CN106854043B - 用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜及制备方法，本发明的一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，所述用于船只舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜包括舰桥玻璃基底(0)，所述舰桥玻璃基底(0)包括A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的功能膜系，A面为电加热节能膜系，B面为疏水膜系，所述电加热节能膜系由舰桥玻璃基底(0)由内向外依次为电加热节能功能层和耐腐蚀疏水膜层。本发明具备优秀的电加热防雾性能、节能性能、耐腐蚀性能和疏水性能，膜系附着力强，致密均匀、颜色柔和。
Description
技术领域
本发明涉及舰桥玻璃薄膜制造技术领域，具体涉及一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜及制备方法。
背景技术
民用船只长期在海面和水面航行工作，具有湿度、盐分含量高的特点，由于高纬度和低纬度的温度变化较大，往往会带来结雾现象，严重影响航行安全，同时，海面上红外线、紫外线对舱内工作人员、电子元器件带来伤害。有效提高控制可见光、红外线、紫外线的能力，对船只人员和部件的工作品质有较大帮助，从而节省船只能量损耗，提高生活舒适度。最后，湿度和盐分高对膜系有较高的耐腐蚀要求，必须保证足够的寿命。因此，在玻璃内外表面涂覆一层或多层透明导电膜，满足足够的采光需求，实现防雾、节能、耐腐蚀等综合性要求成为亟需解决的问题。
目前，缺乏一种防雾节能好的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜及制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种防雾节能好的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜及制备方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，所述用于船只舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜包括舰桥玻璃基底，所述舰桥玻璃基底包括A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的功能膜系，A面为电加热节能膜系，B面为疏水膜系，所述电加热节能膜系由舰桥玻璃基底由内向外依次为电加热节能功能层和耐腐蚀疏水膜层；所述的疏水膜系由舰桥玻璃基底由内向外依次为第二氧化硅层、第二氧化铟锡层和外聚四氟乙烯层。
进一步地，所述A面向船只舰桥玻璃内为内侧，所述B面向船只舰桥玻璃外为外侧，所述电加热节能功能层由内向外依次为第一氧化硅层、第一氧化铟锡层、第一金属钛层和氮化钛层，所述第一氧化硅层膜层的厚度为10～20nm，所述第一氧化铟锡层膜层的厚度为50～100nm，所述第一金属钛层膜层的厚度为6～8nm，所述氮化钛层膜层的厚度为30～50nm。
进一步地，所述耐腐蚀疏水层由内向外依次为氮化硅层、第二氧化硅层和内聚四氟乙烯层，所述氮化硅层膜层的厚度为30～60nm，所述第二氧化硅层膜层的厚度为10～30nm，所述内聚四氟乙烯层的膜层的厚度为35～55nm。
更进一步地，所述第二氧化硅层的膜层的厚度为10～20nm，所述第二氧化铟锡层膜层的厚度为25～65nm，所述外聚四氟乙烯层膜层的厚度为35～55nm。
本发明所述的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于65％的洁净室内，设备冷却水温度在18～28℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<3.0×10-3Pa、进入室和隔离室真空度<0.9Pa；
(2)舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室、隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.3～0.9Pa之间；
(3)待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在8～24cm，连续开启电源，依次在基底的A面上镀制电加热节能层和耐腐蚀疏水层；A面镀膜结束后，清洗基底B面；
(4)对B面疏水膜系进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为0.6～2.5m/min，制得用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜。
进一步地，在步骤(3)中，所述电源为中频电源、直流电源和射频电源。
进一步地，在步骤(2)和(3)中，镀制A面时工艺气体为氧气或氮气，镀制B面时工艺气体为氧气。
更进一步地，在步骤(3)中，电源采用恒功率的范围为5～35kw或恒电流的范围为5～30A，镀制金属膜层时，恒功率范围为0.2～1.2kw，镀制内聚四氟乙烯膜层和外聚四氟乙烯膜层均采用射频电源。
有益效果：本发明具备优秀的电加热防雾性能、节能性能、耐腐蚀性能和疏水性能，膜系附着力强，致密均匀、颜色柔和,可改善玻璃的清洁性能。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明A面内层通过氧化铟锡、金属钛、氮化钛等材料的使用，实现低电阻加热功能，可有效对玻璃进行加热，具有优秀的除雾性能，同时，采用金属钛和氧化铟锡层结合，控制红外线进入，实现节能效果，红外线反射率在73％以上，可见光透过率可达83％以上。
(2)本发明A面外层采用氮化钛、氮化硅、氧化硅、聚四氟乙烯，使膜层具有优秀的耐腐蚀能力，用于对内层电加热节能膜层的保护，同时，可在外层有一定疏水性能，对防雾功能起到一定的辅助作用，保证雨天、雾天的航行安全。
(3)本发明B面结合氧化硅、氧化铟锡、聚四氟乙烯实现了外部的疏水功能，可有效提高雾天、雨天的航行视野，进一步改善航行安全，并改善清洁性。玻璃两侧水接触角可达110度以上。
(4)结合正常航行状态，最外层涂覆疏水层，不但有利于解决膜层防雾功能，同时也可改善玻璃的清洁性能。本发明采用的聚四氟乙烯、氧化铟锡、氮化钛、氧化硅、金属钛等均属于耐摩擦耐腐蚀材料，有助于提高整个膜层的耐腐蚀能力，提高使用寿命。通过在线或离线镀膜技术在民用船只的舰桥透明玻璃两侧根据以上设计需求依次沉积多层透明膜层，综合实现红外线和紫外线的截止、可见光的高透过性能、低电阻特性，采用疏水膜层实现易清洁性能，结合电加热防雾功能，共同完成膜层的多功能性。
(5)在保证足够透光率的基础上，采用玻璃两面镀膜结合的方法，有效结合了金属氮化物、氧化物，结合聚四氟乙烯等材料之间匹配关系，综合实现了民用舰桥电加热防雾、耐腐蚀、节能、双面疏水等功能，薄膜具有附着力强、颜色柔和、节能性能好等优点，其工艺流程综合可控，技术参数的可自主调整。
附图说明
图1为本发明的民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜的示意图；
其中，0舰桥玻璃基底、对A面，1-11第一氧化硅层、1-12第一氧化铟锡层、1-13第一金属钛层、1-14氮化钛层、1-21氮化硅层、1-22第二氧化硅层、1-23内聚四氟乙烯层、对B面，2-11第三氧化硅层、2-12第二氧化铟锡层、2-13外聚四氟乙烯层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明的一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，所述用于船只舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜包括舰桥玻璃基底0，所述舰桥玻璃基底0包括A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的功能膜系，A面为电加热节能膜系，B面为疏水膜系，所述电加热节能膜系由舰桥玻璃基底0由内向外依次为电加热节能功能层和耐腐蚀疏水膜层；所述的疏水膜系由舰桥玻璃基底0由内向外依次为第二氧化硅层2-11、第二氧化铟锡层2-12和外聚四氟乙烯层2-13。
所述A面向船只舰桥玻璃内为内侧，所述B面向船只舰桥玻璃外为外侧，所述电加热节能功能层由内向外依次为第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属钛层1-13和氮化钛层1-14，所述第一氧化硅层1-11膜层的厚度为10nm，所述第一氧化铟锡层1-12膜层的厚度为100nm，所述第一金属钛层1-13膜层的厚度为6nm，所述氮化钛层1-14膜层的厚度为40nm。
所述耐腐蚀疏水层由内向外依次为氮化硅层1-21、第二氧化硅层1-22和内聚四氟乙烯层1-23，所述氮化硅层1-21膜层的厚度为30nm，所述第二氧化硅层1-22膜层的厚度为30nm，所述内聚四氟乙烯层1-23的膜层的厚度为35nm。
所述的疏水膜系由内向外依次为第二氧化硅层2-11、第二氧化铟锡层2-12和外聚四氟乙烯层2-13，所述第二氧化硅层2-11的膜层的厚度为15nm，所述第二氧化铟锡层2-12膜层的厚度为25nm，所述外聚四氟乙烯层2-13膜层的厚度为45nm。
本发明所述的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于65％的洁净室内，设备冷却水温度在18℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<3.0×10- 3Pa、进入室和隔离室真空度<0.9Pa；
(2)舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室、隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.9Pa；镀制A面时工艺气体为氧气，镀制B面时工艺气体为氧气。
(3)待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在16cm，连续开启电源，依次在基底的A面上镀制电加热节能层和耐腐蚀疏水层；A面镀膜结束后，清洗基底B面；电源采用恒功率的范围为35kw或恒电流的范围为5A，镀制金属膜层时，恒功率范围为0.8kw，镀制内聚四氟乙烯膜层和外聚四氟乙烯膜层均采用射频电源。镀制A面时工艺气体为氮气，镀制B面时工艺气体为氧气。所述电源为中频电源、直流电源和射频电源。
(4)对B面疏水膜系进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为0.6m/min，制得用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本发明的一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，所述用于船只舰桥玻璃隐身的耐腐蚀防雾薄膜包括舰桥玻璃基底0，所述A面向船只舰桥玻璃内为内侧，所述B面向船只舰桥玻璃外为外侧，所述电加热节能功能层由内向外依次为第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属钛层1-13和氮化钛层1-14，所述第一氧化硅层1-11膜层的厚度为16nm，所述第一氧化铟锡层1-12膜层的厚度为50nm，所述第一金属钛层1-13膜层的厚度为7nm，所述氮化钛层1-14膜层的厚度为30nm。
所述氮化硅层1-21膜层的厚度为60nm，所述第二氧化硅层1-22膜层的厚度为10nm，所述内聚四氟乙烯层1-23的膜层的厚度为55nm。
所述第二氧化硅层2-11的膜层的厚度为10nm，所述第二氧化铟锡层2-12膜层的厚度为45nm，所述外聚四氟乙烯层2-13膜层的厚度为35nm。
本发明所述的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：
在步骤(1)中，采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于65％的洁净室内，设备冷却水温度在28℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<3.0×10-3Pa、进入室和隔离室真空度<0.9Pa；
在步骤(2)中，舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室、隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.3Pa；镀制A面时工艺气体为氮气。
在步骤(3)中，待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在24cm，连续开启电源，依次在基底的A面上镀制电加热节能层和耐腐蚀疏水层；A面镀膜结束后，清洗基底B面；电源采用恒功率的范围为5kw或恒电流的范围为20A，镀制金属膜层时，恒功率范围为0.2kw。镀制A面时工艺气体为氧气。
在步骤(4)中，对B面疏水膜系进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为1.5m/min，制得用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：本发明的一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，所述A面向船只舰桥玻璃内为内侧，所述B面向船只舰桥玻璃外为外侧，所述电加热节能功能层由内向外依次为第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属钛层1-13和氮化钛层1-14，所述第一氧化硅层1-11膜层的厚度为20nm，所述第一氧化铟锡层1-12膜层的厚度为80nm，所述第一金属钛层1-13膜层的厚度为8nm，所述氮化钛层1-14膜层的厚度为50nm。
所述氮化硅层1-21膜层的厚度为50nm，所述第二氧化硅层1-22膜层的厚度为20nm，所述内聚四氟乙烯层1-23的膜层的厚度为45nm。
所述的疏水膜系由内向外依次为第二氧化硅层2-11、第二氧化铟锡层2-12和外聚四氟乙烯层2-13，所述第二氧化硅层2-11的膜层的厚度为20nm，所述第二氧化铟锡层2-12膜层的厚度为65nm，所述外聚四氟乙烯层2-13膜层的厚度为55nm。
本发明所述的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜的制备方法，包括如下步骤：
在步骤(1)中，采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备置于洁净度十万级以内、湿度小于65％的洁净室内，设备冷却水温度在24℃；镀膜时本底真空要求：镀膜室真空度<3.0×10-3Pa、进入室和隔离室真空度<0.9Pa；
在步骤(2)中，舰桥玻璃基底经清洗机清洗后，依次通过进入室、隔离室，到达镀膜室，进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，抽真空至本底真空，之后通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.6Pa；镀制A面时工艺气体为氧气或氮气，镀制B面时工艺气体为氧气。
在步骤(3)中，待镀膜室腔体内总气压稳定后，将舰桥玻璃基底的A面正对溅射靶面，A面与靶面之间的距离保持在8cm，连续开启电源，依次在基底的A面上镀制电加热节能层和耐腐蚀疏水层；A面镀膜结束后，清洗基底B面；电源采用恒功率的范围为30kw或恒电流的范围为30A，镀制金属膜层时，恒功率范围为1.2kw。
在步骤(4)中，对B面疏水膜系进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为2.5m/min，制得用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜。
尽管本文较多地使用了舰桥玻璃基底0、第一氧化硅层1-11、第一氧化铟锡层1-12、第一金属钛层1-13、氮化钛层1-14、氮化硅层1-21、第二氧化硅层1-22、内聚四氟乙烯层1-23、第三氧化硅层2-11、第二氧化铟锡层2-12、外聚四氟乙烯层2-13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (2)
1.一种用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，其特征在于：所述的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜包括舰桥玻璃基底(0)，所述舰桥玻璃基底(0)包括A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的功能膜系，A面为电加热节能膜系，B面为疏水膜系，所述电加热节能膜系由舰桥玻璃基底(0)由内向外依次为电加热节能功能层和耐腐蚀疏水膜层；所述的疏水膜系由舰桥玻璃基底(0)由内向外依次为第三氧化硅层(2-11)、第二氧化铟锡层(2-12)和外聚四氟乙烯层(2-13)；所述A面向船只舰桥玻璃内为内侧，所述B面向船只舰桥玻璃外为外侧，所述电加热节能功能层由内向外依次为第一氧化硅层(1-11)、第一氧化铟锡层(1-12)、第一金属钛层(1-13)和氮化钛层(1-14)，所述第一氧化硅层(1-11)膜层的厚度为10～20nm，所述第一氧化铟锡层(1-12)膜层的厚度为50～100nm，所述第一金属钛层(1-13)膜层的厚度为6～8nm，所述氮化钛层(1-14)膜层的厚度为30～50nm；所述耐腐蚀疏水膜层由内向外依次为氮化硅层(1-21)、第二氧化硅层(1-22)和内聚四氟乙烯层(1-23)，所述氮化硅层(1-21)膜层的厚度为30～60nm，所述第二氧化硅层(1-22)膜层的厚度为10～30nm，所述内聚四氟乙烯层(1-23)的膜层的厚度为35～55nm。
2.根据权利要求1所述的用于民用船只舰桥玻璃的防雾耐腐蚀节能薄膜，其特征在于：所述的第三氧化硅层(2-11)的膜层的厚度为10～20nm，所述第二氧化铟锡层(2-12)膜层的厚度为25～65nm，所述外聚四氟乙烯层(2-13)膜层的厚度为35～55nm。
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