CN103057211B - 高透光节能防爆膜的制备工艺及所得防爆膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高透光节能防爆膜的制备工艺及所得防爆膜，制备一聚酯薄膜，厚度为15~70μm；在热稳定性聚酯薄膜上磁控溅射沉积作为防氧化保护的第一金属铟层，第一金属铟层厚度为2 nm到15nm；在第一金属铟层另一表面磁控溅射沉积一隔热层，此隔热层金属银层或金属铝层，所述隔热层厚度为10~50nm；然后在隔热层另一表面磁控溅射沉积第二金属铟层，所述第二金属铟层厚度为5~20nm。本发明防爆膜既有利于将反射和阻隔太阳光线中的红外线，隔热效果显著，又能更好的保护磁控溅射金属层，防止金属氧化，提高和保证了产品的性能和使用寿命，从而可适用于要求更高的场所；本发明同时提供上述高透高隔热节能防爆膜的制备工艺。

Description

高透光节能防爆膜的制备工艺及所得防爆膜
技术领域
本发明涉及一种高透光节能防爆膜的制备工艺及所得防爆膜，属于胶粘材料技术领域。
背景技术
磁控溅射镀膜玻璃自上世纪 80 年代进入国内建 筑玻璃市场以来，已经有 30多年了。国内引进镀膜玻璃生产线40多条，自主设计、制造小型连续生产线多条。有很多科研院所和镀膜玻璃设备制造厂家，以及镀膜玻璃生产一线的技术人员，都从不同层次、不同角度、不同需求，对镀膜玻璃生产的工艺、技术、控制等等各方面不断地进行研究和探索。
磁控溅射的工艺原理在充入少量工艺气体的真空室内，当极间电压很小时，只有少量离子和电子存在，电流密度在10~15A/cm2数量级，当阴极（靶材）和阳极间电压增加时，带电离子在电场的作用下加速运动，能量增加，与电极或中性气体原子相碰撞，产生更多的带电离子，直至电流达到10~6A/cm2数量级;当电压再增加时，则会产 生负阻效应，即"雪崩"现象。此时离子轰击阴极，击出阴极原子和二次电子，二次电子与中性原子碰撞，产生更多离子，此离子再轰击阴极，又产生二次电子，周而复始。当电流密度达到 0.01A/cm2 数量级左右时，电 流将随电压的增加而增加，形成高密度等离子体的异 常辉光放电，高能量的离子轰击阴极（靶材）产生溅射 现象。溅射出来的高能量靶材粒子沉积到阳极（玻璃毛坯）上，从而达到镀膜的目的。
在磁场的作用下，电子在向阳极运动的过程中，作螺旋运动，束缚和延长了电子的运动轨迹，从而提高了电子对工艺气体的电离几率，有效地利用了电子 的能量，因而在形成高密度等离子体的异常辉光放电中，正离子对靶材轰击所引起的靶材溅射更加有效。同时受正交电磁场的束缚，电子只有在其能量消耗殆 尽时才能落玻璃毛坯上，从而使磁控溅射具有高速、低温的优点。
目前建筑物和一般场所使用的玻璃以及汽车车身上使用的玻璃一般都是单纯的玻璃，单纯的玻璃虽然具有透光度好，便于观察外界情况和便于驾驶员观察道路交通情况以及车内乘坐人员观察车外的情况，一方面，但玻璃外面的太阳光和其它光线往往会影响玻璃内面人员和汽车驾驶员的眼睛和视觉；另一方面，玻璃外面的阳光会透过玻璃晒热玻璃内面和汽车内部，使玻璃内面和汽车内部温度增高，更为严重的是当发生意外而导致玻璃破碎时，破碎的玻璃飞散会伤害周边人员，因此，玻璃后面和汽车内往往安装布帘，以遮挡阳光和隔热，目前则采用粘贴塑料薄膜的方法，但是在隔热性能上本领域技术人员未能给予足够的重视。 因此，如何提高隔热效率，又能保证很高的可见光的透过率，以达到既节能又高透明是本领域技术人员努力的方向。同时，在柔性基材（塑料薄膜）磁控溅射生产高透明高隔热的防爆膜也是本领域技术人员努力的方向
发明内容
本发明目的是提供一种高透光节能防爆膜的制备工艺及所得防爆膜，该防爆膜既有利于将反射和阻隔太阳光线中的红外线，隔热效果显著，又能更好的保护磁控溅射金属层，防止金属氧化，提高和保证了产品的性能和使用寿命，从而可适用于要求更高的场所。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种高透光节能防爆膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、制备一聚酯薄膜，厚度为15~70μm，所述聚酯薄膜为热稳定性聚酯薄膜；
步骤二、在步骤一的热稳定性聚酯薄膜上磁控溅射沉积作为防氧化保护的第一金属铟层，工艺条件为：采用纯度为99.99%的铟（In）的靶材，溅射气体为99.999%的高纯氩气，腔体内部的真空度为6.1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75 mm，氩气的流量为22sccm，铟（In）的溅射功率是40 W，溅射速率分别4.0nm/min，第一金属铟层厚度为2 nm到15nm；
步骤三、在第一金属铟层另一表面磁控溅射沉积一隔热层，此隔热层金属银层或金属铝层；工艺条件为：纯度为99.99%银的靶材，溅射气体为99.999%高纯氩气，腔体内部的真空度为6.1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75mm，氩气的流量为22sccm，银靶材溅射功率是40W，溅射速率为6.4 nm/min，所述隔热层厚度为10~50nm；
步骤四、然后在步骤三的隔热层另一表面磁控溅射沉积第二金属铟层，工艺条件为：铟靶材纯度为99.99%，溅射气体为99.999%的高纯氩气，腔体内部的真空度为6. 1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75mm，氩气的流量为22sccm，铟的溅射功率都是40 W，溅射速率分别4.0nm/min，所述第二金属铟层厚度为5~20nm。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1、上述方案中，所述步骤一的热稳定性聚酯薄膜在150~160℃下进行预热收缩处理。
2、上述方案中，所述步骤一和步骤二之间在所述热稳定性聚酯薄膜上预涂丙烯酸乳液层，此其厚度为0.5~5.0μm。
3、上述方案中，在所述步骤四中第二金属铟层溅射前，先对铟靶材进行5min的预溅射，以除去靶表面残留的氧化物和污染物。
4、上述方案中，所述隔热层为金属铝层，此金属铝层厚度为20~50nm。
为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种上述高透光节能防爆膜的制备工艺所得的防爆膜，包括一热稳定性聚酯薄膜层，此热稳定性聚酯薄膜层一表面磁控溅射有第一金属铟层，此第一金属铟层另一表面磁控溅射有作为隔热层的金属银层或金属铝层，此金属银层或金属铝层另一表面磁控溅射有第二金属铟层；所述第一金属铟层厚度为2~15nm，所述金属银层或金属铝层厚度为10~50nm，所述第二金属铟层5~20nm。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1、上述方案中，所述热稳定性聚酯薄膜层磁控溅射前在150~160℃下进行预热收缩处理。
2、上述方案中，所述热稳定性聚酯薄膜层和第一金属铟层之间涂覆有丙烯酸乳液层。
3、上述方案中，所述热稳定性聚酯薄膜层厚度为15~70μm。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本发明高透光节能防爆膜，其基材层一表面磁控溅射有第一金属铟层，此金属铟层另一表面磁控溅射有作为隔热层的金属银层或金属铝层，此金属银层或金属铝层另一表面磁控溅射有第二金属铟层，所述第一金属铟层厚度为2~15nm，所述金属银层或金属铝层厚度为8~55nm，所述第二金属铟层5~20nm，既有利于将磁控溅射金属层可以反射和阻隔太阳光线中的红外线，隔热效果显著，又能更好的保护磁控溅射金属层，防止金属氧化，提高和保证了产品的性能和使用寿命，从而可适用于要求更高的场所。
2、本发明高透光节能防爆膜，其塑料基膜在150~160℃下进行预热收缩处理，提高了塑料基膜的分子取向，同时，提高塑料基膜结晶度和完善晶格结构，从而提高了塑料基膜热稳定性，具体数据，普通塑料基膜的热收缩一般是1~3％，避免了塑料基膜在磁控溅射时热收缩和变形，大大提高了产品的。
3、本发明高透光节能防爆膜，其塑料基膜和第一金属铟层之间涂覆有丙烯酸乳液层，塑料基膜与磁控溅射的金属层具有更好的附着力，且产品具有更高的可见光透过率，具体数据如下：普通塑料基膜的可见光透过率88~90％，但本发明，可达到92~95％；尤其是，在基材层磁控溅射前在150~160℃下进行预热收缩处理后再在第一金属铟层之间涂覆有丙烯酸乳液层，提高透光率的同时，也提高了PET薄膜与磁控溅射的金属铟层的附着力。
4、本发明优选了金属铟层和隔热层厚度，既实现了防腐蚀效果，又保证了隔热效果和可见光的透过率。
附图说明
附图1为本发明高透光节能防爆膜结构示意图一；
附图2为本发明高透光节能防爆膜结构示意图二。
以上附图中：1、基材层；2、第一金属铟层；31、金属银层；32、金属铝层；4、第二金属铟层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种高透光节能防爆膜的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、制备一聚酯薄膜，厚度为15~70μm，所述聚酯薄膜为热稳定性聚酯薄膜；
步骤二、在步骤一的热稳定性聚酯薄膜上磁控溅射沉积作为防氧化保护的第一金属铟层，工艺条件为：采用纯度为99.99%的铟（In）的靶材，溅射气体为99.999%的高纯氩气，腔体内部的真空度为6.1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75 mm，氩气的流量为22sccm，铟（In）的溅射功率是40 W，溅射速率分别4.0nm/min，第一金属铟层厚度为2 nm到15nm；
步骤三、在第一金属铟层另一表面磁控溅射沉积一隔热层，此隔热层金属银层或金属铝层；工艺条件为：纯度为99.99%银的靶材，溅射气体为99.999%高纯氩气，腔体内部的真空度为6. 1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75 mm，氩气的流量为22sccm，银靶材溅射功率是40W，溅射速率为 6.4 nm/min，所述隔热层厚度为10~50nm；
步骤四、然后在步骤三的隔热层另一表面磁控溅射沉积第二金属铟层，工艺条件为：铟靶材纯度为99.99%，溅射气体为99.999%的高纯氩气，腔体内部的真空度为6. 1×10-4Pa，工作压力设为0.7Pa，靶材距离固定在75mm，氩气的流量为22sccm，铟的溅射功率都是40 W，溅射速率分别4.0nm/min，所述第二金属铟层厚度为5~20nm。
上述步骤一的热稳定性聚酯薄膜在150~160℃下进行预热收缩处理。
上述步骤一和步骤二之间在所述热稳定性聚酯薄膜上预涂丙烯酸乳液层，此其厚度为0.5~5.0μm。
在所述步骤四中第二金属铟层溅射前，先对铟靶材进行5min的预溅射，以除去靶表面残留的氧化物和污染物。
上述隔热层为金属铝层，此金属铝层厚度为20~50nm。
一种上述高透光节能防爆膜的制备工艺所得的防爆膜，包括一热稳定性聚酯薄膜层1，此热稳定性聚酯薄膜层1一表面磁控溅射有第一金属铟层2，此第一金属铟层2另一表面磁控溅射有作为隔热层的金属银层31或金属铝层32，此金属银层31或金属铝层32另一表面磁控溅射有第二金属铟层4；所述第一金属铟层厚度为2~15nm，所述金属银层或金属铝层厚度为10~50nm，所述第二金属铟层5~20nm。
上述热稳定性聚酯薄膜层磁控溅射前在150~160℃下进行预热收缩处理。
上述热稳定性聚酯薄膜层和第一金属铟层之间涂覆有丙烯酸乳液层。
上述热稳定性聚酯薄膜层厚度为15~70μm。
在实施例1~5中的磁控溅射多种结构组成，制作方法和产品性能如下表1所示：
                            表1
  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
基材层（μm） 25 40 15 60 50
丙烯酸乳液层（μm） 0.5 2 3 5 4
第一金属铟层（nm） 2 5 8 12 15
隔热层（nm） 10 20 30 40 50
第二金属铟层（nm） 5 8 12 16 20
表面电阻 / / 2760 1531 642
可见光透过 86 65 35 20 5
总隔热（%） 25 45 75 90 105
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高透光节能防爆膜的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、制备一聚酯薄膜，厚度为15~70μm，所述聚酯薄膜为热稳定性聚酯薄膜；
步骤二、在步骤一的热稳定性聚酯薄膜上磁控溅射沉积作为防氧化保护的第一金属铟层，工艺条件为：采用纯度为99.99%的铟（In）的靶材，溅射气体为99.999%的高纯氩气，腔体内部的真空度为6.1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75 mm，氩气的流量为22sccm，铟（In）的溅射功率是40 W，溅射速率为4.0nm/min，第一金属铟层厚度为2nm~15nm；
步骤三、在第一金属铟层另一表面磁控溅射沉积一隔热层，此隔热层为金属银层；工艺条件为：纯度为99.99%银的靶材，溅射气体为99.999%高纯氩气，腔体内部的真空度为6.1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75mm，氩气的流量为22sccm，银靶材溅射功率是40W，溅射速率为 6.4 nm/min，所述隔热层厚度为10~50nm；
步骤四、然后在步骤三的隔热层另一表面磁控溅射沉积第二金属铟层，工艺条件为：铟靶材纯度为99.99%，溅射气体为99.999%的高纯氩气，腔体内部的真空度为6. 1×10-4Pa，工作压力设为0.7 Pa，靶材距离固定在75mm，氩气的流量为22sccm，铟的溅射功率是40 W，溅射速率为4.0nm/min，所述第二金属铟层厚度为5~20nm。
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：所述步骤一的热稳定性聚酯薄膜在150~160℃下进行预热收缩处理。
3.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于：其特征在于：所述步骤一和步骤二之间在所述热稳定性聚酯薄膜上预涂丙烯酸乳液层，此其厚度为0.5~5.0μm。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于：在所述步骤四中第二金属铟层溅射前，先对铟靶材进行5min的预溅射，以除去靶表面残留的氧化物和污染物。
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