一种无阻信号的隔热玻璃及制备方法与流程

本发明涉及隔热玻璃，具体涉及一种无阻信号的隔热玻璃及制备方法。

背景技术：

1、随着移动通信从2g、3g到4g、5g、6g的发展，用于信号传输的电磁波频率、网络数据传输速率也越来越高，而电磁波在传播介质中，频率越高衰减也越大，即越高频信号穿过障碍物时衰减幅度就越大。移动通信系统在设计的时候，宏基站只考虑覆盖室外以及部分室内浅层覆盖部分，从而造成了在距离建筑物墙体比较远的区域，无线信号不太好。并且在城市房屋建筑群中，建筑物容易阻挡信号的传播，降低了用户的信号质量和传输速率。一般为了克服这种信号问题，运营商会增加基站密度、采用高频段的信号等措施来增加信号传播能力，然而基站建设会造成成本增加，还容易造成信号干扰，同时高层建筑室内的信号也容易存在乒乓效应、孤岛效应等现象，减少信号传播的障碍、满足客户使用信号的诉求，是当前亟须解决的问题。

2、玻璃是一种高透明度、耐用的材料，被广泛用于建筑、电子、化工等领域，并且相对于水泥、钢筋混凝土等材料对信号的阻隔较小，由于生产技术的进步和社会的发展，人们对玻璃的要求也越来越功能化，功能性玻璃不仅保留了普通玻璃的优点，还展现出优良性能。目前，建筑用功能玻璃可以分为镀膜玻璃、高透明玻璃、隔热玻璃、钢化玻璃、防火玻璃等。其中隔热玻璃能减少室内温度的升高，在城市中具有广泛的应用前景。

3、现在，应用最广的高透光的隔热玻璃是low-e玻璃，比如在中国专利cn201510320664.0中公开了一种低辐射导光太阳能玻璃，主要是将low-e膜采用磁控溅射法均匀镀制在内层玻璃板，然而从下到上依次盖导光板、外侧玻璃基板，然而low-e玻璃膜层结构易氧化失效，耐侯性不足，还容易造成二次光污染，常见low-e玻璃对信号屏蔽效果可以达到20-40db左右，并且磁控溅射生产工艺难度高；而在中国专利cn202211273659.5中公开了一种5g信号增透的low-e玻璃及其设计方法，low-e玻璃由low-e膜层与玻璃基底组成，其中low-e膜层刻蚀缝隙实现多个结构单元均布，并设计周期谐振结构的形状，从而实现了对5g信号的增透，对5g信号的屏蔽效能仅为3db，但是这种间隙镀膜会导致隔热性能变差、耐候性不足。因此，如果设计一种既保证优良性能的同时还能增透信号的玻璃，则有利于玻璃在建筑领域的发展。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明设计了一种无阻信号的隔热玻璃。

2、为了实现上述目的，本发明解决技术问题采用如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种无阻信号的隔热玻璃，所述隔热玻璃由功能性涂料制成的烧结层和玻璃基片组成，其中所述功能性涂料按重量份数，包括15～33份改性纳米二氧化硅、10～20份纳米稀土氧化物、6.2～8.5份稀土硼化物、3～7.5份透波剂、0.05～0.25份五氧化二钽、1～3份流平剂、0.1～0.3份高温防聚剂、0.8～2份高温氧化剂、0.5～1.5份澄清剂、35～60溶剂。

4、优选地，所述涂料按重量份数包括25份改性纳米二氧化硅、15份纳米稀土氧化物、7份稀土硼化物、4.5份透波剂、0.1份五氧化二钽、2份流平剂、0.2份高温防聚剂、1份高温氧化剂、1份澄清剂、45份溶剂。

5、优选地，所述改性纳米二氧化硅的制备包括：先将二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷按1：5的固液比加入80%乙醇溶液中，然后与纳米二氧化硅混合均匀，二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷溶液的用量为纳米二氧化硅质量的8～12%，然后超声水浴分散处理30min，再加热至65～85℃反应10～14h，反应完成后停止反应并冷却，离心后干燥得到改性纳米二氧化硅。

6、优选地，所述纳米稀土氧化物为纳米氧化锆、纳米氧化铈、纳米氧化镧、纳米氧化钕、纳米氧化钨、纳米氧化锡锑、纳米钨铯氧化物、纳米钨金钒氧化物、纳米钨钒锡锑氧化物、纳米铟锡氧化物中的一种或多种。

7、优选地，所述稀土硼化物为六硼化镧、六硼化钕、六硼化镨、六硼化钕铕、六硼化铈、六硼化钐、六硼化钐钆、六硼化钐铕、六硼化铕、六硼化镧铕、六硼化钆、六硼化镱中的一种或多种。

8、优选地，所述透波剂包括改性氰酸酯树脂、石英纤维、二月桂酸二丁基锡。所述改性氰酸酯树脂、石英纤维、二月桂酸二丁基锡和丙酮的质量比为（2～5）：（0.5～2）：（0.1～0.7）。

9、进一步优选地，所述改性氰酸酯树脂、石英纤维、二月桂酸二丁基锡和丙酮的质量比为3：1：0.4：5。

10、其中，所述改性氰酸酯树脂的制备包括：

11、将氰酸酯树脂与poss-八异丁基笼型聚倍半硅氧烷按100：1的质量比于70～90℃混合搅拌20～40min，混合均匀后得到杂化树脂，再与双酚s型环氧树脂按10：1的质量比混合并升温至90～110℃搅拌2～6h，冷却至室温得到改性氰酸酯树脂。

12、本发明的改性氰酸酯树脂通过对氰酸酯树脂改性，引入了硅原子，提高了树脂的热稳定性。

13、优选地，所述的流平剂为byk 333、modarez mf aex、dowsil fz-2123、coatosil7500或skytype la0520中的一种或多种；所述高温防聚剂为小分子硅氧烷、聚酰亚胺预聚体、小分子硅溶胶中的一种或多种；所述高温氧化剂为过氧化环己酮、过氧化钙、过氧化氢、高锰酸钾、过碳酸钠、过硼酸钾或次氯酸钠中的一种或多种。

14、所述流平剂能增加功能性涂料的流动性，并提供均匀的表面张力；所述高温防团聚助剂能防止功能性涂料在高温烧结的过程中由于分散不好而发生团聚；所述高温氧化剂能促进烧结过程，并可以改善玻璃的性能。

15、优选地，所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙三醇、丙酮、甲乙酮、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、二丙二醇二甲醚、醋酸丁酯、二乙二醇二丁醚、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮或3-甲氧基-3-甲基-丁醇中的一种或多种。

16、另一方面，本发明提供了制备所述的隔热玻璃的方法，所述方法包括以下步骤：

17、s1：将改性氰酸酯树脂、石英纤维、二月桂酸二丁基锡于1000r/min～1400r/min搅拌10min～20min混合制得透波剂；

18、s2：将改性纳米二氧化硅、纳米氧化锆、聚甲基丙烯酸甲酯、透波剂、五氧化二钽、流平剂、高温防聚剂、高温氧化剂、澄清剂于1000r/min～1400r/min搅拌10min～30min，分散后再加入溶剂于1000r/min～1400r/min混合制得功能性涂料；

19、s3：功能性涂料喷涂至玻璃基片表面，成膜液的厚度为5μm，室温干燥后进行熔烧去碳，再进行退火，温度降低至50℃制得隔热玻璃。

20、10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熔烧去碳过程中，高温炉上表面温度600℃～700℃，下表面温度600℃～700℃，熔烧时间为100s～500s。

21、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

22、本发明提供了一种具有无阻信号的隔热玻璃，所述隔热玻璃包括功能性涂料和玻璃基片，所述功能性涂料包括改性纳米二氧化硅、纳米稀土氧化物、稀土硼化物、透波剂、五氧化二钽、流平剂、高温防聚剂、高温氧化剂、澄清剂、溶剂。本发明通过改性纳米二氧化硅、纳米稀土氧化物、稀土硼化物协同作用，进一步提高了玻璃的性能，而且稀土材料能与被吸收的光谱波段发生等离子共振，吸收这些光谱，在共振的过程会产生发热，它有一个饱和期，饱和之后它就能以远红外线辐射出来，从而实现隔热的目的。对比现有的隔热玻璃，本发明的玻璃具有优异的光学透过率、耐候性，并且隔热效果好，隔热率高达75%。尤其是红外以及紫外的光线平均透过率均小于5％，而可见光区透过率大于70％，并且5g信号的增透效能可达3db以下，在保证无阻信号的同时还不导电，适用于需要强信号传播的场景，具有广泛的应用前景。

23、本发明制备隔热玻璃的方法操作简单，通过在高温中将功能性涂料的有机物碳化、去尘，使无机物烧结在玻璃表面上，相较于现有的镀膜制备技术，本方法提高了玻璃的耐候性，增加了玻璃的使用寿命。