本發明涉及一種low-e玻璃。

背景技術：

隨著能源問題的日益嚴峻，節能減排已受到人們的廣泛關注。我國建筑能耗量逐年上升，目前已占全國總能耗的32％。為了減少能源的消耗，低碳經濟模式已在我國展開實施，建筑節能是低碳經濟模式的重要組成部分之一。門窗在建筑能耗中的損失高達51％，通過提高門窗上玻璃的隔熱保溫效果，可以降低建筑能耗，目前我國的節能玻璃主要有中空玻璃、真空玻璃、low-e玻璃(低輻射玻璃)及貼膜玻璃等，其中low-e玻璃覆蓋率較廣。

以介質層/金屬/介質層構成的多層復合low-e玻璃是目前世界上使用最為廣泛的低輻射玻璃，其膜層材料通常采用真空磁控濺射法制得。金屬層多選用銀作為反射材料，介質層則具有多樣性，如sio2、tio2、sno2等，可起到減反、增透的作用，還可防止金屬層被氧化、腐蝕等。其中sio2膜密度為2.1g/cm³，折射率較小，抗磨且耐腐蝕，是一種重要的介質膜。然而，這種低輻射玻璃輻射態固定、顏色固定、無法根據周圍氣候環境變化及個人需要進行人為調節。因此現有low-e玻璃輻射率值固定，范圍在0.1-0.3之間，顏色單一不能任意調控。

技術實現要素：

本發明目的是要解決現有low-e玻璃輻射率值固定，顏色單一不能任意調控的問題，而提供一種智能動態顏色可調節low-e玻璃。

一種智能動態顏色可調節low-e玻璃，它利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且智能動態顏色可調節low-e玻璃的四周利用固化膠密封，所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置。

本發明優點：

一、本發明一種智能動態顏色可調節low-e玻璃發展前景廣闊，具有顏色動態可調節的low-e玻璃可以滿足人們的個性化需求，可根據用戶的需要自行調節。

二、本發明改變low-e玻璃介質層、反射層的形貌，實現電致變色與低輻射玻璃的雙重結合。實施方案簡單易行，實用性強。

三、當本發明一種智能動態顏色可調節low-e玻璃施加的恒定電壓在-0.2～-1.0v時，隨著沉積時間的增加，玻璃可從粉色過渡為藍色。當施加反向電壓，將逐漸褪色為無色。當本發明一種智能動態顏色可調節low-e玻璃施加恒定電壓在-1.2～-2.0v時，隨著沉積時間的增加，玻璃可從黃色過渡紅色再轉變為粉色，施加反向電壓后，會逐漸褪色為無色。因此本發明一種智能動態顏色可調節low-e玻璃是實現動態顏色可調節的low-e玻璃。

四、本發明解決現有low-e玻璃輻射率值不能任意調控，且不能實現動態顏色調節的問題，本發明利用貴金屬納米粒子的lspr性能調控輻射率的方法，其輻射率調節范圍為0.10～0.30，且引入sio2有序單層薄膜提高了玻璃的使用壽命和可見光波段透過率，循環壽命：從10圈提高到1000圈，可見光波段透過率達到80％。

附圖說明

圖1是本發明一種智能動態顏色可調節low-e玻璃結構示意圖，圖中1表示干凈ito玻璃，2表示電解質層薄膜，3表示附著sio2有序單層膜ito玻璃，3-1表示sio2有序單層膜；

圖2是本發明一種智能動態顏色可調節low-e玻璃著色后結構示意圖，圖中1表示干凈ito玻璃，2表示電解質層薄膜，3表示附著sio2有序單層膜ito玻璃，3-1表示sio2有序單層膜；3-2表示納米銀層。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式是一種智能動態顏色可調節low-e玻璃，它利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且智能動態顏色可調節low-e玻璃的四周利用固化膠密封，所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置。

由于貴金屬納米材料特殊的表面等離子體共振性質，通過控制貴金屬納米材料的尺寸形貌可以控制其宏觀顏色發生變化。本實施方式在low-e玻璃的基礎上，改變玻璃表面金屬層的微觀形貌，并引入單層納米sio2為模板，在基底上沉積貴金屬納米顆粒，制作成具有動態顏色可調控的low-e玻璃。貴金屬顆粒由于特殊的表面等離子體共振性質，通過控制其微觀形貌即可控制玻璃顏色，同時由于其在紅外波段具有較強的反射性能，可滿足輻射率變化的要求。sio2層的引入不僅可以作為low-e玻璃的介質層，還可以減少反射、提高可見光的透射率，同時單層sio2模板形成的微觀結構可以防止貴金屬層在反復變色過程中，由于溶解/沉積不完全而造成的大面積聚集，提高使用壽命。引入單層sio2模板后，玻璃顏色不僅更加清晰透徹，同時玻璃的循環性能也將大幅提高。此類玻璃可根據人們對周圍氣候環境變化及個人需求自行調控。

本實施方式一種智能動態顏色可調節low-e玻璃發展前景廣闊，具有顏色動態可調節的low-e玻璃可以滿足人們的個性化需求，可根據用戶的需要自行調節。

本實施方式改變low-e玻璃介質層、反射層的形貌，實現電致變色與低輻射玻璃的雙重結合。實施方案簡單易行，實用性強。

當本實施方式一種智能動態顏色可調節low-e玻璃施加的恒定電壓在-0.2～-1.0v時，隨著沉積時間的增加，玻璃可從粉色過渡為藍色。當施加反向電壓，將逐漸褪色為無色。當本實施方式一種智能動態顏色可調節low-e玻璃施加恒定電壓在-1.2～-2.0v時，隨著沉積時間的增加，玻璃可從黃色過渡紅色再轉變為粉色，施加反向電壓后，會逐漸褪色為無色。因此本實施方式一種智能動態顏色可調節low-e玻璃是實現動態顏色可調節的low-e玻璃。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一的不同點是：所述的附著sio2有序單層膜ito玻璃是按以下步驟制備的：

①、依次利用甲醇、丙酮和超純水對ito玻璃進行超聲清洗，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

②、將粒徑為50nm～600nm的二氧化硅微球分散于乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液中，得到含二氧化硅微球分散液，將含二氧化硅微球分散液滴于水表面，靜置至二氧化硅微球完全鋪展于水表面；所述粒徑為50nm～600nm的二氧化硅微球的質量與乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液的體積比為0.02g:(1～100)ml；所述含二氧化硅微球分散液與水的體積比(1～3):100；

③、利用干凈ito玻璃、以干凈ito玻璃導電一側在上形式撈起鋪展于水表面的二氧化硅微球，烘干，得到附著sio2有序單層膜ito玻璃。

其他與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式二的不同點是：步驟①中依次利用甲醇、丙酮和超純水對ito玻璃進行超聲清洗具體過程如下：先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗20min～40min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗20min～40min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗20min～40min。其他與具體實施方式二相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式二或三之一不同點是：步驟②中所述乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液按體積份數由20～31份乙醇、30～34份丙酮、15～39份甲醇和14～22份水混合而成。其他與具體實施方式二或三相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式二至四之一不同點是：步驟③中所述烘干具體過程如下：在室溫下干燥30min～60min，然后在溫度為60℃下干燥1h。其他與具體實施方式二至四相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同點是：所述的電解質層薄膜厚度為(0.1～0.5)mm。其他與具體實施方式一至五相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六之一不同點是：所述的電解質層薄膜是按以下步驟制備的：

(1)、將聚乙烯醇縮丁醛粉末溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，得到聚乙烯醇縮丁醛/n,n-二甲基甲酰胺溶液，然后加入硝酸鉀、溴化鋰、檸檬酸和聚乙烯吡咯烷酮，在溫度為60℃下加熱30min～60min，得到混合液，將混合液均勻涂覆在聚四氟乙烯基底表面，在溫度為-10℃下冷卻至形成凝膠狀薄膜，與聚四氟乙烯基底分離，得到凝膠狀薄膜；所述聚乙烯醇縮丁醛粉末的質量與n,n-二甲基甲酰胺的體積比為(0.1～3.5)g:(5～500)ml；所述混合液中聚乙烯醇縮丁醛與硝酸鉀的質量比為(0.1～3.5):(0.1～10)；所述混合液中聚乙烯醇縮丁醛與溴化鋰的質量比為(0.1～3.5):(0.2×10^-2～0.5×10^-1)；所述混合液中聚乙烯醇縮丁醛與檸檬酸的質量比為(0.1～3.5):(0.1×10^-3～3.5×10^-2)；所述混合液中聚乙烯醇縮丁醛與聚乙烯吡咯烷酮的質量比為(0.1～3.5):(0.1×10^-3～2.5×10^-2)；

(2)、將凝膠狀薄膜浸入硝酸銀水溶液中，浸泡12h～16h，取出后瀝干，得到電解質層薄膜；所述硝酸銀水溶液中硝酸銀的濃度為0.01mol/l～10.0mol/l。

其他與具體實施方式一至六相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一至七之一不同點是：所述的干凈ito玻璃是按以下步驟得到的：依次利用甲醇、丙酮和超純水對ito玻璃進行超聲清洗，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃。其他與具體實施方式一至七相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式八的不同點是：所述依次利用甲醇、丙酮和超純水對ito玻璃進行超聲清洗具體過程如下：先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗20min～40min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗20min～40min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗20min～40min。其他與具體實施方式八相同。

本發明內容不僅限于上述各實施方式的內容，其中一個或幾個具體實施方式的組合同樣也可以實現發明的目的。

采用下述試驗驗證本發明效果

實施例1：一種智能動態顏色可調節low-e玻璃，它利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且智能動態顏色可調節low-e玻璃的四周利用固化膠密封，所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置；所述的電解質層薄膜厚度為0.5mm。

所述一種智能動態顏色可調節low-e玻璃是按以下步驟制備的：

一、制備附著sio2有序單層膜ito玻璃：

①、對ito玻璃先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗20min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗20min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗20min，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

②、將粒徑為100nm的二氧化硅微球分散于乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液中，得到含二氧化硅微球分散液，將10ml含二氧化硅微球分散液滴于500ml水表面，靜置至二氧化硅微球完全鋪展于水表面(靜置20min)；所述粒徑為100nm的二氧化硅微球的質量與乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液的體積比為0.02g:50ml；所述乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液按體積份數由23份乙醇、34份丙酮、39份甲醇和14份水混合而成；

③、利用干凈ito玻璃、以干凈ito玻璃導電一側在上形式撈起鋪展于水表面的二氧化硅微球，先在室溫下干燥60min，然后在溫度為60℃下干燥1h，得到附著sio2有序單層膜ito玻璃；

二、制備電解質層薄膜：

(1)、將0.2g聚乙烯醇縮丁醛粉末溶解于100mln,n-二甲基甲酰胺中，得到聚乙烯醇縮丁醛/n,n-二甲基甲酰胺溶液，然后加入2.3g硝酸鉀、0.9×10^-2g溴化鋰、1.3×10^-3g檸檬酸和2.0×10^-2g聚乙烯吡咯烷酮，在溫度為60℃下加熱60min，得到混合液，將混合液均勻涂覆在聚四氟乙烯基底表面，在溫度為-10℃下冷卻至形成凝膠狀薄膜(冷卻10min)，與聚四氟乙烯基底分離，得到凝膠狀薄膜；

(2)、將凝膠狀薄膜浸入硝酸銀水溶液中，浸泡12h，取出后瀝干，得到電解質層薄膜；所述硝酸銀水溶液中硝酸銀的濃度為2.4mol/l；

三、清洗：對ito玻璃先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗20min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗20min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗20min，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

四、組裝：利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且四周利用固化膠密封，即得到智能動態顏色可調節low-e玻璃；所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置。

在實施例1制備的智能動態顏色可調節low-e玻璃兩端施加電壓-1.7v，時間為50s，此時玻璃將呈現黃色的著色態，輻射率為0.20，繼續沉積至100s時，玻璃將從黃色轉變為紅色著色態，此時輻射率為0.18；當施加反向電壓1.2v，時間為20s，顏色將從紅色變為黃色最后呈現無色的褪色態，其輻射率為0.29。

實施例2：一種智能動態顏色可調節low-e玻璃，它利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且智能動態顏色可調節low-e玻璃的四周利用固化膠密封，所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置；所述的電解質層薄膜厚度為0.2mm。

所述一種智能動態顏色可調節low-e玻璃是按以下步驟制備的：

一、制備附著sio2有序單層膜ito玻璃：

①、對ito玻璃先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗30min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗30min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗30min，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

②、將粒徑為150nm的二氧化硅微球分散于乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液中，得到含二氧化硅微球分散液，將10ml含二氧化硅微球分散液滴于500ml水表面，靜置至二氧化硅微球完全鋪展于水表面(靜置20min)；所述粒徑為150nm的二氧化硅微球的質量與乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液的體積比為0.02g:25ml；所述乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液按體積份數由20份乙醇、30份丙酮、39份甲醇和21份水混合而成；

③、利用干凈ito玻璃、以干凈ito玻璃導電一側在上形式撈起鋪展于水表面的二氧化硅微球，先在室溫下干燥60min，然后在溫度為60℃下干燥1h，得到附著sio2有序單層膜ito玻璃；

二、制備電解質層薄膜：

(1)、將2g聚乙烯醇縮丁醛粉末溶解于400mln,n-二甲基甲酰胺中，得到聚乙烯醇縮丁醛/n,n-二甲基甲酰胺溶液，然后加入0.8g硝酸鉀、1.5×10^-2g溴化鋰、6.0×10^-3g檸檬酸和1.2×10^-2g聚乙烯吡咯烷酮，在溫度為60℃下加熱60min，得到混合液，將混合液均勻涂覆在聚四氟乙烯基底表面，在溫度為-10℃下冷卻至形成凝膠狀薄膜(冷卻10min)，與聚四氟乙烯基底分離，得到凝膠狀薄膜；

(2)、將凝膠狀薄膜浸入硝酸銀水溶液中，浸泡12h，取出后瀝干，得到電解質層薄膜；所述硝酸銀水溶液中硝酸銀的濃度為2.0mol/l；

三、清洗：對ito玻璃先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗30min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗30min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗30min，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

四、組裝：利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且四周利用固化膠密封，即得到智能動態顏色可調節low-e玻璃；所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置。

在實施例2制備的智能動態顏色可調節low-e玻璃的兩端施加電壓-1.0v，時間為100s，玻璃將呈現粉色的著色態，此時其輻射率為0.17，繼續沉積至300s時，玻璃變為紫色，當沉積時間增加至500s時，此時玻璃為藍色著色態，輻射率為0.10；當施加反向電壓1.0v，時間為120s，可觀察到顏色將從藍色褪至粉色最后呈現無色的褪色態，其輻射率為0.28。

實施例3：一種智能動態顏色可調節low-e玻璃，它利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且智能動態顏色可調節low-e玻璃的四周利用固化膠密封，所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置；所述的電解質層薄膜厚度為0.3mm。

所述一種智能動態顏色可調節low-e玻璃是按以下步驟制備的：

一、制備附著sio2有序單層膜ito玻璃：

①、對ito玻璃先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗20min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗20min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗20min，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

②、將粒徑為100nm的二氧化硅微球分散于乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液中，得到含二氧化硅微球分散液，將15ml含二氧化硅微球分散液滴于500ml水表面，靜置至二氧化硅微球完全鋪展于水表面(靜置20min)；所述粒徑為100nm的二氧化硅微球的質量與乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液的體積比為0.02g:70ml；所述乙醇/丙酮/甲醇/水的混合溶液按體積份數由31份乙醇、32份丙酮、15份甲醇和22份水混合而成；

③、利用干凈ito玻璃、以干凈ito玻璃導電一側在上形式撈起鋪展于水表面的二氧化硅微球，先在室溫下干燥60min，然后在溫度為60℃下干燥1h，得到附著sio2有序單層膜ito玻璃；

二、制備電解質層薄膜：

(1)、將3.2g聚乙烯醇縮丁醛粉末溶解于400mln,n-二甲基甲酰胺中，得到聚乙烯醇縮丁醛/n,n-二甲基甲酰胺溶液，然后加入1.3g硝酸鉀、1.8×10^-2g溴化鋰、5.3×10^-3g檸檬酸和2.4×10^-3g聚乙烯吡咯烷酮，在溫度為60℃下加熱60min，得到混合液，將混合液均勻涂覆在聚四氟乙烯基底表面，在溫度為-10℃下冷卻至形成凝膠狀薄膜(冷卻10min)，與聚四氟乙烯基底分離，得到凝膠狀薄膜；

(2)、將凝膠狀薄膜浸入硝酸銀水溶液中，浸泡12h，取出后瀝干，得到電解質層薄膜；所述硝酸銀水溶液中硝酸銀的濃度為5.4mol/l；

三、清洗：對ito玻璃先利甲醇進行超聲清洗，超聲清洗30min，然后利用丙酮進行超聲清洗，超聲清洗30min，最后利用超純水進行超聲清洗，超聲清洗30min，然后用氮氣吹干，得到干凈ito玻璃；

四、組裝：利用附著sio2有序單層膜ito玻璃、電解質層薄膜和干凈ito玻璃按三明治結構組裝而成，且四周利用固化膠密封，即得到智能動態顏色可調節low-e玻璃；所述智能動態顏色可調節low-e玻璃中電解質層薄膜放置附著sio2有序單層膜ito玻璃和干凈ito玻璃中間，且附著sio2有序單層膜ito玻璃的附著sio2有序單層膜一側與干凈ito玻璃的導電一側對向放置。

在實施例3制備的智能動態顏色可調節low-e玻璃的兩端施加電壓-1.3v，時間為100s時，玻璃將呈現紅色的著色態，輻射率為0.17，繼續沉積至200s時，玻璃將從紅色過渡到粉色，當沉積時間為400s時，玻璃轉變為紫色，此時輻射率為0.13。；當施加反向電壓1.3v，時間為80s，顏色將從紫色褪至紅色最后呈現無色的褪色態，輻射率為0.28。