專利名稱：一種金屬氧化物涂層材料與制備方法及其涂敷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬氧化物涂層材料，特別是一種具有反射紅外線，吸收紫外線功能的金屬氧化物涂層材料，它的制備方法以及涂敷于玻璃上的工藝。
熱輻射主要為紅外線的輻射，特別是近中紅外波長(zhǎng)范圍的紅外線對(duì)熱的輻射起絕大部分的作用。太陽(yáng)光線中，對(duì)人體產(chǎn)生傷害的主要為紫外線，如果能把光線中的紅外線和紫外線阻擋住，就能實(shí)現(xiàn)節(jié)能和避免紫外線對(duì)人體的傷害，同時(shí)由于涂層中含有納米的金屬氧化物粒子，具有光催化性，使玻璃能產(chǎn)生自清潔作用。
目前實(shí)現(xiàn)這種目的的手段主要為物理方法，如碰撞濺射和真空鍍膜，以及采用貼膜的方法。但物理方法對(duì)設(shè)備的要求高，生產(chǎn)成本很高，不利于推廣應(yīng)用。貼膜法只能阻擋可見(jiàn)光線的透過(guò)，而不能阻擋紫外線的透過(guò)，影響了使用效果。
本發(fā)明的目的是采用一種新技術(shù)合成一種金屬氧化物涂層材料，提供其制備方法，并給出一種新的噴涂工藝，經(jīng)這種材料涂敷的普通玻璃具有反射紅外線、吸收紫外線的功能，并具有自清潔作用。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種金屬氧化物涂層材料，它含有以下組分(重量百分比)，錫40～90％，銻1～15％，鈦2～20％，硅5～30％。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到它是按照以下方法制備而成的(1)、稱取一定量的氯化錫、氯化銻、氯化鈦和正硅酸乙酯，溶解于有機(jī)醇中。有機(jī)醇可選用甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、異丙醇、正丁醇、丙醇中的一種或幾種。
(2)在攪拌條件下，加熱并保持溫度在30～250℃之間，保持回流控制反應(yīng)時(shí)間為0.5～12小時(shí)，其反應(yīng)式為
式中A為Sn、Sb、Ti；X代表自然數(shù)(1-4)(3)加入有機(jī)保護(hù)劑，有機(jī)保護(hù)劑可為聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酰胺、EDTA、三乙醇胺、酒石酸鉀鈉、檸檬酸中的一種，也可以為任意兩種以上的混合。
(4)反應(yīng)產(chǎn)物濃縮至3～15％wt，經(jīng)陳化后變成透明的涂敷液。
本發(fā)明的目的還可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的涂敷液噴涂、浸涂于玻璃板上。噴涂的壓力控制在0.05～1Mpa壓力。浸涂速度控制在5～500mm/min。涂敷后的玻璃板經(jīng)150～650℃的熱處理。
也可在浮法玻璃的生產(chǎn)線上噴涂，效果更好，玻璃板的溫度控制在150～650℃，控制涂層厚度在0.12～20μm，最終涂層的方塊電阻可控制在10～5000Ω之間。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)(1)、最終可形成一種含有三種以上金屬氧化物的微粒子，經(jīng)玻璃生產(chǎn)線在線高溫噴涂，形成一種多價(jià)態(tài)的金屬氧化物的晶體，具有導(dǎo)電性，可產(chǎn)生紅外反射和紫外吸收功能，同時(shí)還有自清潔的功能。實(shí)踐證明，經(jīng)高溫噴涂后形成的涂層具有良好的導(dǎo)電性，較高的光線透過(guò)率(可達(dá)到80％以上)，能反射紅外線75％以上，能吸收70％以上的紫外線。(2)、生產(chǎn)成本低，噴涂工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例一稱取四氯化錫17.535g，三氯化銻0.361g，四氯化鈦0.949g，將其完全溶解于乙醇中，滴加適量鹽酸，再加入丙二醇，在80℃下回流，回流時(shí)間為8～10小時(shí)。然后加入6.5g正硅酸乙酯，靜置陳化8小時(shí)變成溶膠。利用特制的噴霧熱分解鍍膜裝置，以N2為載流氣體，壓力為0.05～1Mpa。將上述溶膠通過(guò)霧化裝置從噴槍噴出，涂到加熱至150～650℃清洗干凈的玻璃基板上?？刂茋婌F氣流速度、液滴尺寸、基板溫度、噴槍與基板的距離，得到0.12～20μm的薄膜，表面電阻可低至50Ω。測(cè)試表明，薄膜中含錫63.05％、銻1.5％、鈦2.01％、硅6.98％，此薄膜具有良好的吸收紫外線、反射紅外線的功能，并且具有自清潔功能。
實(shí)施例二稱取氯化亞錫20g，三氯化銻1.821g，四氯化鈦1.683g，將其完全溶解于異丙醇中，加入乙二醇，攪拌30分鐘后在80℃下回流，回流時(shí)間為8～10小時(shí)。在用浸涂法涂膜之前先用一種專門(mén)的稀釋劑將二氧化硅溶液進(jìn)行稀釋，再將玻璃基板在二氧化硅溶液中提拉，提拉速度控制在5～500mm/min。基板從溶液中提出后，在60～80℃下烘干，再放到200℃下固化5～10分鐘，最后升溫至400～450℃保持5～10分鐘，自然冷卻。在基板上鍍好二氧化硅底膜后再用此法鍍氧化錫、氧化鈦薄膜。浸涂一次所獲得的透明薄膜大約有5000Ω的表面電阻，經(jīng)三次浸涂，表面電阻可至500～600Ω。得到的薄膜中含錫70.47％、銻5.47％、鈦2.4％、硅6.20％，具有良好的吸收紫外線、反射紅外線的功能，并且具有自清潔功能。
實(shí)施例三將12.5ml鈦酸丁酯溶于100ml乙醇中，再將氯化亞錫16.578g溶入150ml去離子水中，并用HNO3調(diào)節(jié)pH值為1.5左右，然后在攪拌下緩慢將鈦酸丁酯的醇溶液加入到金屬鹽溶液中，需時(shí)大約3小時(shí)，然后加入6.5g正硅酸乙酯，持續(xù)攪拌4～5小時(shí)，得到透明溶膠。采用噴涂方法將上述溶膠鍍?cè)陬A(yù)先處理過(guò)的玻璃基板上，最后在1.50～650℃熱處理20～60分鐘，得到具有吸收紫外線、反射紅外線等功能的薄膜，該薄膜中含錫57.7％、鈦9.78％、硅4.873％。
實(shí)施例四稱取氯化錫10g，氯化鈦7.283g，溶于一定量的去離子水中，再加入檸檬酸攪拌，稱取氯化銻0.788g溶于一定量鹽酸中，在攪拌條件下將上述兩種溶液混合。在80℃恒溫條件下將稀氨水緩慢滴加到混合液中，pH值為9時(shí)制得錫、銻、鈦的氫氧化物混合物膠狀體。用去離子水清洗沉淀，直到用硝酸銀水溶液檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溶液中不含Cl-為止。在清洗后的沉淀中加入過(guò)量氨水，持續(xù)攪拌直至沉淀溶解，加入濃度為2.5％的聚乙烯醇水溶液，在室溫下減壓濃縮，然后加入2。6g正硅酸乙酯，最后得到濃度為0.2M的溶膠。用浸涂的方法將薄膜制備在玻璃基板上，每涂一層快速熱處理一次，在300℃保溫5～10分鐘?？刂平看螖?shù)獲得所需厚度。最后在300～400℃中熱處理30～60分鐘，自然冷卻，得到導(dǎo)電性良好，具有良好自清潔功能的具有涂膜的基板，基板薄膜中含錫49.7％、銻5.51％、鈦16.67％、硅3.9％。
實(shí)施例五稱取氯化錫10g，氯化鈦7.283g，氯化鋅2。12g溶于一定量的去離子水中，再加入檸檬酸攪拌，稱取氯化銻0.788g溶于一定量鹽酸中，在攪拌條件下將上述兩種溶液混合。在80℃恒溫條件下將稀氨水緩慢滴加到混合液中，pH值為9時(shí)制得錫、銻、鈦的氫氧化物混合物膠狀體。用去離子水清洗沉淀，直到用硝酸銀水溶液檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溶液中不含Cl-為止。在清洗后的沉淀中加入過(guò)量氨水，持續(xù)攪拌直至沉淀溶解，加入濃度為2.5％的聚乙烯醇水溶液，在室溫下減壓濃縮，然后加入2。6g正硅酸乙酯，最后得到濃度為0.2M的溶膠。用浸涂的方法將薄膜制備在玻璃基板上，每涂一層快速熱處理一次，在300℃保溫5～10分鐘?？刂平看螖?shù)獲得所需厚度。最后在300～400℃中熱處理30～60分鐘，自然冷卻，得到的薄膜中含錫35.9％、銻30.25％、鈦10.53％、鋅2.75％、硅2.1％。
權(quán)利要求
1.一種金屬氧化物涂層材料，其特征是它含有以下組分(重量百分比)，錫40～90％，銻1～15％，鈦2～20％，硅5～30％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的涂層材料的制備方法，其特征是按照以下方法制備(1)、稱取一定量的金屬氯化物，溶解于有機(jī)醇中；(2)、在攪拌條件下，加熱并保持溫度在30～250℃之間，保持回流控制反應(yīng)時(shí)間為0.5～12小時(shí)；(3)、加入有機(jī)保護(hù)劑；可以為任意兩種以上的混合；(4)、反應(yīng)產(chǎn)物濃縮至3～15％wt，陳化；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂層材料的涂敷工藝，其特征是將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的涂敷液噴涂、浸涂于玻璃板上，噴涂的壓力控制在0.05～1Mpa，浸涂速度控制在5～500mm/min，涂敷后的玻璃板經(jīng)150～650℃的熱處理；
4.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的涂層材料的涂敷工藝，其特征是將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的涂敷液直接噴涂于玻璃板上，玻璃板的溫度控制在150～650℃，控制涂層厚度在0.12～20μm，最終涂層的方塊電阻控制在10～5000Ω之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬氧化物涂層材料與制備方法及其涂敷工藝，它含有以下組分(重量百分比)，錫40～90％，銻1～15％，鈦2～20％，硅5～30％。按照以下方法制備稱取一定量的金屬氯化物，溶解于有機(jī)醇中；在攪拌條件下，加熱并保持溫度在30～250℃之間，保持回流控制反應(yīng)時(shí)間為0.5～12小時(shí)；加入有機(jī)保護(hù)劑；可以為任意兩種以上的混合；反應(yīng)產(chǎn)物濃縮至3～15％wt，陳化。經(jīng)高溫噴涂后形成的涂層具有良好的導(dǎo)電性，較高的光線透過(guò)率(可達(dá)到80％以上)，能反射紅外線75％以上，能吸收70％以上的紫外線。
文檔編號(hào)C03C25/42GK1417149SQ0113451
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者豆帆, 朱洪維, 李峻宏, 方明, 車紅衛(wèi), 沈莉 申請(qǐng)人:佳隆(煙臺(tái))實(shí)業(yè)有限公司