CN206157217U - 一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜 - Google Patents
一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，所述用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜包括有机玻璃基底(0)，所述有机玻璃基底(0)上设置有A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的透明薄膜，A面为节能透明导电膜系，B面为防紫外疏水透明膜系；所述节能透明导电膜系由内向外依次为有机玻璃基底、节能功能层和保护层；所述防紫外疏水透明膜系由内向外依次有机玻璃基底、防紫外功能层和疏水功能层。本所述用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜的内侧红外线截止节能功能，外侧防紫外疏水疏油防污功能，膜层实现节能疏水功能、防紫外线，可见光透过率高，改善节能效果，膜层致密均匀，耐腐蚀性能优秀。
Description
技术领域
本实用新型涉及透明薄膜制造领域，具体涉及一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜。
背景技术
通航飞机座舱玻璃可为舱内提供足够的光线来源，并保证飞行员有足够的视野，提高飞行安全性，大面积透明件成为未来通航飞机主流方向之一。座舱玻璃如果不进行特别处理，可见光透光同时也会带来红外线、紫外线的透过。
飞机在执行任务过程中，特别是巡航状态处于云层之上时，座舱将完全曝露于太阳光下，此时紫外线如直接穿过座舱玻璃进入舱内，将对舱内电子设备、飞行员、电气设备、衣物等造成杀伤，降低舱内部分元器件的使用寿命，并对飞行员眼睛和皮肤造成较大危害；室内红外线的透过会大幅降低舱内温度，增加飞机空调系统成本和运行功率，引起能量损失，同时由于飞行状态和环境的变化，内外温差变化剧烈，对风挡玻璃的节能性能提出了新要求，节能也对舱内飞行员的舒适性改善有积极意义；考虑到座舱玻璃的透光率性能，在穿越云层、遭遇湿度大的大气环境下、遭遇雨雪等天气时其座舱玻璃容易出现水滴或其他污染物，容易影响座舱玻璃的透光率均匀性能，雨水、空气中污染物的附着会影响到清洁性能，因此保持座舱玻璃外部疏水性能可有效实现防雾防污功能。
综上，在保证舷窗玻璃可见光透过率的前提下，有效控制或截止红外、紫外线的通过尤其重要，同时兼顾疏水防雾防污性能。而当前传统的通航飞机座舱玻璃并没有考虑到紫外线杀伤、节能和疏水的综合性能问题，但紫外线杀伤、节能以及疏水性能对现代通航飞机来说逾发重要，目前，缺乏一种防紫外性能强、节能性能好并具备疏水性能的薄膜及其制备方法。
通过在线或离线镀膜技术在通航飞机透明玻璃的双面根据设计需求依次沉积单层或多层透明膜层，通过膜层之间的匹配，综合完成可见光、红外线、紫外线的可选择性通过和截止，满足飞行过程中的视野要求并保证节能效果，同时，为提高飞行员视野性能，改善飞行安全性，沉积了疏水膜实现其防雾防雾性能，减少雨刷使用频率，提高座舱玻璃使用寿命。考虑到座舱玻璃实际使用过程中的问题，在座舱玻璃内侧沉积节能膜系，在座舱玻璃外侧沉积防紫外和疏水膜系。
本实用新型的技术问题在于一般通航飞机舷窗未综合采用节能膜系和防紫外疏水膜系，传统的舷窗玻璃主要采用中空达到节能效果，其玻璃外表面并未进行防紫外性能提升和满足疏水性能需求。考虑到通航飞机使用条件和飞行安全性能，有必要在保证足够透光率的前提下，实现防紫外、节能和疏水的综合性能要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种疏水性好的用于通用航空飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本实用新型的一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，所述用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜包括有机玻璃基底，所述有机玻璃基底上设置有A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的透明薄膜，A面为节能透明导电膜系，B面为防紫外疏水透明膜系；
所述节能透明导电膜系由内向外依次为有机玻璃基底、节能功能层和保护层；所述防紫外疏水透明膜系由内向外依次有机玻璃基底、防紫外功能层和疏水功能层。
进一步地，所述A面向舷窗内为内侧，所述B面向舷窗外为外侧，所述A面节能功能层由内向外依次为氧化硅层、第一氧化铌层、第一氧化锆层、金属层和第二氧化锆层，所述氧化硅层的膜层厚度为12～20nm，第一氧化铌层的膜层厚度为25～35nm，第一氧化锆层的膜层厚度为15～22nm，金属层为金属钛层或金属银层，所述的金属层的膜层厚度为8～12nm，第二氧化锆层的膜层厚度为15～22nm。金属层为金属钛或金属银，以实现节能效果，如考虑到抗腐蚀性，可采用金属钛，氧化铌、氧化锆的使用辅助提高了节能性能，具备较为优秀的抗腐蚀性能、机械性能并提高附着力。
进一步地，所述金属层为金属钛层或金属银层。
更进一步地，所述A面的保护层由内向外依次为第二氧化铌层和氧化铟锡层；所述第二氧化铌层的膜层厚度为25～30nm，所述氧化铟锡层的膜层厚度为50～110nm。氧化铌可进一步提高机械性能，氧化铟锡层有一定的红外、紫外截止性能，用于辅助提高防紫外节能效果，同时，氧化铟锡具备优秀的抗腐蚀能力，处于膜系最外层可用来提高膜层的抗腐蚀能力。
进一步地，所述B面的防紫外功能层由内向外依次为第一氧化硅层、第一氧化铟锡层、氧化铈层、第二氧化铟锡层，所述第一氧化硅层的膜层厚度为12～20nm，第一氧化铟锡层的膜层厚度为20～35nm，氧化铈层的膜层厚度为15～25nm，第二氧化铟锡层的膜层厚度为20～35nm。氧化铈层为主要的防紫外实现层，两层氧化铟锡对防紫外和红外有一定帮助并可提高膜层匹配能力。
进一步地，所述B面的防水膜层由内向外依次为第二氧化硅层和聚四氟乙烯层，所述第二氧化硅层的膜层厚度为20～25nm，所述聚四氟乙烯层的膜层厚度为35～45nm。氧化硅可增加疏水层的附着力，聚四氟乙烯具备优秀的抗腐蚀能力，并实现疏水功能。
有益效果：本实用新型的内侧实现红外线反射节能功能，外侧实现防紫外和疏水疏油防污功能，两侧膜层功能相互协调，实现高透光率、优秀节能效果及疏水性能，膜层耐腐蚀强、耐候性优秀，生产工艺简单自主可控，工艺过程可根据性能参数需求调整。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)本实用新型采用磁控溅射方式分别在玻璃基底两面沉积三种不同功能的膜系，分别是节能、防紫外和疏水功能膜系，膜系具有高的可见光透光率(80％以上)满足飞行视野需求，同时红外反射率>65％，提高了节能效果，外层疏水膜层的水滴角>115度，具有优良的疏水性能和易清洁性能，同时兼顾了耐候性、耐酸碱性能，考虑了耐摩擦等机械性能，为提高膜层稳定性和寿命，采用氧化铌、氧化锆和氧化铟锡，综合提高了耐腐蚀性、机械性能等。
(2)本实用新型在通航飞机座舱玻璃内外侧表面同时沉积，内侧综合采用金属及多种金属氧化物来实现节能效果，同时保证可见光的高透过；外侧沉积防紫外膜和疏水膜层，氧化铈结合其他膜层综合实现防紫外性能，疏水性能采用聚四氟乙烯实现，同时不影响雨雾气象条件飞行时的采光，减少雨滴雨水的凝结和痕迹的出现，最外层聚四氟乙烯膜层可实现优秀的耐酸碱腐蚀性，并提高耐候性、耐摩擦性等机械性能，具备优良的疏水性能，水滴角>115度。
(3)综合控制座舱玻璃双面膜层的各功能层、金属氧化物膜层及其他辅助膜层之间的匹配关系及沉积工艺参数，实现可见光高透射、节能性能、防紫外和疏水疏油性能，可满足通航飞机对座舱玻璃的需求。同时，座舱玻璃外侧采用聚四氟乙烯，可满足飞机表面高低温变化需求，化学性能稳定，具有耐酸碱、耐摩擦等优秀特点，可实现膜层保护并满足机械性能，同时具备优秀的疏水疏油和防污性能。
附图说明
图1为本实用新型的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜的示意图；
其中，0舷窗玻璃，对A面，1-11氧化硅层，1-12第一氧化铌层，1-13第一氧化锆层，1-14金属层，1-15第二氧化锆层，1-21第二氧化铌层，1-22氧化铟锡层；对B面，2-11第一氧化硅层，2-12第一氧化铟锡层，2-13氧化铈层，2-14第二氧化铟锡层，2-21第二氧化硅层，2-22聚四氟乙烯层。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本实用新型的一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，所述用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜包括有机玻璃基底0，所述有机玻璃基底(0)上设置有A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的透明薄膜，A面为节能透明导电膜系，B面为防紫外疏水透明膜系；
所述节能透明导电膜系由内向外依次为有机玻璃基底、节能功能层和保护层；所述防紫外疏水透明膜系由内向外依次有机玻璃基底、防紫外功能层和疏水功能层。
所述A面向舷窗内为内侧，所述B面向舷窗外为外侧，所述A面节能功能层由内向外依次为氧化硅层1-11、第一氧化铌层1-12、第一氧化锆层1-13、金属层1-14和第二氧化锆层1-15，所述氧化硅层1-11的膜层厚度为12nm，第一氧化铌层1-12的膜层厚度为25nm，第一氧化锆层1-13的膜层厚度为15nm，金属层1-14为金属钛层，所述的金属层1-14的膜层厚度为8nm，第二氧化锆层1-15的膜层厚度为15nm。金属层为金属钛或金属银，以实现节能效果，如考虑到抗腐蚀性，可采用金属钛，氧化铌、氧化锆的使用辅助提高了节能性能，具备较为优秀的抗腐蚀性能、机械性能并提高附着力。
所述A面的保护层由内向外依次为第二氧化铌层1-21和氧化铟锡层1-22；所述第二氧化铌层1-21的膜层厚度为25nm，所述氧化铟锡层1-22的膜层厚度为50nm。氧化铌可进一步提高机械性能，氧化铟锡层有一定的红外、紫外截止性能，用于辅助提高防紫外节能效果，同时，氧化铟锡具备优秀的抗腐蚀能力，处于膜系最外层可用来提高膜层的抗腐蚀能力。
所述B面的防紫外功能层由内向外依次为第一氧化硅层2-11、第一氧化铟锡层2-12、氧化铈层2-13、第二氧化铟锡层2-14，所述第一氧化硅层2-11的膜层厚度为12nm，第一氧化铟锡层2-12的膜层厚度为20nm，氧化铈层2-13的膜层厚度为15nm，第二氧化铟锡层2-14的膜层厚度为20nm。氧化铈层为主要的防紫外实现层，两层氧化铟锡对防紫外和红外有一定帮助并可提高膜层匹配能力。
所述B面的防水膜层由内向外依次为第二氧化硅层2-21和聚四氟乙烯层2-22，所述第二氧化硅层2-21的膜层厚度为20nm，所述聚四氟乙烯层2-22的膜层厚度为35nm。氧化硅可增加疏水层的附着力，聚四氟乙烯具备优秀的抗腐蚀能力，并实现疏水功能。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：本实用新型的一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，所述氧化硅层1-11的膜层厚度为16nm，第一氧化铌层1-12的膜层厚度为28nm，第一氧化锆层1-13的膜层厚度为19nm，金属层1-14为金金属银层，所述的金属层1-14的膜层厚度为10nm，第二氧化锆层1-15的膜层厚度为18nm。
所述A面的保护层由内向外依次为第二氧化铌层1-21和氧化铟锡层1-22；所述第二氧化铌层1-21的膜层厚度为28nm，所述氧化铟锡层1-22的膜层厚度为80nm。
所述B面的防紫外功能层由内向外依次为第一氧化硅层2-11、第一氧化铟锡层2-12、氧化铈层2-13、第二氧化铟锡层2-14，所述第一氧化硅层2-11的膜层厚度为15nm，第一氧化铟锡层2-12的膜层厚度为30nm，氧化铈层2-13的膜层厚度为18nm，第二氧化铟锡层2-14的膜层厚度为29nm。
所述B面的防水膜层由内向外依次为第二氧化硅层2-21和聚四氟乙烯层2-22，所述第二氧化硅层2-21的膜层厚度为23nm，所述聚四氟乙烯层2-22的膜层厚度为41nm。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：本实用新型的一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，所述氧化硅层1-11的膜层厚度为20nm，第一氧化铌层1-12的膜层厚度为35nm，第一氧化锆层1-13的膜层厚度为22nm，金属层1-14为金金属银层，所述的金属层1-14的膜层厚度为12nm，第二氧化锆层1-15的膜层厚度为22nm。
所述A面的保护层由内向外依次为第二氧化铌层1-21和氧化铟锡层1-22；所述第二氧化铌层1-21的膜层厚度为30nm，所述氧化铟锡层1-22的膜层厚度为110nm。
所述B面的防紫外功能层由内向外依次为第一氧化硅层2-11、第一氧化铟锡层2-12、氧化铈层2-13、第二氧化铟锡层2-14，所述第一氧化硅层2-11的膜层厚度为20nm，第一氧化铟锡层2-12的膜层厚度为35nm，氧化铈层2-13的膜层厚度为25nm，第二氧化铟锡层2-14的膜层厚度为35nm。
所述B面的防水膜层由内向外依次为第二氧化硅层2-21和聚四氟乙烯层2-22，所述第二氧化硅层2-21的膜层厚度为25nm，所述聚四氟乙烯层2-22的膜层厚度为45nm。
尽管本文较多地使用了舷窗玻璃0、氧化硅层1-11、第一氧化铌层1-12、第一氧化锆层1-13、金属层1-14、第二氧化锆层1-15、第二氧化铌层1-21、氧化铟锡层1-22、第一氧化硅层2-11、第一氧化铟锡层2-12、氧化铈层2-13、第二氧化铟锡层2-14、第二氧化硅层2-21、聚四氟乙烯层2-22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实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，其特征在于：所述用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜包括有机玻璃基底(0)，所述有机玻璃基底(0)上设置有A面和B面，所述A面和B面上分别设置有不同的透明薄膜，A面为节能透明导电膜系，B面为防紫外疏水透明膜系；
所述节能透明导电膜系由内向外依次为有机玻璃基底、节能功能层和保护层；所述防紫外疏水透明膜系由内向外依次有机玻璃基底、防紫外功能层和疏水功能层。
2.根据权利要求1所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，其特征在于：所述A面向舷窗内为内侧，所述B面向舷窗外为外侧，所述A面节能功能层由内向外依次为氧化硅层(1-11)、第一氧化铌层(1-12)、第一氧化锆层(1-13)、金属层(1-14)和第二氧化锆层(1-15)，所述氧化硅层(1-11)的膜层厚度为12～20nm，第一氧化铌层(1-12)的膜层厚度为25～35nm，第一氧化锆层(1-13)的膜层厚度为15～22nm，所述的金属层(1-14)的膜层厚度为8～12nm，第二氧化锆层(1-15)的膜层厚度为15～22nm。
3.根据权利要求2所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，其特征在于：所述金属层(1-14)为金属钛层或金属银层。
4.根据权利要求1所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，其特征在于：所述A面的保护层由内向外依次为第二氧化铌层(1-21)和氧化铟锡层(1-22)；所述第二氧化铌层(1-21)的膜层厚度为25～30nm，所述氧化铟锡层(1-22)的膜层厚度为50～110nm。
5.根据权利要求1所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，其特征在于：所述B面的防紫外功能层由内向外依次为第一氧化硅层(2-11)、第一氧化铟锡层(2-12)、氧化铈层(2-13)、第二氧化铟锡层(2-14)，所述第一氧化硅层(2-11)的膜层厚度为12～20nm，第一氧化铟锡层(2-12)的膜层厚度为20～35nm，氧化铈层(2-13)的膜层厚度为15～25nm，第二氧化铟锡层(2-14)的膜层厚度为20～35nm。
6.根据权利要求1至5任一项所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜，其特征在于：所述B面的防水膜层由内向外依次为第二氧化硅层(2-21)和聚四氟乙烯层(2-22)，所述第二氧化硅层(2-21)的膜层厚度为20～25nm，所述聚四氟乙烯层(2-22)的膜层厚度为35～45nm。
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| CN106381472B (zh) * | 2016-09-30 | 2019-02-19 | 郑州航空工业管理学院 | 一种用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜及其制备方法 |
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