纳米节能玻璃涂膜材料及其应用

低辐射玻璃（亦称Low-E玻璃）
低辐射玻璃是在玻璃表面上镀制一层地辐射率薄膜以 及保护膜，使其对近红外线辐射具有低反射率，对远红外 线辐射具有高发射率，同时保持良好透光性能的节能玻璃。 低辐射玻璃有离线（软膜）和在线（硬膜）镀制之分。 美，英，德，日法及亚洲沙特阿拉伯的Saudi Americon玻 璃公司等，已有相当成功的技术及应用。 低辐射玻璃在我国发展相对较晚，继1997年深圳南玻 集团从美国引进特大型真空磁控溅射镀膜玻璃生产线； 2003年11月秦皇岛耀华玻璃股份有限公司的“耀华牌”在 线Low-E玻璃正式面世。目前国内已有100余条低辐射镀膜 玻璃生产线，年产量已逾2亿 平方米。然而，由于设备昂 贵，成本较高，与现有产能相比，国内低辐射镀膜玻璃的 利用率仅占50%左右。
（2）在线生产建议采用UV及热固化涂膜材料 并采取辊涂工艺施工，其工装示意如下图：
浸料区
辊涂区
固化区 UV或烘炉
这样有利于确保产品质量，提高涂装的 效率和可靠性。
市场前景
建筑节能和玻璃行业的结构调整，极大地推动了节 能玻璃及其深加工产业的进步与发展。 2014年4月财政部，住房和城乡建设部“关于加快推 动我国绿色建筑发展的实施意见”明确提出“2020年，绿 色建筑占新增建筑的比重应达30%以上，建造和使用过程 的能源，资源消耗水平，须接近或达到发达国家的现实水 平，则为节能玻璃的发展提供了难得的机遇与条件。
主要特点
高红外阻隔率 高可见光透过率 阻隔高能量区的 紫外线
中工纳米 节能玻璃 涂膜新材 料
高耐候、易清洗 耐介质、耐洗刷
抗划伤、硬度高
高性价比、易施工、全程个性化服务
屏蔽红外线
有效遮挡户外射 入的红外线80%以上， 致使室温下降3—8℃， 节省空调资源。 有效遮挡室内散 发的暖气90%以上， 使室温增高2—6℃， 降低取暖设备负荷。
光致变色玻璃是指在阳光照射下可随光照强度的变化， 改变阳光透过率，从而可以阻挡太阳能进入室内的节能玻 璃。 此类玻璃虽已问世多年，但一直没解决低成本，工业 化的问题。 总之，各种节能玻璃制品有着各自不同的优势与缺陷， 业内人士对此将会理性的认识与选择。
三、中工纳米节能玻璃涂膜新材料
中工纳米节能玻璃涂膜新材料是利用国际前沿技术和 自主知识产权生产的纳米半导体材料之特殊功效精心研制 而成 ，在可见光区具有高透光性，对红外线有优异的阻 隔性，从而在保持玻璃高度透明的前提下，达到高效隔热 保温节能之目的。
硬度
1 2 3 4 5 6 7
ZG112131A ZG112132A ZG112133A ZG112131C ZG112131D ZG112132D ZG112136A
≥0.8 5 ≥0.8 5
≥0.8 6 ≥0.8 6
≥0.84 ≥0.84 ≥0.85 ≥0.84 ≥0.84 ≥0.85 ≥0.84
≥3H ≥2H ≥3H ≥3H ≥3H ≥2H ≥4H
≥0.8 4
≥0.8 6
≥0.8 6
≥0.8 7
纳米ZAO/聚酯树脂节能玻 璃涂膜材料（热固型）
纳米ZAO/丙烯酸聚氨酯节 能玻璃涂膜材料（自干型） 纳米ATO光固化节能玻璃涂 膜材料（光固化）
≥0.8 6
≥0.8 6 ≥0.8 5
≥0.8 7
≥0.8 7 ≥0.8 6
研发背景三
“中工公司”致力于 纳米材料和纳米技术 的研发与应用，在纳 米节能玻璃的研发和 生产方面具有独特的 优势与积淀，在业内 具有一定的知名度。
技术原理
太阳光能量分布谱图
技术原理
紫外光(< 380 nm)
3%
太阳光能量分布
(280 ~ 2500 nm）
可见光(380 ~ 780 nm)
43%
研发背景
研发背景
研发背景一
近年来我国对玻璃产 品的需求逐年递增， 与此同时，玻璃窗户 导致的建筑能耗比例 也随之增大，这就迫 切需要新型节能玻璃 产品的尽快研制与面 世。
研发背景二
国家相关部门每年都 在出台相关的节能减 排政策，支持和鼓励 研发生产节0
20
0 200
300
400
500
600
700
800
900
波 长 /nm
节能效果一
夏天
夏天阻隔太阳光中 的红外线，可降低室温 3~8 ℃，相当于将空调 设定温度调高2~6 ℃ ， 通常每月可降低耗电 64.8kWh左右，节约电 费68.04元/月左右。
冬天
冬天对从室内发到 室外的中远红外线具有 遮挡效果，遮挡率达到 90%，能很好地维持室 温，发挥降低取暖负荷 的节能效果。
热反射玻璃
表面镀具有反射阳光功能的金属或金属氧化物薄膜的 平板玻璃，称之为热反射节能玻璃。 此类玻璃的主要功能是发射太阳光的红外能，阻隔其 射入室内，取决于镀膜的组成与工艺，颜色各异，兼有一 定的装饰作用，但因光污染问题而限用。
吸热玻璃
在玻璃生产原料中加入特定金属离子组成的具有吸收 太阳能量，减少能量射入室内的节能玻璃称为吸热型节能 玻璃。 吸热玻璃包括灰色，茶色，蓝色，绿色等品种。其实 际应用因其可见光的透过率较低而受限。然而，美国PPG 公司研制的吸热玻璃，却因具有可见光透过率≥60%，红 外透过率≤25%的优异性能，而备受国人关注与青睐。
与汽车膜光学性能之比较
紫外屏蔽率 (GB/T 5137.4-2001) 中工涂膜材料 雷朋 雷朋深灰银 雷朋浅银灰 优玛黑金刚 优玛自然浅灰 优玛海水绿 3M魔幻大师 3M兰色魅力 F3-魔幻 3M前档 优玛银钻 99 89 94 93 97 97 94 95 9O 57 96 85 透光率 (GB/T 268094) ≥80 66 36 42 12 26 35 35 48 46 66 40 太阳光能阻隔率 (GB/T 5137.42001) ≥65 43 67 63 62 63 64 68 58 51 38 62
我国节能玻璃的使用率仅占整个建筑玻璃的15%，与 欧美发达国家的75-80%的比重相比相差甚远；节能玻璃及 其深加工制品有着很大的发展空间。 进入“十一五”以来我国每年新增建筑面积年均为20 余亿平方米，既有建筑约有500余亿平方米，其中不少需 要进行节能装修与改造；涂膜节能玻璃比起贴膜玻璃， Low-E玻璃等有着更高的性价比。从而可以预料，纳米节 能玻璃涂膜材料，必然将具有广阔的市场空间与前景。
成膜物质
溶剂 助剂
纳米金属氧 化物（优异 的红外屏蔽 性）
有机-无机复 合物（优异的 耐候性，高硬 度）
水、醚、酯 醇等
重点产品
产品指标 序号 产品型号 产品名称
纳米ATO/聚酯树脂节能玻 璃涂膜材料（热固型） 纳米ATO/丙烯酸聚氨酯节 能玻璃涂膜材料（自干型） 纳米ATO/丙烯酸酯节能玻 璃涂膜材料（热固型） 纳米FTO/聚酯树脂节能玻 璃涂膜材料（热固型） 红外反 射率 红外发 射率 可见光透过 率
100
紫 外光
80
可见光 普通玻璃
60
隔热 涂料
40
20
0 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460
4
波 长 /nm
可视光透过
可见光透过率高 于80%，达到透明玻 璃同等程度视线；冬 日具有取暖效果。
透过率/%
100
紫 外光
80
可见光 普通玻璃
60
隔热涂料
施工流程
准备工作
基底处理
防护工作
乙醇处理
中工纳米节能玻璃涂膜 材料施工工艺流程图
涂层处理
记录填表
检查整理
干
燥
施工方法
（1）既有建筑节能改造推荐采用常温自干型涂膜 材料并可采用：
① 刮涂 ② 淋涂 ③ 喷涂
特点：快捷、简便 特点：表面均匀、一致性好 特点：便于异形、异面、大块面积施工
④ 擦涂 特点：快捷、简便，适合异形、异面、 大块面积施工 ⑤ 滚涂 特点：快捷、简便，适合异形、异面、 大块面积施工
中空玻璃
用两片或两片以上平板玻璃组合而成，片间充有空气 或惰性气体，玻璃边缘设有铝条和分子筛并用胶料密封制 成的玻璃制品，称为中空玻璃。 显而易见，中空玻璃的隔热原理是降低了内外热量的 传导与对流，但其节能效果，取决于闭气密封的可靠性。
真空玻璃
平板玻璃片间真空密封，间隙约为0.2-0.3mm的节能玻 璃制品称为真空玻璃。 真空玻璃的导热系数u≈0.9（㎡.k）,明显低于充氩中 空玻璃（u≈1.3（㎡.k），隔热效果好，耐风化，厚度薄， 易安装，但是同样存在密封可靠性等问题。
由此可见，降低玻璃窗户的能量交换，则是降低建筑能耗 的有效途径与关键！
二、节能玻璃的主要品种与现状
自“十一五”以来，国家着手调整玻璃行业的产品结 构，普通平板玻璃的产能将控制在5.5亿重量箱，而特别 强调着力发展特种节能玻璃新产品；与此同时，我国强力 推行建筑节能，明确规定至2020年我国新增建筑必须全部 实现节能65%的规划目标；这些重要举措与要求，有效促 进了我国节能玻璃产业的科技进步与发展。 相继面世的节能玻璃制品主要包括：
性能
硬度
隔热膜
≤2H
中工涂膜材料
≥3H（个别可达5H以上）
耐水性 耐酸性 耐候性
可见光透过率 太阳能阻隔率 红外阻隔率 易清洁性 使用环境
一般 一般 5年
一般 高 一般 一般 室内
优异 优异 10年以上
高 较高 高 优异 室内室外均可
四、产品应用及前景
应用领域； 基于上述分析与比较，本公司系列产品的应用领域是： 新型建筑节能玻璃涂膜材料； 新型车用节能玻璃涂膜材料； 油气储罐表面节能降温罩面涂覆材料； 其他制品、设施节能罩面涂覆材料。
1
我国建筑能耗已占社会 总能耗的30%以上 单位面积能耗在同等条件 下约为发达国家的2-3倍 建筑采暖造成的空气污 染约为发达国家的3-5倍 供热采暖能耗占社会总能 耗的10%，约1.3亿吨标准煤