CN103864315B - 一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃及其制备方法，银钛复合功能层低辐射节能玻璃主要包含玻璃基片、阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛基复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层。银钛复合功能层采用金属银层和金属钛层共同实现低辐射率、高可见光透光率、高红外反射率，银层主要实现低电阻，提高红外反射率，金属钛层可进一步降低面电阻的同时保护银层不被污染；相对传统银基低辐射节能玻璃，本发明具有耐候性强、颜色可调、辐射率低等优点，工艺流程简单。

Description

一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种镀膜节能玻璃及其制备方法，特别是一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃及其制备方法。

背景技术

低辐射节能玻璃在建筑、汽车等的节能方面具有重要地位，已经成为节能减排发展的重要发展方向。低辐射节能玻璃是近些年来开发的一种滤光材料，它通过在线或离线镀膜方法在浮法平板玻璃表面均匀地镀上一种膜系，有效提高玻璃表面的红外反射率，降低紫外线等的透过率，同时可见光可有效通过，不影响室内采光。通过以上对光的可控选择过滤，可将红外和紫外有效反射，起到节能和保护效果，当低辐射节能玻璃被加工成中空或真空玻璃后，也可减低噪声。根据实际应用的不同需求，通过在线或离线镀膜生产技术在浮法玻璃表面依次沉积单层或多层功能膜层，实现光谱的选择性透过和反射，大大降低取暖等费用，同时降低二氧化硫、一氧化碳等有毒气的排放，对节能减排具有非常积极的效果。当前，传统的低辐射节能玻璃大多采用金属银作为低辐射率层的膜层材料，其他膜层主要起保护、隔离银膜层的作用，但金属银在自然环境特别是湿度较高的情况下，极易氧化而失去低辐射节能效果，因此该类节能玻璃在使用时耐候性、耐腐蚀性较差，玻璃产品的使用寿命易受其影响而减小，实际使用中的节能效果也将逐渐降低。同时，由于银极易被氧化，不适于异地加工，而且运输时需要特别注意，导致成本提高。

发明内容

本发明的技术问题在于传统的低辐射节能玻璃主要采用银作为功能层，银具有最低辐射率，但其极易氧化而失效，导致传统的低辐射节能玻璃耐候性、耐腐蚀性较差。本发明基于以上考虑，将耐腐蚀性优秀的金属钛与金属银结合，通过银钛复合功能层，解决上述技术问题，同时，在银钛复合功能层低辐射节能玻璃中加入氧化铟锡膜层，可根据实际需求进行大范围调整氧化铟锡膜层厚度，由于氧化铟锡膜层具有透明导电功能，可有效对红外进行反射，截止部分紫外线，进一步提升节能效果。且氧化铟锡薄膜抗化学性能稳定，可起到保护功能膜层的作用。

本发明的具体技术方案如下：

一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃，包括玻璃基片、阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层，在玻璃基片上由内向外方向依次为阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层，阻挡层用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子等进入功能层影响节能效果，保护层用于提高薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能，用于对整个膜系的保护。

所述第一氧化铟锡膜层厚度为30~85nm，所述第二氧化铟锡层厚度为30~85nm。

银钛复合功能层是指由材料金属银组成的膜层和以材料金属钛组成的膜层以及其他如氧化钛、氮化钛、氮氧化钛及镁、锌、铝等金属的氧化物、氮化物、氮氧化物等介质层共同形成的功能层，所述银钛复合功能层优选的包括第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层，所述银钛复合功能层膜层顺序由内向外方向依次为第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层。

所述银钛复合功能层中第一氧化钛膜层厚度为10~20nm，第一金属钛膜厚度为5~10nm，第一金属银膜层为4~8nm，第二金属钛膜层厚度为5~10nm，第二氧化钛膜层厚度为10~20nm。

所述阻挡层的材料为氧化硅或者氮化硅，所述阻挡层膜层厚度为25～35nm。

所述保护层的材料为氧化硅或者氮化硅，所述保护层膜层厚度为25～45nm。

上述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃的制备方法，在温度在16～26℃、湿度50%以下、溅射气压维持在0.1Pa～0.5Pa范围、洁净度达到十万量级的镀膜环境下，利用磁控溅射设备，在玻璃基片上依次溅射形成阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层，其中阻挡层用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子等进入功能层影响节能效果，所述阻挡层的材料为氧化硅或者氮化硅；保护层用于提高薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能，用于对整个膜系的保护，所述保护层的材料为氧化硅或者氮化硅。

所述第一氧化铟锡膜层厚度为30~85nm，所述第二氧化铟锡层厚度为30~85nm。

所述银钛复合功能层包括第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层，所述银钛复合功能层膜层溅射顺序依次为第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层。

所述银钛复合功能层中第一氧化钛膜层厚度为10~20nm，第一金属钛膜厚度为5~10nm，第一金属银膜层为4~8nm，第二金属钛膜层厚度为5~10nm，第二氧化钛膜层厚度为10~20nm。

所述阻挡层膜层厚度为25～35nm。

所述保护层膜层厚度为25～45nm。

其中，由内向外方向是指远离玻璃基片方向，玻璃基片为最内层；氧化铟锡膜层的材料为氧化铟锡；氧化钛膜层的材料为氧化钛；金属钛膜层的材料为金属钛；金属银膜层的材料为金属银；

本发明具有以下技术效果：

（1）本发明与传统的低辐射节能玻璃相比，具有更好的耐候性、耐腐蚀性且膜层结合力强，可见光透过率高，膜层色彩中性柔和，机械性能好，膜层致密均匀。

（2）氧化铟锡膜层具有透明导电功能，可有效对红外进行反射，截止部分紫外线，进一步提升节能效果，且氧化铟锡薄膜抗化学性能稳定，可起到保护功能膜层的作用。

（3）由于银钛功能层包含了两层金属钛膜层，提高了膜系的耐候性、耐腐蚀性，结合金属银膜层，共同降低了热辐射；同时，通过调整三个金属膜层的厚度，可实现低辐射率、可见光高透过率、红外紫外高反射率的调整，实现光电性能的调整控制。

（4）与传统低辐射节能玻璃相比降低了金属银的使用，从而降低了生产成本。

（5）本发明由于耐候性和耐腐蚀性优秀，适于异地加工和运输。

附图说明

图1是银钛复合功能层低辐射节能玻璃的示意图；图中，1为玻璃基片，2为阻挡层，3为第一氧化铟锡膜层，41为第一氧化钛膜层，42为第一金属钛膜层，43为金属银膜层，44为第二金属钛膜层，45为第二氧化钛膜层，5为第二氧化铟锡膜层，6为保护层。

具体实施方式：

实施例1

参照图1所述，一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃，在镀膜玻璃基片依次叠联的连续沉积阻挡层，第一氧化铟锡膜层，银钛复合功能层，第二氧化铟锡膜层，保护层。阻挡层用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子等进入功能层影响节能效果，阻挡层材料可以是氧化硅或者氮化硅，氧化硅或氮化硅无毒无污染，并且耐腐蚀和耐磨，该层厚度为25～35nm；第一氧化铟锡膜层和第二氧化铟锡膜层可有效对红外进行反射，截止部分紫外线，进一步提升节能效果，且氧化铟锡薄膜抗化学性能稳定，可起到保护功能膜层的作用，第一氧化铟锡膜层厚度为30~85nm，第二氧化铟锡膜层厚度为30~85nm；银钛复合功能层包括第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层，依次叠联的连续沉积第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层；第一氧化钛膜层厚度为10~20nm，第一金属钛膜厚度为5~10nm，第一金属银膜层为4~8nm，第二金属钛膜层厚度为5~10nm，第二氧化钛膜层厚度为10~20nm；保护层为提高薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能，用于对整个膜系的保护，保护层可以是氧化硅膜层或者氮化硅膜层，保护层膜层厚度为25～45nm。

本发明采用连续式自动化磁控溅射生产，将所需膜层依次沉积在玻璃基片上，由于对功能层的多重保护，膜层具有耐候性和耐腐蚀性能优秀、辐射率低、表面电阻小、膜层致密、均匀性好、结合力强，耐磨的优点，且除阻挡层和保护层外，其余膜层均有光谱选择特性，可通过综合调整厚度，有效控制可见光、红外、紫外的透过率和反射率。

本发明可实现可见光区域透过率在50%~78%范围内的调整，紫外线和红外线反射率在55~81%范围内的调整，辐射率低，采用中空玻璃方式后，绝热性能好，可广泛用于幕墙和遮阳玻璃。

实施例2

本发明一种多功能层低辐射节能玻璃制备方法，采用人工或自动化镀膜，将玻璃基片镀膜面正对靶材方向装入基片架并送入磁控溅射设备。玻璃基片送入磁控溅射进片室后，开启机械泵抽真空，根据生产节拍需求，当真空度达到1Pa左右数量级时，启动传动系统，打开进片室和缓冲室之间的隔离阀，基片架进入缓冲室，打开抽真空至0.1Pa左右，打开隔离阀，进入工艺腔体室，开启真空泵抽真空至1.0～4Pa时，充入工作气体氩气、工艺气体氧气或氮气（依镀氧化硅和氮化硅而不同，为前后工艺方便，相关化合物尽量统一采用氧化物或氮化物），当真空度在0.1Pa～0.5Pa范围时，开启镀膜中频电源或直流电源，采用恒电流或恒功率方式，起辉后传动基片架，依次通过阻挡层镀膜腔体室溅射氧化硅（或氮化硅）膜层；打开后续隔离阀，进入氧化铟锡镀膜腔体室，采用类似办法溅射第一氧化铟锡膜层，当第一氧化铟锡膜层溅射完成后，打开隔离阀进入银钛复合功能层溅射过程，采用类似办法溅射氧化钛膜层，溅射金属钛膜层和金属银膜层时，仅通入氩气即可，依次完成第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层的溅射，之后采用相同办法，完成第二氧化钛膜层、第二氧化铟锡膜层、保护层（氧化硅或氮化硅膜层）的溅射。镀膜过程中，由于选择膜系、厚度、颜色等的不同，通入的工艺气体流量会有所变化，但需保证溅射气压维持在0.1Pa～0.5Pa范围；整个镀膜过程采用常温镀膜技术，基片架无需特别加热，提高了生产效率和膜层均匀性；镀膜环境要求在洁净度达到十万量级以减少粉尘污染，湿度50%以下，温度在16～26℃之间，提高薄膜质量。

Claims (8)

1.一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃，其特征在于，包括玻璃基片、阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层，在玻璃基片上由内向外方向依次为阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层，阻挡层用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子进入功能层影响节能效果，保护层用于提高薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能，用于对整个膜系的保护；所述银钛复合功能层包括第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层，所述银钛复合功能层膜层顺序由内向外方向依次为第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层；所述银钛复合功能层中第一氧化钛膜层厚度为10~20nm，第一金属钛膜厚度为5~10nm，第一金属银膜层为4~8nm，第二金属钛膜层厚度为5~10nm，第二氧化钛膜层厚度为10~20nm。

2.根据权利要求1所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃，其特征在于，所述第一氧化铟锡膜层厚度为30~85nm，所述第二氧化铟锡层厚度为30~85nm。

3.根据权利要求1所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃，其特征在于，所述阻挡层的材料为氧化硅或者氮化硅，所述阻挡层膜层厚度为25～35nm。

4.根据权利要求1所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃，其特征在于，所述保护层的材料为氧化硅或者氮化硅，所述保护层膜层厚度为25～45nm。

5.权利要求1所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃的制备方法，其特征在于，在温度在16～26℃、湿度50%以下、溅射气压维持在0.1Pa～0.5Pa范围、洁净度达到十万量级的镀膜环境下，利用磁控溅射设备，在玻璃基片上依次溅射形成阻挡层、第一氧化铟锡膜层、银钛复合功能层、第二氧化铟锡膜层、保护层，其中阻挡层用于阻止玻璃基片中的钠离子、钙离子进入功能层影响节能效果，所述阻挡层的材料为氧化硅或者氮化硅；保护层用于提高薄膜的耐腐蚀、耐磨机械性能，用于对整个膜系的保护，所述保护层的材料为氧化硅或者氮化硅；所述银钛复合功能层包括第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层，所述银钛复合功能层膜层溅射顺序依次为第一氧化钛膜层、第一金属钛膜层、金属银膜层、第二金属钛膜层、第二氧化钛膜层；所述银钛复合功能层中第一氧化钛膜层厚度为10~20nm，第一金属钛膜厚度为5~10nm，第一金属银膜层为4~8nm，第二金属钛膜层厚度为5~10nm，第二氧化钛膜层厚度为10~20nm。

6.根据权利要求5所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃制备方法，其特征在于，所述第一氧化铟锡膜层厚度为30~85nm，所述第二氧化铟锡层厚度为30~85nm。

7.根据权利要求5所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃制备方法，其特征在于，所述阻挡层膜层厚度为25～35nm。

8.根据权利要求5所述的一种银钛复合功能层低辐射节能玻璃制备方法，其特征在于，所述保护层膜层厚度为25～45nm。