[发明专利]红外线吸收涂布液和红外线吸收玻璃及其制造方法

说明书

本发明涉及透明吸热涂层技术领域，特别是涂覆在玻璃表面的红外线吸收涂层，具体地提供一种能够形成红外线吸收涂层的涂布液和红外线吸收玻璃及其制造方法。该红外线吸收涂布液包含可水解硅烷化合物的水解缩合物和红外线吸收纳米颗粒，还包含除Si外的、可与O形成三角形配位或者四面体配位的非金属元素，可水解硅烷化合物的水解缩合物原位包裹红外线吸收纳米颗粒形成红外核壳结构。本发明能够保证了红外线吸收涂层的硬度和耐摩擦性能；能够提高红外线吸收涂层的耐高温和耐久性能；最终能够制造透明性好、涂层厚度在4～6微米时涂层红外线吸收率大于50％、硬度高、耐摩擦性能、耐高温和耐久性能优良的红外线吸收玻璃。

技术领域：

本发明涉及透明吸热涂层技术领域，特别是涂覆在玻璃表面的红外线吸收涂层，具体地提供一种能够形成红外线吸收涂层的涂布液，以及设置有该红外线吸收涂层的红外线吸收玻璃，同时还提供一种制备该红外线吸收玻璃的方法。

背景技术：

在烈日下行车时，红外线能够透过车窗进入车内使车内温度升高而闷热以及照射到人体时产生让人不适的灼烧感，从而迫使驾驶员打开汽车空调，这样势必增加车辆油耗，特别是对于电动汽车来说，开启汽车空调则会显著降低其续航能力。因此，在提倡节能减排、低碳驾驶的社会环境下，为了降低汽车的空调能耗以及提高驾驶员和乘客的舒适度，开发能够隔红外线的汽车隔热玻璃受到消费者的欢迎。目前，能够隔红外线的汽车隔热玻璃主要是通过反射红外线或吸收红外线等方式实现的，例如能够反射红外线的Low-E镀膜，例如添加红外线吸收成分的热塑性树脂膜片，常用的有PVB中间膜和PET贴膜；其中，Low-E镀膜和添加红外线吸收成分的PVB中间膜多用于夹层玻璃，主要用作汽车前挡玻璃，价格较高；而添加红外线吸收成分的PET贴膜多用于侧窗玻璃，虽然能一定程度上起到隔热效果，但是PET贴膜容易被刮花，且贴膜玻璃的可见光透过率通常低于50％，应用车型较少。

随着技术的发展，现有技术还可以通过溶胶-凝胶方法在玻璃表面制备含有无机红外线吸收成分的红外线吸收涂层，其具有性价比较高等优点。在现有技术中，红外线吸收涂层的成膜主体物质以有机高分子材料为主，例如中国专利CN1563231A公开了一种纳米透明隔热复合涂料，其包括高分子树脂和纳米隔热粉体湿浆，其中的纳米隔热粉体湿浆为纳米氧化锡锑(ATO)水性湿浆或纳米氧化铟锡(ITO)湿浆；又例如中国专利CN101108946A公开了一种纳米透明隔热涂料，包含由无机纳米隔热粉体与高分子树脂通过原位聚合方式合成的具有核/壳结构的无机纳米粒子杂化高分子树脂；还有中国专利CN102277023A公开了一种玻璃透明隔热涂料，其含有铯钨青铜粉体，并以聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇或火棉胶作为成膜剂；这些以有机高分子材料为成膜主体物质的技术方案在实际产品上应用时存在硬度低、耐老化性和耐磨性差等缺点。

当然，现有技术中也越来越多地公开了以氧化硅溶胶为成膜主体物质的技术方案，例如中国专利CN102153948A公开了一种汽车玻璃纳米隔热材料，其包含纳米改性有机硅溶胶、纳米氧化硅溶胶和纳米氧化铟锡浆料；又例如中国专利CN102676049A公开了一种纳米透明隔热防晒汽车玻璃材料，其包含纳米改性有机硅溶胶、纳米氧化铝溶胶和纳米氧化铟锡浆料；这些技术方案中，将纳米功能颗粒与硅溶胶混合，这样通过简单引入纳米功能颗粒的方式，在纳米功能颗粒添加量低的情况下，所制备涂层的硬度和耐摩擦性能尚能满足要求，但所得到的红外线吸收涂层在厚度为5微米左右时的红外线吸收率小于30％；如果要进一步地提高涂层的红外线吸收率，则必须增加涂布液中纳米功能颗粒的含量，而随着纳米功能颗粒添加量的增加，随之引入的有机分散剂含量亦随之增加，有机分散剂会阻隔硅溶胶中溶胶颗粒间的粘接，降低所制备涂层的硬度和耐摩擦性能，也就是说大量分散剂的引入会使所制备的涂层因硬度和耐摩擦性能差而失去实用价值。此外，目前技术中通过溶胶-凝胶方法在玻璃表面制备的含有氧化硅的红外线吸收涂层耐高温性能差，在太阳光的暴晒下容易龟裂，对于红外线吸收涂层来说，会因吸收红外线而显然处于温度较高状态，故其还存在耐久性差的问题。

发明内容：