CN117185673A - 一种中空玻璃及其制备方法 - Google Patents

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李连发
王�琦
黄颖
王烁
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Abstract

本发明涉及镀膜玻璃技术领域,具体公开一种中空玻璃及其制备方法。该中空玻璃包括玻璃基片层和镀膜于所述玻璃基片层上的18个膜层;18个膜层自玻璃基片层向外依次复合,其第1层氮化硅锆/氮化硅铝、第2层ZnAlO、第3层Ag、第4层AZO、第5层氮化硅锆/氮化硅铝、第6层ZnSnO/ZnAlO、第7层ZnAlO、第8层Ag、第9层银铜合金层、第10层AZO、第11层氮化硅锆/氮化硅铝、第12层ZnSnO/ZnAlO、第13层ZnAlO、第14层Ag、第15层NiCr、第16层AZO、第17层氮化硅锆/氮化硅铝、第18层ZrO/SiZrO。满足建筑玻璃幕墙四方向的节能要求。

Description

一种中空玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及镀膜玻璃技术领域,具体涉及一种中空玻璃及其制备方法。
背景技术
国家住房和城乡建设部发布实施了《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021。
根据规范要求,对于华南地区居住建筑(夏热冬暖),当窗墙面积比小于25%时,要求窗户热工性能太阳得热系数SHGC:西向/东、南/北向≤0.3/0.35/0.35,且玻璃透过率大于60%。其随着窗墙面积比增大,要求透光率可以更低,此对于对应SHGC要求也降低。
现有技术产品透过率大于60%非可钢三银产品,辐射率e值大于0.02,SHGC均大于0.3。若整栋楼设计成只选用同一膜系做,西向性能要求最高为SHGC≤0.3,符合此要求产品为中高透三银或四银极低辐射产品,辐射率e=0.01~0.02;因造价等因素,相对公建写字楼,居住建筑整体窗墙面积比普遍要小,高透光的现有低辐射三银产品因其遮阳偏高,满足不了其规范的西向要求。
市场现有技术产品主要为高透/中透/低透,其中最低可见光透过率大于60%高透低辐射产品三银,其SHGC值均大于0.30,不能满足上述幕墙西向要求,从而设计上选择西向采用扩大窗墙面积比,但增加建筑成本,选择使用更低的可见光透过产品,来得到满足条件的SHGC,或者西向扩大窗墙面积比,东、南/北向不变,出现一栋楼两种膜系进行匹配。以上尽管满足规范,达到相关节能要求,但都增加了不少制造成本或失去建筑玻璃因不同膜系品种而造成颜色不统一的美观性。
因此,亟需提供一种中空玻璃及其制备方法,降低镀膜玻璃辐射率、遮阳系数,从而制得一种镀膜玻璃均满足建筑玻璃幕墙四方向节能要求。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一,为此本发明提出一种中空玻璃及其制备方法,降低镀膜玻璃辐射率、遮阳系数,从而制得一种镀膜玻璃均满足建筑玻璃幕墙四方向节能要求。
本发明的第一方面提供一种中空玻璃。
具体的,所述中空玻璃包括玻璃基片层和镀膜于所述玻璃基片层上的18个膜层;所述18个膜层自玻璃基片层向外依次复合,其中第1层氮化硅锆/氮化硅铝(SiZrNx/SiAlNx)、第2层ZnAlO、第3层Ag、第4层AZO、第5层SiZrNx/SiAlNx、第6层ZnSnO/ZnAlO、第7层ZnAlO、第8层Ag、第9层银铜合金层、第10层AZO、第11层SiZrNx/SiAlNx、第12层ZnSnO/ZnAlO、第13层ZnAlO、第14层Ag、第15层NiCr、第16层AZO、第17层SiZrNx/SiAlNx、第18层ZrO/SiZrO。
优选的,所述第1层SiZrNx/SiAlNx和第2层ZnAlO组合层厚度为38-45nm。
优选的,所述第3层Ag的厚度为10-11nm。
优选的,所述第4层AZO的厚度为8-10nm。
优选的,所述第5层SiZrNx/SiAlNx、第6层ZnSnO/ZnAlO和第7层ZnAlO组合层厚度为60-72nm。
优选的,所述第8层Ag的厚度为13-15nm。
优选的,所述第9层银铜合金层的厚度为0.5-2nm。
优选的,所述第10层AZO的厚度为8-10nm。
优选的,所述第11层SiZrNx/SiAlNx、第12层ZnSnO/ZnAlO和第13层ZnAlO组合层厚度为70-80nm。
优选的,所述第14层Ag的厚度为17-19nm。
优选的,所述第15层NiCr的厚度为0.3-0.8nm。
优选的,所述第16层AZO的厚度为8-10nm。
优选的,所述第17层SiZrNx/SiAlNx的厚度为18-24nm。
优选的,所述第18层ZrO/SiZrO的厚度为6-8nm。
优选的,所述18个膜层的总厚度为269-296nm。
本发明的第二方面提供一种中空玻璃的制备方法。
具体的,所述磁控溅射镀膜的溅射气压为2-5×10-3mbar。
优选的,所述磁控溅射镀膜在第3、8、9、11、14、15层的溅射气压为2-3×10-3mbar。
优选的,所述磁控溅射镀膜在第1、2、4、5、6、7、10、12、13、16、17、18层的溅射气压为3-5×10-3mbar。
优选的,所述第3、8、9、14、15层使用电源的阴极类型为直流平面靶。
优选的,所述第1、2、4、5、6、7、10、11、12、13、16、17、18层使用电源的阴极类型为交流旋转靶。
相对于现有技术,本发明的有益效果如下:
本发明通过适当增加各Ag层厚度并加入0.5-2nm的银铜合金层以及采用AZO晶床介质层进行保护Ag层,使制得的中空玻璃满足低遮阳率,极低辐射率和高透过率的要求;并满足华南地区居住建筑节能产品中透过率大于60%,SHGC:西向/东、南/北向≤0.3/0.35/0.35的要求,做到一款膜均满足建筑玻璃幕墙四方向节能要求。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案,现列举以下实施例进行说明。需要指出的是,以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明,均可从常规商业途径得到,或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
一种中空玻璃及其制备方法。
使用6mm厚的白色玻璃作为玻璃基片层,在玻璃基片层上按层序镀膜。
表1实施例1中空玻璃及其制备方法
实施例2
一种中空玻璃及其制备方法。
采用实施例1相同的磁控溅射镀膜方法,改变部分膜层厚度;由下至上依次包括:6mm厚的白色玻璃、其中第1/2层SiZrNx/SiAlNx/ZnAlO组合层膜厚为38nm,第3层为Ag膜厚为10.4nm,第4层为AZO膜厚为10nm,第5/6/7组合层为SiZrNx/SiAlNx/ZnSnO/ZnAlO膜厚为72nm,第8层Ag层膜厚为13.7nm,第9层银铜合金膜厚为1.5nm,第10层为AZO膜厚为10nm,第11/12/13层组合层为SiZrNx/SiAlNx/ZnSnO/ZnAlO膜厚为79.5nm,第14层Ag膜厚为18.1nm,第15层NiCr膜厚为0.3nm,第16层AZO膜厚为8nm,第17层SiZrNx/SiAlNx膜厚为19nm,第18层ZrO/SiZrO层7nm。
实施例3
一种中空玻璃及其制备方法。
采用实施例1同样的磁控溅射镀膜方法,改变部分膜层厚度;由下至上依次包括:6mm厚的白色玻璃、其中第1/2层SiZrNx/SiAlNx/ZnAlO组合层膜厚为44.3nm,第3层为Ag膜厚为10.3nm,第4层为AZO膜厚为10nm,第5/6/7组合层为SiZrNx/SiAlNx/ZnSnO/ZnAlO膜厚为71.5nm,第8层Ag层膜厚为14.2nm,第9层银铜合金膜厚为1.4nm,第10层为AZO膜厚为10nm,第11/12/13层组合层为SiZrNx/SiAlNx/ZnSnO/ZnAlO膜厚为79.5nm,第14层Ag膜厚为17.5nm,第15层NiCr膜厚为0.3nm,第16层AZO膜厚为8nm,第17层SiZrNx/SiAlNx膜厚为22nm,第18层ZrO/SiZrO层7nm。
对比例1
一种中空玻璃及其制备方法。
与实施例1不同之处在于去掉第9层银铜合金层并采用第8层Ag层增厚代替,其它膜层厚度及工艺完全相同。
对比例2
一种中空玻璃及其制备方法。
与实施例1不同之处在于第9层银铜合金层加厚至3nm,第8层Ag层减薄,其它膜层厚度及工艺完全相同。
对比例3
一种中空玻璃及其制备方法。
与实施例1不同之处在于第3层、第8层以及第14层Ag层同时增加1nm。
对比例4
一种中空玻璃及其制备方法。
与实施例1不同之处在于第3层、第8层以及第14层Ag层同时减少1.5-2nm。
对比例5
一种中空玻璃及其制备方法。
与实施例1不同之处在于第3层以及第8层Ag层后各增加一层厚度为0.5nm的镍铬(NiCr)保护层。
表2各具体实施例6mm/4mm单片颜色
经检测,实施例1中中空玻璃6+12+6普白热工性能,可见光透射率:60.6%,光热比国标2.02或国标2.08,光热比美标准2.18,SC:0.345,SHGC:0.3,e=0.018。实施例2中中空玻璃6+12+6普白热工性能,可见光透射率:60.5%,光热比LSG国标2.02或国标2.08,光热比LSG美标准2.18,SC:0.343,SHGC:0.3,e=0.018。实施例3中中空玻璃6+12+6普白热工性能,可见光透射率:60.5%,光热比国标2.02或国标2.08,光热比美标准2.18,SC:0.344,SHGC:0.3,e=0.018。本发明实施例1、2、3制得的中空玻璃满足低遮阳,极低辐射率,高透的要求,其室外色涵盖中性无色,到蓝灰色及蓝色系产品。并且本发明实例1、2、3制得的中空玻璃均满足《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021,华南地区居住建筑节能要求产品:其透过率大于60%,SHGC:西向/东、南/北向≤0.3/0.35/0.35高性能产品,做到一款膜均满足建筑玻璃幕墙四方向节能要求,颜色从近似于普通玻璃,中性无色过度到浅蓝色。根据公开资料,本发明实施例制得的中空玻璃也满足欧洲门窗一直以来极为严格的节能产品需求。
根据对比数据,当对比例1中银铜合金层厚度选择为零,其透过高(中空玻璃6+12+6普白国标,可见光透过率:63%,SC:0.359,SHGC:0.313,LSG:2.01),透过色偏绿;对比例2中银铜合金层加厚,其透过率下降(中空玻璃6+12+6普白国标,可见光透过率57.8%,SC:0.33,SHGC:0.290,LSG:1.99),通过其它层调整均得不到所需的理想透射率及良好的透过色,可知一定范围的银铜合金层选择及加入对于产品颜色起到较大作用。
根据对比例3结果,第3层、第8层以及第14层Ag层同时增加厚度,制得的中空玻璃透过率下降,透过色更绿,反射色明显呈现红色,且对比例3中中空玻璃6+12+6普白热工性能,可见光透射率:57.0%,SHGC:西向/东、南/北向均小于等于0.285;其得不到本发明所需颜色及性能。
根据对比例4结果,第3层、第8层以及第14层Ag层同时减小厚度,尽管透过率增加,透过色更佳,且对比例4中中空玻璃6+12+6普白热工性能,可见光透射率:62.5%,SHGC:西向/东、南/北向均小于等于0.335;但远远得不到发明所需的性能。
根据对比例5结果,于第3层以及第8层Ag层后各增加一层厚度为0.5nm的镍铬(NiCr)保护层,其总厚度仅增加1nm的金属层保护,其透过率下降约5%(中空玻璃6+12+6普白国标,可见光透过率56.2%,SC:0.324,SHGC:0.282,LSG:1.99),透过色更绿,已无法根据其他层厚度进行弥补调整到发明所需的性能及颜色,从而说明NiCr层尽管起到一定保护,但对光的吸收产生较大影响。说明本发明在第3层和第8层的Ag层中采用AZO(介质层中的金属掺杂ZnO层)晶床介质层进行保护,取代常规技术的NiCr/NiCrO保护层。AZO与银层晶格匹配,保护银层的质量,替代金属保护层可减少光吸收带来的透射率下降,及透过色偏绿问题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验所作的任何修改、等同替换、改进等得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种中空玻璃,其特征在于,所述中空玻璃包括玻璃基片层和镀膜于所述玻璃基片层上的18个膜层;所述18个膜层自玻璃基片层向外依次复合,其中第1层氮化硅锆/氮化硅铝、第2层ZnAlO、第3层Ag、第4层AZO、第5层氮化硅锆/氮化硅铝、第6层ZnSnO/ZnAlO、第7层ZnAlO、第8层Ag、第9层银铜合金层、第10层AZO、第11层氮化硅锆/氮化硅铝、第12层ZnSnO/ZnAlO、第13层ZnAlO、第14层Ag、第15层NiCr、第16层AZO、第17层氮化硅锆/氮化硅铝、第18层ZrO/SiZrO。
2.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述第9层银铜合金层的厚度为0.5-2nm。
3.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述第15层NiCr的厚度为0.3-0.8nm。
4.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述第3层Ag的厚度为10-11nm。
5.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述第8层Ag的厚度为13-15nm。
6.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述第14层Ag的厚度为17-19nm。
7.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述第4层AZO、第10层AZO以及第16层AZO的厚度为8-10nm。
8.根据权利要求1所述的中空玻璃,其特征在于,所述18个膜层的总厚度为269-296nm。
9.权利要求1-8任一项所述的中空玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:通过磁控溅射镀膜的方法依次镀制18个膜层。
10.根据权利要求9所述的中空玻璃的制备方法,其特征在于,所述磁控溅射镀膜的溅射气压为2-5×10-3mbar。
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