[发明专利]一种钨青铜/二氧化硅凝胶隔热功能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钨青铜/二氧化硅隔热功能材料及其制备方法，该功能材料以二氧化硅与钨青铜为主要原料，按质量分数100％二氧化硅，10‑15％钨青铜复合而成；制备方法为：先用溶胶‑凝胶法在催化剂的催化下制备出透明的二氧化硅凝胶，经陈化、稀释、过滤后备用；将功能钨青铜纳米粒子分散于液态醇中，经数次研磨、超声，然后与二氧化硅凝胶混合搅拌；将所得功能涂料用涂覆在玻璃片上，干燥、烧结，然后重复旋涂，直到膜厚达到所需厚度。这种方法制得的功能薄膜，与普通有机薄膜相比，保持了良好的近红外屏蔽性能，其热稳定性也得到显著提高。

技术领域

本发明属于透明图层技术领域，具体涉及一种钨青铜/二氧化硅凝胶隔热功能材料及其制备方法。

背景技术

随着我国建筑面积的大幅增长，随之带来的建筑能耗问题越来越严重，对能源供应和生态环境都造成巨大压力。目前，我国建筑能耗约占社会总能耗的30％。在这些能耗中，北方冬季的供暖能耗和南方夏季的空调能耗占主要部分。门窗玻璃面积约占建筑外围结构面积的30％，是建筑与环境进行能量交换的主要通道，是造成建筑能耗的主要部位，其能量耗散约占建筑总能耗的2/3。透明隔热材料可以在保持可见光采光和视觉通透的前提下，遮蔽近红外光(波长范围1000-2500nm)的辐射，从而减少太阳能的摄入，则夏季能有效的降低空调能耗，冬季减少室内热量向外扩散，实现建筑节能的目的。

近年来，利用将纳米粒子分散在透明涂层中以阻隔近红外光的研究有了很大的进展，将其应用在建筑物或者汽车的玻璃上可以减少空调的能量消耗，进而降低温室气体的排放。传统的节能窗(电致变色玻璃，气致变色玻璃等)有复杂的结构，有时还需要能量输入，分散有近红外隔离纳米粒子的透明涂层相对简单，在节能方面更高效。

近红外遮蔽材料一般是指具有较强吸收或反射近红外光而又不影响其可见光透过的一类功能薄膜材料。比较广为人知的近红外屏蔽纳米材料有以下几类：贵金属(Ag，Au等)，半导体氧化物(ATO、ITO等)，稀土六硼化物(LaB6，PrB6，NdB6)。表面等离子共振使得这些纳米材料具有屏蔽近红外的性质，但是它们各自又有优缺点：含有贵金属粒子的薄膜在可见光区域的透过率较低；ATO、ITO相对稳定且在可见光区域有很高的透过率，但是它们只能有效遮蔽波长大于1500nm的近红外光线；六硼化物隔热材料只能屏蔽某段波长的近红外光，而且由于稀土六硼化物硬度较大，在制备过程中必须研磨。

钨青铜(M_xWO₃，M为Na+,K⁺,Rb⁺,Cs⁺和NH₄⁺)作为最有前景的热屏蔽材料近几年已有报导，其可见光透过率高，可以遮蔽波长大于1000nm的近红外光，因而具有更加优异的近红外遮蔽性能。在现有的技术中，中国专利CN104528829A公布了铯钨青铜粉体的制备方法；而中国专利CN104726040A公布了一种含有钨青铜的PVB浆料的制备方法；Xiaoyong Wu等(Nanoscale.2015.7(40):17048-17054.)制备出新颖的Cs_xWO₃/ZnO智能窗涂层材料，不仅具有优异的隔热性能，还能在光的作用下催化分解空气中的有害的NO气体，但工艺相对复杂；另外Jingxiao Liu等(Applied Surface Science.2014.309:175-180.)阐述了分散剂的选择对钨青铜纳米粒子的近红外屏蔽性能有着不可忽视的影响。

发明内容

针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种钨青铜/二氧化硅凝胶隔热功能材料及其制备方法；本发明旨在制备出性能优异的透明隔热涂层，同时优化制作工艺，提高透明涂层的热稳定性，降低应用成本。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种钨青铜/二氧化硅凝胶隔热功能材料，以二氧化硅与钨青铜为主要原料，按质量分数100％二氧化硅，10-15％钨青铜复合而成。