想折射率# = φ α * Nglass ,其中 Nair 為空氣折射率，餘"Zal5lS為玻璃折射率。減反射薄膜的做法分成兩大類，第I類是用不同折射率的物質(zhì)互相堆棧在一起形成多層結(jié)構(gòu)，或藉由控制堆棧的厚度及材料的折射率。當(dāng)兩個相差四分之一波長的光波碰在一起時，就會產(chǎn)生完全破壞性干涉，把反射的光抵銷掉。因此，只要把鍍膜的厚度控制在可見光波長的四分之一，即能達(dá)到減反射效果。第2大類稱為低反射膜，當(dāng)光線由空氣進(jìn)入玻璃基板時，已知空氣的折射率GVair=I)及玻璃的折射率(NglaSS:\.52)，從空氣及基板界面發(fā)生反射，則雙面玻璃造成的反射大約是7 8%。低折射率減反射增透`光二氧化鈦鍍膜為多孔性結(jié)構(gòu)，具有較低的折射率特性，其原理因空氣的折射率是1，想要得到較低折射率材料的方法可以把材料做成多孔結(jié)構(gòu)，孔洞處的折射率則是空氣的折射率I和所使用材料的折射率的比例組合。由于尚未有多孔性結(jié)構(gòu)低折射率二氧化鈦減反射增透光太陽能熱水器鍍膜玻璃的技術(shù)產(chǎn)品，而低折射率二氧化鈦薄膜在減反射應(yīng)用領(lǐng)域為一重要技術(shù)突破，因此，開發(fā)出多孔性結(jié)構(gòu)低折射率二氧化鈦減反射增透光太陽能熱水器鍍膜玻璃是本實用新型的主要目的。

實用新型內(nèi)容本實用新型主要解決的技術(shù)問題是提供表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，能夠具有減反射及增透光的特點，具有更佳的耐老化特性，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽能熱水器吸熱效能。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的一個技術(shù)方案是:提供表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，包括太陽能熱水器的玻璃基板，所述玻璃基板表
面覆有二氧化鈦鍍膜。優(yōu)選的是，所述二氧化鈦鍍膜是低折射率二氧化鈦減反射鍍膜。優(yōu)選的是，所述低折射率二氧化鈦溶膠合成于玻璃基板表面形成薄膜。優(yōu)選的是，所述薄膜具有多孔性結(jié)構(gòu)，薄膜厚度為100 200nm。優(yōu)選的是，所述二氧化鈦含有銳鈦型晶型。本實用新型的有益效果如下:1、本實用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其二氧化鈦鍍膜層具有減反射及增透光的特點。2、本實用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃具有更佳的耐老化特性。3、本實用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽能熱水器吸熱效能。

圖1為本實用新型多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦太陽能熱水器鍍膜玻璃；圖2為本實用新型一種多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦太陽能熱水器鍍膜玻璃光透過率光譜圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本實用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。參見圖1，一種多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦太陽能熱水器鍍膜玻璃，包括由太陽能熱水器玻璃I及多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦鍍膜2，在太陽能熱水器玻璃I的基材表面涂布有一層低折射率二氧化鈦溶膠，該涂層經(jīng)干燥固化后可于太陽能熱水器玻璃表面形成一層多孔性結(jié)構(gòu)低折射率減反射增透光二氧化鈦鍍膜，該低折射率二氧化鈦減反射鍍膜與太陽能熱水器玻璃形成緊密結(jié)構(gòu)。涂布前，先經(jīng)表面清潔程序清潔太陽能熱水器玻璃基材1，再涂覆一層低折射率二氧化鈦溶膠2。涂布時，低折射率二氧化鈦減反射鍍膜2的干膜厚度控制在10(T200nm。實施例1:在反應(yīng)槽中加入去離子水10公斤，取四氯化鈦500克加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度5%的四氯化鈦水溶液，以氨水徐徐加入進(jìn)行中和反應(yīng)并有白色沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在7.0時停止添加氨水。將上述沈淀物經(jīng)過濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約300克，將鈦的氫氧化物置入分散槽中，加入50%濃度過氧化氫878克保持?jǐn)嚢璩浞址磻?yīng)，將2.07公斤四甲基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢瑁瑢?80克的草酸加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約95公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?，將分散液溫度加熱?5°C，在保持此溫度持續(xù)陳化48小時后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0025]將上述二氧化鈦溶膠以噴涂法涂布在平均可見光穿透率為91.5%的太陽能熱水器玻璃基材表面，并以500°C高溫固化薄膜5分鐘，可形成一平均可見光穿透率為93.1%涂層，以X射線繞射儀檢測該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測該薄膜其折射率為1.48，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2.55，測該薄膜厚度約103nm。[0026]實施例2:[0027]在反應(yīng)槽中加入去離子水10公斤，取四氯化鈦5.5公斤加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度35%的四氯化鈦水溶液，以氫氧化鈉水溶液徐徐加入中和并有白色鈦的氫氧化物沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在9.0時停止添加氫氧化鈉水溶液。將上述沈淀物經(jīng)過濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約3.3公斤，將鈦的氫氧化物置入分散槽中，將44.872公斤高錳酸鉀水溶液加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?18.38公斤四乙基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?將11.368公斤的磷酸加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約5220公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?將分散液溫度加熱至95°C，在保持此溫度持續(xù)陳化4小時后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0028]將上述二氧化鈦溶膠以提拉法涂布在平均可見光穿透率為91.5%的太陽能熱水器玻璃管基材表面，并以800°C高溫固化薄膜2分鐘，可形成一平均可見光穿透率為96.8%涂層，以X射線繞射儀檢測該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測該薄膜其折射率為1.33，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2.55，測該薄膜厚度約197nm。[0029]實施例三:[0030]在反應(yīng)槽中加入去離子水9公斤，取硫酸鈦2.5公斤加入反應(yīng)槽中稀釋，形成約濃度20%的硫酸鈦水溶液，以氫氧化鉀水溶液徐徐加入中和并有白色鈦的氫氧化物沈淀物析出，保持?jǐn)嚢璩掷m(xù)觀察PH值變化，至PH值在9.0時停止添加氫氧化鈉水溶液。將上述沈淀物經(jīng)過濾清洗純化后，形成白色鈦的氫氧化物約1.2公斤，將鈦的氫氧化物置入分散槽中，將濃度50%過氧化氫水溶液6.936公斤加入此分散液中并充分?jǐn)嚢瑁瑢?9.43公斤四烯丙基硅烷加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，?1.11公斤的四丙基氫氧化銨加入此分散液中并充分?jǐn)嚢?，將純水約1495公斤加入此分散液中保持?jǐn)嚢枋光伒臍溲趸锍浞址稚?，將分散液溫度加熱?5°C，在保持此溫度持續(xù)陳化24小時后即為低折射率二氧化鈦溶膠。[0031]將上述二氧化鈦溶膠以滾涂法涂布在平均可見光穿透率為91.5%的太陽能熱水器玻璃基材表面，并以300°C高溫固化薄膜I小時，可形成一平均可見光穿透率為94.1%涂層，以X射線繞射儀檢測該薄膜材料其結(jié)晶形含有銳鈦形，以橢圓偏振光譜儀檢測該薄膜其折射率為1.41，遠(yuǎn)小于純銳鈦型二氧化鈦的折射率2.55，測該薄膜厚度約148nm。[0032]如圖2所示，本實用新型的有益效果如下:[0033]1、本實用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其二氧化鈦鍍膜層具有減反射及增透光的特點。[0034]2、本實用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃具有更佳的耐老化特性。[0035]3、本實用新型表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽能熱水器吸熱效能[0036]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其特征在于:包括太陽能熱水器的玻璃基板，所述玻璃基板表面覆有二氧化鈦鍍膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其特征在于:所述二氧化鈦鍍膜是低折射率二氧化鈦減反射鍍膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其特征在于:所述低折射率二氧化鈦溶膠合成于玻璃基板表面形成薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其特征在于:所述薄膜具有多孔性結(jié)構(gòu)，薄膜厚度為100 200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，其特征在于:所述二氧化鈦含有銳鈦型晶型。
專利摘要本實用新型公開了表面經(jīng)低折射率二氧化鈦溶膠鍍膜的太陽能熱水器玻璃，包括太陽能熱水器的玻璃基板及低折射率二氧化鈦鍍膜，在玻璃基板的表面涂布有一層低折射率二氧化鈦溶膠，該涂層經(jīng)干燥固化后可于太陽能熱水器玻璃基板表面形成一層多孔性結(jié)構(gòu)低折射率二氧化鈦鍍膜；涂布前，先經(jīng)表面清潔程序太陽能熱水器玻璃基材，再涂覆一層低折射率二氧化鈦溶膠。通過上述方式，本實用新型能夠具有減反射及增透光的特點，具有更佳的耐老化特性，其中二氧化鈦含有銳鈦型晶型，故具光觸媒的光催化效能，可保持太陽能熱水器鍍膜玻璃的表面潔凈度，可大大提升太陽能熱水器吸熱效能。
文檔編號C03C17/23GK203048801SQ20122046768
公開日2013年7月10日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者賴文賢 申請人:泉耀新材料科技(蘇州)有限公司