CN102419459B - 一种太阳能反射玻璃银镜的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能反射玻璃银镜及其制造工艺，所述太阳能反射玻璃银镜包括玻璃基板和镀在玻璃基板上的镜面镀层，其特征在于：所述镜面镀层自玻璃基板向外依次为增反射层、银层、底漆层、面漆层、聚氨酯保护层。本发明通过在玻璃银层镀膜之前加设增反射层，提高了银镜的太阳能及见光的反射率，并且有效阻止玻璃中的Na+向银层中渗透对银层造成破坏，还可以提高膜层在玻璃表面的附着力，取代了现有产品中常使用的铜层，减少了重金属的污染，另外由于在最外层增加了聚氨酯保护层，防止了涂层发生腐蚀、氧化和脱落的情况，从而大大地提高了银镜的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能反射玻璃银镜及其制造工艺。
背景技术
当今社会随着经济的发展、社会的进步，对能源的需求也越来越高，传统能源煤炭、石油、天然气日益枯竭，并且污染严重，因此寻找清洁新能源成为人类当前面临的迫切课题。太阳能作为新型能源绝对清洁、无公害，且真正取之不完、用之不尽，并且可以大范围使用，于是太阳能热水器、太阳能电池板、太阳能发电等各种以太阳能为基础的产品应运而生，其中太阳能发电作为其中一项重要运用，以其产生的大量电力资源更是成为其中的佼佼者。太阳能光热发电的原理是，通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，利用太阳能加热收集装置内的传热介质(液体或气体)，再加热水形成蒸汽带动或者直接带动发电机发电。太阳能反射镜是太阳能发电的主要部件，其聚焦精度、性能、寿命及成本直接影响到聚光发电的经济效益。目前的聚光镜面的制造方法分为两类，一是，金属鼓状膜面技术，二是，支撑背板镜面压膜板粘合技术，前者成本高，后者易变形、精度差、聚光性能差，用现有的银镜来代替这两种聚光镜可以很好地解决成本高、聚光性能差的问题，但在室外使用，涂层易腐蚀、脱落，使用寿命仅有3-5年。
发明内容
本发明的技术目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种镜面涂层不易腐蚀、脱落、氧化，反射率高、聚光性强，并且使用寿命长的太阳能反射银镜 及其制造工艺。
本发明的技术方案是：
一种太阳能反射玻璃银镜，包括玻璃基板和镀在玻璃基板上的镜面镀层，其特征在于：
所述镜面镀层自玻璃基板向外依次为增反射层、银层、底漆层、面漆层、聚氨酯保护层。
作为优选，所述玻璃基板为低铁超白玻璃。
所述增反射层为TiO2、SiO2、ZnSnOx、AZO中的一种材料构成、或者是由几种材料的单层组成的复合膜层、或者是由两种以上材料的混合物构成的膜层；
一种太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a)使用10％～20％的氧化铈悬浊液，将玻璃基板通过圆盘刷进行抛光处理后，使用去离子水进行深度清洗，然后风干；
(b)玻璃基板进入真空磁控镀膜装置进行预真空过渡，通过低温冷却泵，进一步去除玻璃基板的水汽；
(c)玻璃基板进入镀膜装置的磁控溅射区域，在玻璃基板上镀制增反射层，出磁控溅射区域；
(e)使用去离子水清洗玻璃，然后风干；
(g)涂镀银层和钝化剂：
涂镀银层之后，将钝化剂采用喷涂的方式涂镀在银层表面上，形成保护层，所述钝化剂由去离子水和重量百分比为10％～12％的SnF2组成；
(h)使用去离子水清洗、风干涂镀银层和钝化剂后的玻璃；
(i)镀底漆层、面漆层及聚氨酯保护层，采用幕帘式镀膜设备淋涂底漆层 和面漆层，镜面镀上底漆层后，进行烘干、冷却，再在镜面上镀面漆层，之后进行烘干、冷却，最后在镜面上镀聚氨酯保护层，然后烘干、冷却。
进一步地，在所述步骤(g)中，将含有硝酸银、氨水、去离子水的混合液一与含有甲醛、乙醛、氢氧化钠、去离子水的混合液二混合后，喷涂到增反射层上的表面形成银层。
在所述步骤(i)中，镜面镀上底漆层、面漆层后的烘干步骤，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，镜面上镀聚氨酯保护层后的烘干步骤，烘干时间大于3min，烘干温度小于140℃。
步骤(e)与步骤(g)之间还设有步骤(f)，所述步骤(f)为：对玻璃基板喷淋催化剂溶液，所述催化剂溶液的组分及重量百分比为：28％～30％的PdCl2、5％～6％的Ru、1％～1.2％的HCl、去离子水。
步骤(c)与步骤(e)之间还设有步骤(d)，所述步骤(d)为：将镀膜后的玻璃进行热弯或弯刚化处理，此步骤可根据具体产品要求选择是否进行。
所述银层厚度为1100～1400mg/m2，采用化学气相沉积法沉积而成；所述底漆层为丙烯酸树脂层，厚度为160～220mg/m2，采用幕帘式镀膜设备淋涂而成；所述面漆层为醇酸树脂面漆层，厚度为100～160mg/m2，采用幕帘式镀膜设备淋涂而成；所述聚氨酯保护层，厚度为100～200mg/m2，采用幕帘式镀膜设备淋涂而成。
本发明太阳能高反射银镜采用了物理磁控溅射沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD)相结合的方法进行涂镀，在镀制太阳能反射银镜的功能层-银层反射层前，先镀上增反射层，不但可以提高太阳能银镜的太阳能反射率，还加强了银层和玻璃基片之间的结合力，另外银层上面不再涂镀传统的铜防腐层，不仅 使得太阳能反射不会因增加铜层而降低，而且减少了重金属的污染，还由于在最外层增加了聚氨酯保护层，防止了涂层的腐蚀、氧化、脱落，从而大大地提高了银镜的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了阐明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍。
如图所示，一种太阳能反射玻璃银镜，包括玻璃基板和镀在玻璃基板上的镜面镀层，所述镜面镀层自玻璃基板向外依次为增反射层、银层、底漆层、面漆层、聚氨酯保护层。所述玻璃基板优选低铁超白玻璃。
生产所述太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，包括多种优选方案，具体如下：
方案一：
(a)对低铁超白玻璃表面进行抛光及深度清洗：
使用质量分数10％～20％的氧化铈悬浊液，通过多达10道的圆盘刷进行抛光处理后，再使用去离子水对玻璃基板进行刷洗、喷淋，深度清洗，然后风干；
(b)玻璃基板进入真空磁控溅射镀膜设备进行预真空过渡，通过低温冷却泵，进一步去除玻璃基板的水汽；
(c)玻璃基板进入溅射区域，在玻璃表面镀制增反射层，使用磁控溅射法按如下步骤镀制增反射层：
A、镀TiO2层，通过旋转交流阴极的陶瓷钛靶在氧、氩氛围中溅射，其中工艺气体的体积比氧气∶氩气＝1∶20，膜层厚度为52.3nm。
B、镀SiO2层，通过旋转交流阴极的硅铝靶(质量比Si∶Al＝92∶8)在氧、氩氛围中溅射，其中工艺气体体积比氧气∶氩气＝5∶4，膜层厚度为66.0nm。
C、镀AZO层，通过旋转交流阴极的陶瓷AZO靶在纯氩氛围中溅射，膜层层厚度为0.5nm。
(e)使用去离子水清洗玻璃，然后风干；
(g)涂镀银层和钝化剂：
在增反层表面镀制银层：采用含有硝酸银、氨水、去离子水的混合液一与含有甲醛、乙醛、氢氧化钠、去离子水的混合液二，按1∶2的比例混合后，在3bar的压力下，以80ml/min的流量，喷涂到增反射层的表面形成厚度为1100mg/m2的银层；
在银层上喷涂钝化剂：采用SnF2和去离子水混合的溶液，在3bar的压力下，以80ml/min的流量，喷涂到银层表面形成银层保护层，SnF2在溶液中的质量分数为10％～12％的。
(h)使用去离子水清洗、风干涂镀银层和钝化剂后的玻璃；
(i)采用幕帘式镀膜设备淋涂底漆层、面漆层及聚氨酯保护层：
玻璃镜面镀上丙烯酸树脂底漆层后烘干，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，烘干后冷却到一定硬度后，再在上面镀上的面漆层，底漆层厚度180g/m2；
镀上醇酸树脂面漆层后烘干，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，烘干后冷却到一定硬度后，再在上面镀上聚氨酯保护层，镜面漆厚度120g/m2；
镀上聚氨酯保护层后烘干，烘干时间大于3min，烘干温度小于140℃，烘干后冷却，聚氨酯层厚度120g/m2。
(j)测试后包装：
镀膜完成后的银镜经醋酸铜试验、三氯化铁试验、百格试验、盐水试验、磨边试验等一系列试验，试验合格后包装。
采用本实施方案制造的太阳能反射玻璃银镜的太阳能反射率可以达到94.4％，可见光反射率可以达到96.4％。
方案二：
步骤(a)、步骤(b)同方案一。
(c)玻璃基板进入溅射区域，在玻璃表面镀制增反射层，使用磁控溅射法按如下步骤镀制增反射层：
A、镀TiO2层，通过旋转交流阴极的陶瓷钛靶在氧、氩氛围中溅射，其中工艺气体体积比氧气∶氩气＝1∶20，膜层厚度为51nm；
B、镀SiO2层，通过旋转交流阴极的硅铝靶(Si∶Al＝92∶8)在氧、氩氛围中溅射，其中工艺气体参数体积比氧气∶氩气＝5∶4，膜层厚度为96.2nm；
C、镀TiO2层，通过旋转交流阴极的陶瓷钛靶在氧、氩氛围中溅射，其中氧气∶氩气＝1∶20，膜层厚度为50.2nm；
D、镀SiO2层，通过旋转交流阴极的硅铝靶(Si∶Al＝92∶8)在氧、氩氛围中溅射，其中工艺气体体积比氧气∶氩气＝5∶4，膜层厚度为67.9nm；
(e)使用去离子水清洗玻璃，然后风干；
(g)涂镀银层和钝化剂：
镀银层：采用硝酸银、氨水、去离子水的混合液一与甲醛、乙醛、氢氧化钠、去离子水的混合液二，按1∶2的比例混合后，在3bar的压力下，以80ml/min的流量，喷涂到增反射层的表面形成厚度为1200mg/m2银层；
镀钝化剂：采用10％～12％(质量分数)的SnF2和去离子水组成溶液，在3bar的压力下，以80ml/min的流量，喷涂到银层表面形成银层保护层。
(h)使用去离子水清洗、风干涂镀银层和钝化剂后的玻璃；
(i)采用幕帘式镀膜设备淋涂底漆层、面漆层及聚氨酯保护层：
镀上丙烯酸树脂底漆层后烘干，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，烘干后冷却到一定硬度后，再在上面镀上面漆层，底漆层厚度为200g/m2；
镀上醇酸树脂面漆层后烘干，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，烘干后冷却到一定硬度后，再在上面镀上聚氨酯保护层，面漆层厚度位160g/m2；
镀上聚氨酯保护层后烘干，烘干时间大于3min，烘干温度小于140℃，烘干后冷却，膜层厚度为160g/m2。
(j)测试后包装。
采用本方案的太阳能反射玻璃银镜的太阳能反射率可以达到95.0％，可见光反射率可以达到98.5％。
方案三：
步骤(a)、步骤(b)同方案一、方案二。
(c)玻璃基板进入溅射区域，在玻璃表面镀制增反射层，使用磁控溅射法按如下步骤镀制增反射层：
A、镀TiO2层，通过旋转交流阴极的陶瓷钛靶在氧、氩氛围中溅射，其中工艺气体体积比氧气∶氩气＝1∶20，膜层厚度为51.4nm；
B、镀SiO2层，通过旋转交流阴极的硅铝靶(Si∶Al＝92∶8)在氧、氩氛围中溅射，其中氧气∶氩气＝5∶4，膜层厚度为103.5nm；
C、镀TiO2层，通过旋转交流阴极的陶瓷钛靶在氧、氩氛围中溅射，其中 氧气∶氩气＝1∶20，膜层厚度为49.2nm；
D、镀SiO2层，通过旋转交流阴极的硅铝靶(Si∶Al＝92∶8)在氧、氩氛围中溅射，其中氧气∶氩气＝5∶4，膜层厚度为94.3nm；
E、镀TiO2层，通过旋转交流阴极的陶瓷钛靶在氧、氩氛围中溅射，其中氧气∶氩气＝1∶20，膜层厚度为48.4nm；
F、镀SiO2层，通过旋转交流阴极的硅铝靶(Si∶Al＝92∶8)在氧、氩氛围中溅射，其中氧气∶氩气＝5∶4，膜层厚度为66.2nm；
(e)使用去离子水清洗玻璃，然后风干；
(g)涂镀银层和钝化剂：
采用硝酸银、氨水、去离子水的混合液一与甲醛、乙醛、氢氧化钠、去离子水的混合液二，按1∶2的比例混合后，在3bar的压力下，以80ml/min的流量，喷涂到增反射层的表面形成厚度为1400mg/m2银层
采用10％～12％(质量分数含量)的SnF2和去离子水组成钝化剂溶液，在3bar的压力下，以80ml/min的流量，喷涂到银层表面形成银层保护层。
(h)使用去离子水清洗、风干涂镀银层和钝化剂后的玻璃；
(i)采用幕帘式镀膜设备淋涂底漆层、面漆层及聚氨酯保护层：
镀上丙烯酸树脂底漆层后烘干，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，烘干后冷却到一定硬度后，再在上面镀上面漆层，底漆层厚度200g/m2；
镀上醇酸树脂面漆层后烘干，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，烘干后冷却到一定硬度后，再在上面镀上聚氨酯保护层，面漆层厚度160g/m2；
镀上聚氨酯保护层后烘干，烘干时间大于3min，烘干温度小于140℃，烘干后冷却，聚氨酯层厚度160g/m2。
(j)测试后包装。
采用本方案的太阳能反射玻璃银镜的太阳能反射率可以达到99.0％，可见光反射率可以达到96.0％。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（a）使用10%～20%的氧化铈悬浊液，将玻璃基板通过圆盘刷进行抛光处理后，使用去离子水进行深度清洗，然后风干；
（b）玻璃基板进入真空磁控镀膜装置进行预真空过渡，通过低温冷却泵，进一步去除玻璃基板的水汽；
（c）玻璃基板进入镀膜装置的磁控溅射区域，在玻璃基板上镀制增反射层，出磁控溅射区域；
（e）使用去离子水清洗玻璃，然后风干；
（g）涂镀银层和钝化剂：
涂镀银层之后，将钝化剂采用喷涂的方式涂镀在银层表面上，形成保护层，所述钝化剂由去离子水和重量百分比含量为10%～12%的SnF2组成；
（h）使用去离子水清洗、风干涂镀银层和钝化剂后的玻璃；
（i）镀底漆层、面漆层及聚氨酯保护层，镜面镀上底漆层后，进行烘干、冷却，再在镜面上镀面漆层，之后进行烘干、冷却，最后在镜面上镀聚氨酯保护层，然后烘干、冷却。
2.根据权利要求1所述的太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于：
在所述步骤（g）中，将含有硝酸银、氨水、去离子水的混合液一与含有甲醛、乙醛、氢氧化钠、去离子水的混合液二混合后，喷涂到增反射层上的表面形成银层。
3.根据权利要求1所述的太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于：
在所述步骤（i）中，镜面镀上底漆层、面漆层后的烘干步骤，烘干时间大于1min，烘干温度小于100℃，镜面上镀聚氨酯保护层后的烘干步骤，烘干时间大于3min，烘干温度小于140℃。
4.根据权利要求4所述的太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于：
步骤（e）与步骤（g）之间还设有步骤（f），所述步骤（f）为：对玻璃基板喷淋催化剂溶液，所述催化剂溶液的组分及重量百分比含量为：28%～30%的PdCl2 、5%～6%的Ru、1%～1.2%的HCl、去离子水。
5.根据权利要求1所述的太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于：
步骤（c）与步骤（e）之间还设有步骤（d），所述步骤（d）为：将镀膜后的玻璃进行热弯或弯刚化处理。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的太阳能反射玻璃银镜的制造工艺，其特征在于：
所述银层厚度为1100～1400 mg/m2，采用化学气相沉积法沉积而成；
所述底漆层为丙烯酸树脂层，厚度为160～220 mg/m2，采用幕帘式镀膜设备淋涂而成；
所述面漆层为醇酸树脂面漆层，厚度为100～160 mg/m2，采用幕帘式镀膜设备淋涂而成；
所述聚氨酯保护层，厚度为100～200 mg/m2，采用幕帘式镀膜设备淋涂而成。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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