[发明专利]基于一维金属银的涂料、低辐射膜、低辐射材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料科学与工程技术领域，具体涉及一种基于一维金属银的涂料、低辐射膜、低辐射材料及其制备方法。该涂料包括：PVB乙醇溶液，所述PVB乙醇溶液为含有PVB的乙醇溶液；和银纳米线乙醇分散液，所述银纳米线乙醇分散液为含有银纳米线的乙醇分散液。利用该涂料可以获得低辐射膜以及低辐射材料。本发明提供的涂料用于制备低辐射膜和低辐射材料，可以显著降低辐射率，而且具有工艺简洁、过程温和、成膜快速、价格低廉以及产品尺寸无限制，光学、热学性能可调等优点。

技术领域

本发明属于材料科学与工程技术领域，具体涉及一种基于一维金属银的涂料、低辐射膜、低辐射材料及其制备方法。

背景技术

由于美学、室内采光和其他一系列功能性需要，透明玻璃和透明外墙被越来越多的装配在现代建筑中。不幸的是，由于具有较高的红外透过率和表面发射率，这些透明结构成为了建筑能量的主要耗散点。在一些发达国家，建筑能耗占据总能耗的40％以上，这其中，接近一半的能量用于空调和保温系统。因此，基于低辐射玻璃组装而成的“节能窗”是新型节能建筑不可或缺的部件。最近科学家提出“个人热管理”特殊织物，凭借具有特殊红外、热效应的材料实现人体散热或保温。然而，就算人们使用了这种特殊织物实现了控温系统的能耗的降低，建筑内部仍然存在着大量能量不停向外耗散。

在建筑室内环境中，能量主要通过热传导、红外线透射(极少部分能量集中于900nm-5μm的近-中红外线，大部分能量集中于5μm以上的中-远红外线)和热辐射的形式从透明窗户或外墙耗散。热传导耗散可以通过中空结构很好地解决。波长大于5μm的红外线会被玻璃吸收，并转化为热辐射向外发射。换言之，解决热辐射能量耗散成为了建筑保温的关键。时至今日，通过真空溅射金属银装配的低辐射玻璃已实现商业化，然而复杂的制作工艺和繁琐的苛刻的溅射条件严重抑制了这类玻璃的大规模生产，无法降低其造价。

因此，低辐射材料例如低辐射玻璃等还需要进一步优化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为了开发一种更适合商业化应用的低辐射材料，需要进一步降低玻璃表面辐射率，同时最小化银的用量；同时还需要提高低辐射玻璃在可见光范围内的透过率；而且生产制备这种低辐射材料的过程更加温和、可操作和可拓展性更强、价格更低廉。为此，本发明的一个目的在于提出一种涂料、低辐射膜、低辐射材料及其制备方法。

本发明方法采用银纳米线和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)配置特定比例的乙醇溶液，并使用该溶液直接喷涂实现对目标基底辐射率的降低。本发明具有工艺简洁、生产连续、过程温和、成膜快速、价格低廉以及产品尺寸无限制，光学、热学性能可调等优点。相对于传统低辐射玻璃的磁控溅射镀膜技术，本发明具有显著的优势。

具体而言，本发明提供了如下技术方案：

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种涂料，包括：PVB乙醇溶液，所述PVB乙醇溶液为含有PVB的乙醇溶液；和银纳米线乙醇分散液，所述银纳米线乙醇分散液为含有银纳米线的乙醇分散液。

发明人通过研究发现，采用PVB乙醇溶液和银纳米线乙醇分散液混合获得涂料，应用于玻璃或者其他塑料喷涂中，PVB作为粘接剂能有效地将银纳米线粘附在玻璃表面。此外，作为常用建筑防水材料，与其他粘结剂例如PVP(聚乙烯吡咯烷酮)相比，PVB具有优秀的化学稳定性和特殊的疏水性，这使得该涂料应用于建筑玻璃外侧时有良好的化学稳定性和环境难受性。同时，一维金属银具有低辐射率，高透光率以及高电导率(利于表面等离子体共振，完成对红外线的反射)的特点。相较于其他的金属纳米线原料，制作成本更低、技术和工艺更加成熟，而且其辐射率更低。使用方便，可以将该涂料喷涂于玻璃或者其他基底材料表面，降低辐射率，提高中红外反射率。而且，利用乙醇可以快速溶解PVB粉末，获得均一的PVB乙醇溶液，相较于其他溶剂，例如丙酮，无任何毒副作用，符合绿色环保的要求。

根据本发明的实施例，以上所述涂料可以进一步包括如下技术特征：