CN115181943A - 一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺 - Google Patents

一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃装饰技术领域，具体涉及一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理；S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干；S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热，抽真空处理；S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。本发明采用物理气相沉积技术，在玻璃表面沉积多层纳米合金涂层实现不同的颜色，着色效果好，可应用到灯饰领域，该工艺简单、绿色环保，经济实惠。

Description

一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺
技术领域
本发明涉及玻璃装饰技术领域，具体涉及一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺。
背景技术
由于玻璃具有较高的强度、硬度和耐磨性，且耐蚀性好，现在，作为零组件已普遍用于日常生活用品及电子产品等中。其中，常规玻璃是灯饰上应用最广泛的材料，其材质为透明的，不同颜色灯光只能通过发光源来实现，这样增加了生产制造成本。
因此现有用于装饰的玻璃的表面需要设置颜色膜时，其需要通过复杂的工艺制作形成对应的颜色膜，且制作形成的颜色膜的色差相对较大，使得不能适用于工业生产领域。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，采用物理气相沉积技术，在玻璃表面沉积多层纳米合金涂层实现不同的颜色，着色效果好，可应用到灯饰领域，该工艺简单、绿色环保，经济实惠。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至60-80℃，抽真空处理至真空度为8.0E-3Pa，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
本发明中采用物理气相沉积技术，在玻璃表面沉积多层纳米合金涂层实现不同的颜色，着色效果好，该工艺简单、绿色环保，经济实惠。
优选的，步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
本发明中通过对玻璃基板的表面进行抛光处理可以进一步去除掉沉积玻璃基板表面的污渍，使玻璃基板待沉积的一侧光滑，便于利用气相沉积技术沉积彩色纳米涂层。
优选的，步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。更优选的，所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂1-5份、十二烷基苯磺酸钠8-16份、三乙二酸单丁醚4-8份、氢氧化钠1-3份、油酸1-5份和EDTA0.01-0.04份。所述除油剂也可采用东莞市科泽润滑油有限公司生产的QX-30系列去油剂。
本发明中的除油剂采用上述原料制得，利用上述原料制得的除油剂极易与水混溶，在玻璃清洗工作时，将适量的本脱脂剂倒入清洗机的水槽中，不需要搅拌操作，即可快速与水混溶，具有很好的渗透、乳化、分散、防回沾能力。而其中采用的磷脂、乙二酸单丁醚具有良好的兼容性，同时磷脂、乙二酸单丁和油酸也具有较好的清理油酯的能力，而且能够使净洗剂快速与水混，而EDTA作为螯合剂能够软化硬水，使除油剂与水分散均匀，氢氧化钠的加入可以体系的pH值，使其始终维持在中性，避免清洗后的废水对环境的污染。
优选的，步骤S4中，制备七彩色纳米涂层时开钛弧靶，控制电流为75-85A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入280-320SCCM氧气调节腔体的真空度至4.0E-1.0Pa，沉积300-1200s。更优选的，电流为75A、80A或85A；气流量为280SCCM、300SCCM或320SCCM；真空度为4.0E、0.5Pa或1.0Pa；沉积时间为300s、600s或1200s。
优选的，步骤S4中，制备蓝色纳米涂层时开中频钛靶，控制电流为40-50A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入150-300SCCM氩气使腔体内真空度达到3.0E-1Pa，再以30-150SCCM气流量通入氧气调节腔体的真空度至4.0E-1.0Pa，沉积30-50min。更优选的，控制电流为40、45或50A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入150、230或300SCCM氩气使腔体内真空度达到3.0E、0.5或1Pa，再通入30、90或150SCCM氧气调节腔体的真空度至4.0E、0.5或1.0Pa，沉积30、40或50min。
优选的，步骤S4中，制备酒红色纳米涂层时开铁弧靶，控制电流为80-100A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200-300SCCM氧气调节腔体的真空度至3.0E-1.0Pa，沉积200-600s。更优选的，控制电流为80、90或100A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200、250或300SCCM氧气调节腔体的真空度至3.0E、0.5或1.0Pa，沉积200、400或600s。
优选的，步骤S4中，制备黄金色纳米涂层时开钛弧靶，控制电流为60-80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200-300SCCM氮气使腔体内真空度达到2.0E-1Pa，沉积200-450s。更优选的，控制电流为60、70或80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200、250或300SCCM氮气使腔体内真空度达到2.0E、0.5或1Pa，沉积200、300或450s。
优选的，步骤S4中，制备银白色纳米涂层时开铬弧靶，控制电流为70-80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入100-200SCCM氩气，沉积200-400s。更优选的，控制电流为70、75或80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入100、150或200SCCM氩气，沉积200、300或400s。
优选的，步骤S4中，制备枪黑色纳米涂层时开中频铬靶，控制电流为30-50A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入190-200SCCM氩气使腔体内真空度达到4.0E-1Pa，再逐渐通入30-100SCCM乙炔，沉积20-30min。更优选的，控制电流为30、40或50A，关闭真空镀膜机的节流阀，以190、195或200SCCM气流量通入氩气使腔体内真空度达到4.0E、0.5或1Pa，再逐渐通入30、60或100SCCM乙炔，沉积20、25或30min。
本发明的有益效果在于：本发明一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，采用物理气相沉积技术，在玻璃表面沉积多层纳米合金涂层实现不同的颜色，着色效果好，该工艺简单、绿色环保，经济实惠。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至60℃，抽真空处理至真空度为8.0EPa，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂1份、十二烷基苯磺酸钠8份、三乙二酸单丁醚4份、氢氧化钠1份、油酸1份和EDTA0.01份。
步骤S4中，制备七彩色纳米涂层时开钛弧靶，控制电流为80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入300SCCM氧气调节腔体的真空度至1.0Pa，沉积600s。
实施例2
一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至65℃，抽真空处理至真空度为8.0E，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂2份、十二烷基苯磺酸钠9份、三乙二酸单丁醚5份、氢氧化钠1.5份、油酸2份和EDTA0.02份。
步骤S4中，制备蓝色纳米涂层时开中频钛靶，控制电流为45A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入260SCCM氩气使腔体内真空度达到1Pa，再通入150SCCM氧气调节腔体的真空度至1.0Pa，沉积50min。
实施例3
一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至70℃，抽真空处理至真空度为1Pa，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂3份、十二烷基苯磺酸钠12份、三乙二酸单丁醚64份、氢氧化钠2份、油酸3份和EDTA0.03份。
步骤S4中，制备酒红色纳米涂层时开铁弧靶，控制电流为100A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入300SCCM氧气调节腔体的真空度至1.0Pa，沉积600s。
实施例4
一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至75℃，抽真空处理至真空度为2Pa，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂4份、十二烷基苯磺酸钠14份、三乙二酸单丁醚7份、氢氧化钠2.5份、油酸4份和EDTA0.04份。
步骤S4中，制备黄金色纳米涂层时开钛弧靶，控制电流为80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入300SCCM氮气使腔体内真空度达到1Pa，沉积450s。
实施例5
一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至80℃，抽真空处理至真空度为3Pa，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂5份、十二烷基苯磺酸钠16份、三乙二酸单丁醚8份、氢氧化钠3份、油酸5份和EDTA0.04份。
步骤S4中，制备银白色纳米涂层时开铬弧靶，控制电流为80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200SCCM氩气，沉积400s。
实施例6
一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热至80℃，抽真空处理至真空度为3Pa，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。所述除油剂包括如下重量份的原料：磷脂5份、十二烷基苯磺酸钠16份、三乙二酸单丁醚8份、氢氧化钠3份、油酸5份和EDTA0.04份。
步骤S4中，制备枪黑色纳米涂层时开中频铬靶，控制电流为50A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200SCCM氩气使腔体内真空度达到1Pa，再逐渐通入100SCCM乙炔，沉积30min。
对实施例1-6制得的彩色纳米涂层进行性能测试，测试结果如下1表所示：
附着力：根据国家标准GB/T 9286测试；
光泽度：根据国家标准GB/T9754测试；
金属质感采用观察的形式判定，将观察金属质感的效果均分为1-10等级，等级越高效果越好，1级为无金属质感，10级为最高级。
表1
项目 金属质感(级) 附着力(级) 光泽度(°)
实施例1 9 1 91
实施例2 8 1 90
实施例3 9 1 92
实施例4 10 1 94
实施例5 10 1 95
实施例6 9 1 92
由上表实施例1-6可知，本发明中得到的彩色纳米涂层具有附着力强，以及很好的金属质感和光泽度，可以很好的装饰玻璃，具有广阔的市场前景和应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：通过如下步骤制得：
S1、取玻璃基板，将玻璃基板进行预处理，备用；
S2、将预处理后的玻璃基板进行清洗处理，之后烘干，备用；
S3、将烘干后的玻璃基板上挂，并将玻璃基板放入真空镀膜机的腔体内加热，抽真空处理，备用；
S4、启动真空镀膜机，开弧靶、通入气体，运行物理气相沉积程序，并根据不同颜色的需求制备彩色纳米涂层，最终制得含有彩色纳米涂层的玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S1中，预处理时将玻璃基板待沉积彩色纳米涂层的一侧进行抛光处理。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S2中，清洗处理包括除油处理，除油时先采用除油剂进行处理，之后三联水洗处理。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S3中，加热时的温度为60-80℃；步骤S3中，抽真空至真空度为8.0E-3Pa。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S4中，制备七彩色纳米涂层时开钛弧靶，控制电流为75-85A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入280-320SCCM氧气调节腔体的真空度至4.0E-1.0Pa，沉积300-1200s。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S4中，制备蓝色纳米涂层时开中频钛靶，控制电流为40-50A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入150-300SCCM氩气使腔体内真空度达到3.0E-1Pa，再以30-150SCCM气流量通入氧气调节腔体的真空度至4.0E-1.0Pa，沉积30-50min。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S4中，制备酒红色纳米涂层时开铁弧靶，控制电流为80-100A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200-300SCCM氧气调节腔体的真空度至3.0E-1.0Pa，沉积200-600s。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S4中，制备黄金色纳米涂层时开钛弧靶，控制电流为60-80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入200-300SCCM氮气使腔体内真空度达到2.0E-1Pa，沉积200-450s。
9.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S4中，制备银白色纳米涂层时开铬弧靶，控制电流为70-80A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入100-200SCCM氩气，沉积200-400s。
10.根据权利要求1所述的一种玻璃表面气相沉积彩色纳米涂层的工艺，其特征在于：步骤S4中，制备枪黑色纳米涂层时开中频铬靶，控制电流为30-50A，关闭真空镀膜机的节流阀，通入190-200SCCM氩气使腔体内真空度达到4.0E-1Pa，再逐渐通入30-100SCCM乙炔，沉积20-30min。
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