CN112062477B - 一种可透视的高反射镀膜玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可透视的高反射镀膜玻璃，包括玻璃基板，所述玻璃基板上涂覆有光学涂层，所述光学涂层包括如下质量分数的组分：纳米二氧化钛0.1‑10％、纳米二氧化硅0.1‑10％、高化合价金属盐0.01‑5％、钛酸酯0.1‑20％、溶剂60‑99％。其采用全新的光学涂层配方，只需采用单层光学涂层即可大幅提高涂层的硬度和防划伤性能，极大简化涂层的制备工艺，同时制得的镀膜玻璃在可见光范围内具有高反射性的同时保留显著透射性。

Description

一种可透视的高反射镀膜玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学玻璃制品技术领域，具体涉及一种在可见光范围内具有高反射性的同时保留显著透射性的可透视的高反射镀膜玻璃及其制备方法。

背景技术

镀膜玻璃也称反射玻璃，镀膜玻璃是在玻璃表面涂镀一层或多层金属、合金或金属化合物薄膜，以改变玻璃的光学性能，满足某种特定要求。可透视的高反射镀膜玻璃是镀膜玻璃的一种，包括高反射膜和玻璃基板，该高反射膜基于包含一种或多种金属氧化物或者金属和非金属的混合氧化物，其折射率(其值在2左右)高于玻璃(其值为1.5左右，随玻璃成分不同而有变化)。

目前，市场上对镀膜玻璃产品提出新的需求，既需要一定的透明度能够显示出底部的显示模块的内容，又要求具有一定的反射率能清晰显示出面前的人和物，若采用单独的二氧化钛纳米涂层涂覆至玻璃基板上，制备的镀膜玻璃具有较高的反射率，但是其耐磨性较差，不足以满足应用需求。专利CN 207449307 U设计了多层功能排叠，高反射膜、玻璃基板、抗划层和透视膜来实现可视高反射涂层的防划伤，专利CN 102791645 B和专利CN102159513 B采用磁控溅射金属氧化物的方法制备一层或多层功能涂层。采用在玻璃基板上进行多层涂层涂覆的办法虽然可以使得镀膜玻璃在可见光范围内具有高反射同时保留显著透射，但是多层涂层的排叠以及涂覆工序较为复杂，大幅增加成本和时间。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可透视的高反射镀膜玻璃，其采用全新的光学涂层配方，只需采用单层光学涂层即可大幅提高涂层的硬度和防划伤性能，极大简化涂层的制备工艺，同时制得的镀膜玻璃在可见光范围内具有高反射性的同时保留显著透射性。此外，本发明还提供一种可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种可透视的高反射镀膜玻璃，包括玻璃基板，所述玻璃基板上涂覆有光学涂层，所述光学涂层包括如下质量分数的组分：纳米二氧化钛0.1-10％、纳米二氧化硅0.1-10％、高化合价金属盐0.01-5％、钛酸酯0.1-20％、溶剂60-99％。

优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为1-500nm，所述纳米二氧化硅的粒径为1-100nm。

优选地，所述高化合价金属盐为氯化铁、氯化铝、硝酸铝、硝酸铁、硫酸铝、硫酸铁或硝酸锆，所述钛酸酯为钛酸异丙酯或钛酸四丁酯，所述纳米二氧化钛由钛酸酯水解制得，所述纳米二氧化硅由硅酸酯水解制得。

优选地，所述溶剂为水、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种。

优选地，所述光学涂层厚度为50-1000nm。

光学涂层配方中的纳米二氧化钛具有优异的反射特性，能够对玻璃基板表面上的可见光进行反射，将纳米二氧化硅的粒径控制在1-500nm，使其保持优异的反射特性的同时，还能提高光学涂层的强度。添加的纳米二氧化硅，由于其成分与玻璃基板的主要成分相近，其对于玻璃基板具有极佳的附着力和亲和力，使得光学涂层与玻璃基板之间的结合更加牢固，其还赋予光学涂层较高的硬度，对防划伤具有重要的意义，此外，由于纳米二氧化硅对可见光不具有反射性能，能够减少可见光在玻璃基板上的反射率，提高可见光透过率，通过调控光学涂层中纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的配比，使得玻璃基板上的光学涂层在可见光范围内具有高反射性的同时保留显著透射性。通过添加的高化合价金属盐与钛酸酯，钛酸酯可进行水解生成更加均匀且粒径较小的二氧化钛，同时纳米二氧化硅具有良好的玻璃连结性，可以将纳米二氧化钛牢固地结合在一起并连结到玻璃表面，增强光学涂层的强度。此外，高化合价金属盐的添加可提高产品的稳定性和延长其保质期。

本发明的第二方面，提供一种上述可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法，包括以下步骤：

S1、预先取出一部分溶剂，将高化合价金属盐溶解于上述溶剂中，再向其中滴加钛酸酯，搅拌混合均匀，然后向其中加入纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，继续搅拌混合，再向其中加入剩余溶剂，搅拌混合均匀，得到镀膜液；

S2、取玻璃基板，将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板上的至少一个表面；

S3、将步骤S2中涂覆镀膜液后的玻璃基板经过干燥固化，即可在玻璃基板上形成一层光学涂层，得到可透视的高反射镀膜玻璃。

优选地，所述步骤S2中，采用提拉浸涂、旋涂、辊涂或狭缝式涂布方法将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板上的至少一个表面。

优选地，所述步骤S3中干燥固化过程为室温放置24小时，或高温处理加速固化，高温处理过程中温度控制在100-750℃。。

本发明中采用液体涂布方法将镀膜液直接涂覆至玻璃基板表面上，再进行干燥固化，提高了光学涂层的硬度并增强其与玻璃基板表面的附着力，上述涂覆方式简单，适合大规模生产，制备的光学涂层厚度均匀、质量好。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明中在玻璃基板上涂覆光学涂层，光学涂层中的纳米二氧化钛和纳米二氧化硅形成连续分布的纳米结构，纳米二氧化钛具有优异的反射特性，能够对玻璃基板表面上的可见光进行反射，再通过与二氧化硅复合，可增强光学涂层的强度，并使得最终得到的镀膜玻璃的可见光透射率在35％以上，纳米二氧化硅能够减少可见光在玻璃基板上的反射率，提高可见光透过率，通过调控光学涂层中纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的配比，使得玻璃基板上的光学涂层在可见光范围内具有高反射性的同时保留显著透射性；同时纳米二氧化硅具有良好的玻璃连结性，可以将纳米二氧化钛牢固地结合在一起并连结到玻璃表面，增强光学涂层的强度；此外，高化合价金属盐的添加可提高镀膜玻璃的耐候性和防霉性。而且本发明中只需采用单层光学涂层即可大幅提高涂层的硬度和防划伤性能，极大简化涂层的制备工艺。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明中可透视的高反射镀膜玻璃的结构示意图；

图2为本发明中实施例1至实施例4中提供的可透视的高反射镀膜玻璃的反射率曲线图；

其中，具体附图标记为：玻璃基板1，光学涂层2。

具体实施方式

实施例1

一种可透视的高反射镀膜玻璃，如图1所示，包括玻璃基板1，玻璃基板1上涂覆有光学涂层2，光学涂层2包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、高化合价金属盐、钛酸酯和溶剂。

上述可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法如下：

S1、称取0.01g的氯化铝和0.03g氯化铁，将其与40g水在常温下进行混合，再向其中滴加0.1g的钛酸异丙酯，搅拌5min，再向其中加入10g纳米二氧化钛和10g纳米二氧化硅，继续搅拌混合30min，随后向其中加入丁醇，直至总质量为100g，搅拌混合均匀，得到镀膜液；

S2、取玻璃基板1，采用提拉浸涂法将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板1上的一个表面上；

S3、将步骤S2中涂覆镀膜液后的玻璃基板1在室温下进行干燥，然后在100-750℃温度下进行高温处理，即可在玻璃基板1上形成一层光学涂层2，光学涂层2的厚度为50nm，即得到可透视的高反射镀膜玻璃。

实施例2

一种可透视的高反射镀膜玻璃，如图1所示，包括玻璃基板1，玻璃基板1上涂覆有光学涂层2，光学涂层2包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、高化合价金属盐、钛酸酯和溶剂。

上述可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法如下：

S1、称取0.05g的硝酸铝和0.5g硝酸铁，将其与20g的水在常温下进行混合，再向其中滴加10g的钛酸异丙酯，搅拌10min，再向其中加入1g纳米二氧化钛和0.8g纳米二氧化硅，继续搅拌混合30min，随后向其中丙醇，直至总质量为100g，搅拌混合均匀，得到镀膜液；

S2、取玻璃基板1，采用提拉浸涂法将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板1上的一个表面上；

S3、将步骤S2中涂覆镀膜液后的玻璃基板1在室温下进行干燥，然后在100-750℃温度下进行高温处理，即可在玻璃基板1上形成一层光学涂层2，光学涂层2的厚度为300nm，即得到可透视的高反射镀膜玻璃。

实施例3

一种可透视的高反射镀膜玻璃，如图1所示，包括玻璃基板1，玻璃基板1上涂覆有光学涂层2，光学涂层2包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、高化合价金属盐、钛酸酯和溶剂。

上述可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法如下：

S1、称取2.5g的硫酸铝和0.01g硫酸铁，将其与40g的水在常温下进行混合，再向其中滴加20g的钛酸异丙酯，搅拌20min，再向其中加入0.5g纳米二氧化钛和0.15g纳米二氧化硅，继续搅拌混合30min，随后向其中加入质量比为1:1的丙醇和水的混合溶液，直至总质量为100g，搅拌混合均匀，得到镀膜液；

S2、取玻璃基板1，采用辊涂法将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板1上的一个表面上；

S3、将步骤S2中涂覆镀膜液后的玻璃基板1在室温下进行干燥，然后在100-750℃温度下进行高温处理，即可在玻璃基板1上形成一层光学涂层2，光学涂层2的厚度为500nm，即得到可透视的高反射镀膜玻璃。

实施例4

一种可透视的高反射镀膜玻璃，如图1所示，包括玻璃基板1，玻璃基板1上涂覆有光学涂层2，光学涂层2包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、高化合价金属盐、钛酸酯和溶剂。

上述可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法如下：

S1、称取1.5g的硝酸锆，将其与40g的水在常温下进行混合，再向其中滴加20g的钛酸异丙酯，搅拌20min，再向其中加入0.1g纳米二氧化钛0.1g纳米二氧化硅，继续搅拌混合30min，随后向其中丙醇，直至总质量为100g，搅拌混合均匀，得到镀膜液；

S2、取玻璃基板1，采用旋涂法将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板1上的一个表面上；

S3、将步骤S2中涂覆镀膜液后的玻璃基板1在室温下进行干燥，然后在100-750℃温度下进行高温烧结，即可在玻璃基板1上形成一层光学涂层2，光学涂层2的厚度为1000m，即得到可透视的高反射镀膜玻璃。

将实施例1至实施例4中制得的可透视的高反射镀膜玻璃采用Cary-5E分光光谱仪进行反射率测试，具体测试过程参照《JJG 1335-1990国家计量基准操作技术规范》和《NIM-ZY-GX-CP-214光谱反射比校准方法》进行，测试结果如图2所示，可知本发明中制得的可透视的高反射镀膜玻璃在450-700nm波段的反射率均大于35％。

本发明中在玻璃基板1上涂覆光学涂层2，光学涂层2中的纳米二氧化钛和纳米二氧化硅形成连续分布的纳米结构，纳米二氧化钛具有优异的反射特性，能够对玻璃基板1表面上的可见光进行反射并使得最终得到的镀膜玻璃的可见光透射率在35％以上，纳米二氧化硅能够减少可见光在玻璃基板1上的反射率，提高可见光透过率，通过调控光学涂层2中纳米二氧化钛和纳米二氧化硅的配比，使得玻璃基板1上的光学涂层2在可见光范围内具有高反射性的同时保留显著透射性；而且本发明中只需采用单层光学涂层即可大幅提高涂层的硬度和防划伤性能，极大简化涂层的制备工艺。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种可透视的高反射镀膜玻璃，其特征在于，包括玻璃基板，所述玻璃基板上涂覆有光学涂层，所述光学涂层包括如下质量分数的组分：纳米二氧化钛0.1-10%、纳米二氧化硅0.1-10%、高化合价金属盐0.01-5%、钛酸酯0.1-20%、溶剂60-99%；

所述纳米二氧化钛的粒径为1-500nm，所述纳米二氧化硅的粒径为1-100nm；

所述高化合价金属盐为锆盐、铝盐或铁盐。

2.根据权利要求1所述的可透视的高反射镀膜玻璃，其特征在于，所述钛酸酯为钛酸异丙酯或钛酸四丁酯，所述纳米二氧化钛由钛酸酯水解制得，所述纳米二氧化硅由硅酸酯水解制得。

3.根据权利要求2所述的可透视的高反射镀膜玻璃，其特征在于，所述溶剂为水、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的可透视的高反射镀膜玻璃，其特征在于，所述光学涂层厚度为50-1000nm。

5.一种如权利要求1所述的可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预先取出一部分溶剂，将高化合价金属盐溶解于上述溶剂中，再向其中滴加钛酸酯，搅拌混合均匀，然后向其中加入纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，继续搅拌混合，再向其中加入剩余溶剂，搅拌混合均匀，得到镀膜液；

S2、取玻璃基板，将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板上的至少一个表面；

S3、将步骤S2中涂覆镀膜液后的玻璃基板经过干燥固化，即可在玻璃基板上形成一层光学涂层，得到可透视的高反射镀膜玻璃。

6.根据权利要求5所述的可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用提拉浸涂、旋涂、辊涂或狭缝式涂布方法将步骤S1中制得的镀膜液均匀涂覆于玻璃基板上的表面。

7.根据权利要求5所述的可透视的高反射镀膜玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中干燥固化过程为室温放置24小时，或高温处理加速固化，高温处理过程中温度控制在100-750℃。

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