[发明专利]一种具有双重功能的多层复合薄膜门窗玻璃及其制备方法

说明书

本发明涉及具有双重功能的多层复合薄膜门窗玻璃及其制备方法，可有效解决现有技术膜层多、功能少、制备工艺繁琐、成本高的问题，其解决的技术方案是，该多层复合薄膜门窗玻璃包括衬底玻璃、低辐射功能薄膜层和自清洁功能薄膜层，衬底玻璃之上依次覆盖有氮化钛层、银层、氧化亚铜层、二氧化钛层，氮化钛层、银层构成低辐射功能薄膜层，氧化亚铜层、二氧化钛层构成自清洁功能薄膜层，本发明多层复合薄膜门窗玻璃既具有低辐射功能又具有自清洁功能，同时在紫外和近红外光区具有较高的反射率，在可见光区具有一定的透射率，使用磁控溅射方法制备，是多层复合薄膜门窗玻璃上的创新。

技术领域

本发明涉及功能薄膜材料及其制备方法，特别是一种具有双重功能的多层复合薄膜门窗玻璃及其制备方法。

背景技术

节能环保是当今时代的发展主题，当前发展能源的途径主要有太阳能、生物能和核能，其中，太阳能是最为安全、环保和廉价的能源方式。

据统计，我国的建筑能耗占总能耗的比重约为三分之一，除了建材所消耗的能量外，大部分的能量都消耗在采暖和制冷上，而其中将近一半又是通过建筑物门窗所散失掉的。为应对这种能量浪费，有效可行的办法就是在建材领域使用纳米材料逐渐取代传统材料，其中包括将普通玻璃改装成节能镀膜玻璃。常见的节能玻璃有阳光控制镀膜玻璃（热反射玻璃）和低辐射镀膜玻璃。近年来随着薄膜技术的进步，低辐射镀膜玻璃的节能性已被大众所认可。目前工业上常用的低辐射膜系主要是以Ag或透明导电材料(TransparentConductor)等高载流子浓度的薄膜作为热反射功能层，但这种膜系中的膜层一般在5层以上，低辐射功能良好的双银膜系高达9层，这无疑会导致制备工艺繁琐、成本提高，因而，开发一种膜层少且制备工艺简单的低辐射薄膜材料具有重要意义。另外，随着全球工业化进程的推进，汽车工业的发展，全球环境污染愈演愈烈，由此导致的建筑用玻璃、汽车玻璃污染也越来越严重，因而具有自清洁功能的玻璃越来越受到人们的青睐。二氧化钛（TiO₂）由于在可见光区具有较高的透射率、安全无毒、具有光催化等性能而被广泛应用于除污、净化等领域。但TiO₂的禁带宽度为3.2eV，其吸收光谱主要集中在紫外光区，在可见光区的吸收很弱，导致其在可见光区的光催化效率极低，因而大大限制了TiO₂的应用，针对现有低辐射薄膜和TiO₂作为光催化材料的不足，开发一种具有低辐射和自清洁双重功能的多层复合薄膜，并提供其制备方法势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种具有双重功能的多层复合薄膜门窗玻璃及其制备方法，可有效解决现有技术膜层多、功能少、制备工艺繁琐、成本高的问题。

本发明解决的技术方案是，该多层复合薄膜门窗玻璃包括衬底玻璃、低辐射功能薄膜层和自清洁功能薄膜层，衬底玻璃之上依次覆盖有氮化钛（TiN）层、银（Ag）层、氧化亚铜（Cu₂O）层、二氧化钛（TiO₂）层，氮化钛（TiN）层、银（Ag）层构成低辐射功能薄膜层，氧化亚铜（Cu₂O）层、二氧化钛（TiO₂）层构成自清洁功能薄膜层。

所述的氮化钛（TiN）层厚度为30-60nm，银（Ag）层厚度为5-15nm；氧化亚铜（Cu₂O）厚度为50-80nm，二氧化钛（TiO₂）层厚度为40-70nm。

所述的低辐射功能薄膜层和自清洁功能薄膜层在近紫外、近红外光区的反射率分别为90~95%、60~68%，在可见光区的透射率为38~45%。

多层复合薄膜门窗玻璃的制备方法包括以下步骤：

1）衬底玻璃预处理：衬底玻璃依次在加有洗洁精的去离子水、去离子水、无水乙醇、去离子水、丙酮、无水乙醇中超声清洗10-20min，用电吹风吹干，备用；