新型高效节能镀膜玻璃的材料设计与可控制备

目前，阳光控制、低辐射和相变节能等建筑镀膜玻璃仅通过控制各波段光线的透过率实现抗热辐射，达到节能目的，而直接热传导是建筑物室内外热交换的另一个重要途径。因此，本项目首次提出兼具抗热辐射和阻隔热传导性能的新型高效节能镀膜玻璃的思想。研究多层膜系的材料设计；各种微结构SiO2/TiO2复合介空球的湿化学法可控制备。重点研究热喷涂化学气相沉积法制备透明介孔隔热厚膜的形成机理和关键制备技术，以及介孔隔热厚膜与红外反射膜界面之间的材料性能匹配。通过研究介孔膜微观结构，以及多层膜的光学、电学、热学和节能性能之间关系，探明多层膜的节能机理，获得高效节能镀膜玻璃，为我国的建筑节能作出贡献。

建筑节能是目前经济建设中亟需解决的一大课题。建筑能耗很大一部分是由于玻璃门窗对室内外热量的传递造成的，本项目针对目前建筑镀膜玻璃只通过控制各波段光线的透过率实现抗热辐射从而达到节能目的这个问题，兼顾阻挡直接热传导和抗热辐射两个因素，设计并研究了由透明多孔隔热膜和红外反射膜组成的高效节能膜层结构。本项目研究了玻璃表面上低辐射-多孔隔热-阳光控制复合膜的制备机理，并对其微观结构与热学性能、光学性能和节能性能进行深入系统的研究，具有重要科学意义和应用前景。利用溶胶凝胶法，通过研究控制制备工艺，获得了多孔SiO2多孔层，结合常压化学气相沉积法，获得TiO2 - SiO2多孔层- FTO复合镀膜玻璃，得到以下主要结果。（1）以含有甲基的MTMS为原料，采用将湿凝胶再次分散在原溶剂后成膜的方法，在空气环境中获得了结构均一、不开裂的SiO2气凝胶膜，气孔率为90%左右。当玻璃表面涂覆厚度为710nm的气凝胶膜厚，透过率为85%左右，玻璃的热导率从1.332W/mK降低到1.302W/mK。（2）用溶胶凝胶旋涂法获得了介孔SiO2膜，孔径约为4 nm，介孔大小均匀一致，按照六方有序排列。虽然介孔SiO2膜的气孔率远比SiO2气凝胶膜的低，在相似厚度情况下，介孔SiO2膜的隔热效果比SiO2气凝胶膜的好。同时，介孔SiO2膜具有可见光增透作用。（3）利用常压化学气相沉积法，获得TiO2 - SiO2气凝胶- FTO复合镀膜玻璃。FTO镀膜玻璃上SiO2气凝胶层的增加，使玻璃的热导率降低了6.8%，而FTO-SiO2气凝胶复合膜上TiO2层的涂覆，增加了玻璃近红外区的反射率，使其具有阳光控制功能。