CN209940851U

CN209940851U - 磷掺杂自洁净三银low-e玻璃

Info

Publication number: CN209940851U
Application number: CN201920405904.0U
Authority: CN
Inventors: 林改; 魏佳坤; 孙元平; 林伟珊; 翁伟林
Original assignee: JIEYANG HONGGUANG COATED GLASS CO Ltd
Current assignee: JIEYANG HONGGUANG COATED GLASS CO Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2029-03-27

Abstract

本实用新型提供磷掺杂自洁净三银LOW‑E玻璃，包括有第一玻璃基片和第二玻璃基片，所述第一玻璃基片的一侧设有磷二氧化钛复合膜层，所述第一玻璃基片的另一侧与第二玻璃基片之间设有中空腔，所述第一玻璃基片上在所述第一玻璃基片与所述中空腔之间由内到外依次相邻地复合有十三个膜层，其中第一层为第一Si₃N₄层，第二层为第一AZO层，第三层为第一Ag层，第四层为第一NiCr层，第五层为第一ZnSnO₄层，第六层为第二AZO层，第七层为第二Ag层，第八层为第二NiCr层，第九层为第二ZnSnO₄层，第十层为第三AZO层，第十一层为第三Ag层，第十二层为第三NiCr层，第十三层为第二Si₃N₄层。本实用新型能够实现光谱在380～780nm范围内响应，即本实用新型能够在可见光波长范围内也具备自洁净效果。

Description

磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃

【技术领域】

本实用新型涉及一种镀膜玻璃，尤其涉及一种磷掺杂自洁净三银 LOW-E玻璃。

【背景技术】

镀膜自洁净玻璃具有节能减排、装饰幕墙和自洁净等多重功效，推出市场后，深受人们喜爱。镀膜自洁净玻璃表面容易保持清洁，可减少了清洁玻璃表面的麻烦，也可以节省日益匮乏的水资源。但是现有的镀膜自洁净玻璃不具备可见光响应，使得该类镀膜自洁净玻璃应用范围主要集中在室外幕墙玻璃，在普通的室内照明和室外阴暗天气下自清洁效果就很微弱甚至没有反应，大大限制了镀膜自洁净玻璃的应用空间。

【实用新型内容】

为了解决上述问题，本实用新型提供了能够在可见光波长范围内响应从而在可见光波长范围内也具备自洁净效果的一种磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃及其制备方法。

本实用新型由以下技术方案实现的：

磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，包括有第一玻璃基片和第二玻璃基片，所述第一玻璃基片的一侧设有磷二氧化钛复合膜层，所述第一玻璃基片的另一侧与所述第二玻璃基片之间设有中空腔，所述第一玻璃基片上在所述第一玻璃基片与所述中空腔之间由内到外依次相邻地复合有十三个膜层，其中第一层为第一Si₃N₄层，第二层为第一AZO 层，第三层为第一Ag层，第四层为第一NiCr层，第五层为第一ZnSnO₄层，第六层为第二AZO层，第七层为第二Ag层，第八层为第二NiCr 层，第九层为第二ZnSnO₄层，第十层为第三AZO层，第十一层为第三Ag层，第十二层为第三NiCr层，第十三层为第二Si₃N₄层。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，所述磷二氧化钛复合膜层的厚度为90～110nm。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，第一层第一Si₃N₄层的厚度为20～45nm，第十三层第二Si₃N₄层的厚度为50～85nm。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，第二层第一AZO层的厚度、第六层第二AZO层的厚度和第十层第三AZO层的厚度均为300～ 500nm。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，第三层第一Ag层的厚度、第七层第二Ag层的厚度和第十一层第三Ag层的厚度均为8～ 10nm。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，第四层第一NiCr层的厚度、第八层第二NiCr层的厚度和第十二层第三NiCr层的厚度均为3～5nm。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，第五层第一ZnSnO₄层的厚度和第九层第二ZnSnO₄层的厚度均为50～85nm。

如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，所述第一玻璃基片和第二玻璃基片均为浮法玻璃。

与现有技术相比，本实用新型有如下优点：

1、本实用新型中，由于磷二氧化钛复合膜层中可出现呈圆柱状定向分布的锐钛矿晶形，因此本实用新型通过设置磷二氧化钛复合膜层，使得本实用新型能够实现光谱在380～780nm响应，即本实用新型能够在可见光波长范围内也具备自洁净效果，使得本实用新型应用在室外阴暗天气和室内照明环境中均具有自洁净效果，有效减少对玻璃的清洗次数，扩大了镀膜自洁净玻璃的应用空间。

2、本实用新型中，通过设置Si₃N₄层、AZO层、三Ag层、NiCr 层和ZnSnO₄层，使得本实用新型的玻璃具有优异的节能效果，本实用新型的可见光透过率可达到40～70％，红外透过率<10％，传热系数 <1.5，遮阳系数<0.35，辐射率<0.02。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的结构示意图。

【具体实施方式】

如图所示的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，包括有第一玻璃基片 1和第二玻璃基片2，所述第一玻璃基片1的一侧设有磷二氧化钛复合膜层3，所述第一玻璃基片1的另一侧与所述第二玻璃基片2之间设有中空腔4，所述第一玻璃基片1上在所述第一玻璃基片1与所述中空腔4之间由内到外依次相邻地复合有十三个膜层，其中第一层为第一Si₃N₄层51，第二层为第一AZO层52，第三层为第一Ag层53，第四层为第一NiCr层54，第五层为第一ZnSnO₄层55，第六层为第二AZO层56，第七层为第二Ag层57，第八层为第二NiCr层58，第九层为第二ZnSnO₄层59，第十层为第三AZO层60，第十一层为第三 Ag层61，第十二层为第三NiCr层62，第十三层为第二Si₃N₄层63。本实施例中，由于磷二氧化钛复合材料中会出现呈圆柱状定向分布的锐钛矿晶形，使得磷二氧化钛复合材料会在光谱波长范围380～780nm 内响应，因此本实施例通过设置磷二氧化钛复合膜层，就能够实现光谱在380～780nm响应，即本实施例能够在可见光波长范围内也具备自洁净效果，使得本实施例应用在室外阴暗天气和室内照明环境中均具有自洁净效果，有效减少对玻璃的清洗次数，扩大了镀膜自洁净玻璃的应用空间。同时，本实施例通过设置Si₃N₄层、AZO层、三Ag层、 NiCr层和ZnSnO₄层，使得本实施例的玻璃具有优异的节能效果，本实施例的可见光透过率可达到40～70％，红外透过率<10％，传热系数 <1.5，遮阳系数<0.35，辐射率<0.02。

所述第一玻璃基片1一侧的磷二氧化钛复合膜层3的厚度为90～ 110nm，优选为100nm，其中磷含量为5％。复合有磷的TiO₂可出现呈圆柱状定向分布的锐钛矿晶形，提高TiO₂的光响应度，可实现光谱在380-780nm响应，利用这种特性，将复合有磷的TiO₂以膜层的形式设置在玻璃上，可使得本实施例能够在可见光波长范围内也具备自洁净效果，使得本实施例应用在室外阴暗天气和室内照明环境中均具有自洁净效果，有效减少对玻璃的清洗次数，扩大了镀膜自洁净玻璃的应用空间。

所述第一玻璃基片1另一侧所设置的第一层第一Si₃N₄层51，即氮化硅层，氮化硅层具有高折射率，使得玻璃具有高透过率，同时 Si₃N₄是一种非常坚硬的材料，能够提高膜层的物理性能和抗氧化性能，它能提高玻璃的机械性能。所述第一Si₃N₄层51的厚度为20～45nm，优选为32.5nm。

第二层第一AZO层52，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，用以平整Si₃N₄层，为下层Ag层作铺垫，同时降低红外的透过率以降低辐射率，所述第一AZO层52的厚度为300～500nm，优选为400nm。

第三层第一Ag层53，即金属银层，为功能层，用来反射红外线，因此金属银层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。所述第一 Ag层53的厚度为8～10nm，优选为9nm。

第四层第一NiCr层54，即镍铬层，为功能层，用来反射红外线，因此镍铬层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。所述第一NiCr 层54的厚度为3～5nm，优选为4nm。

第五层第一ZnSnO₄层55，即氧化锌锡层，为中间介质层，增加玻璃的透过率和机械性能。所述第一ZnSnO₄层55的厚度为50～85nm，优选为67.5nm。

第六层第二AZO层56，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，用以为下层Ag层作铺垫，同时降低红外的透过率以降低辐射率，所述第二 AZO层56的厚度为300～500nm，优选为400nm。

第七层第二Ag层57，即金属银层，为功能层，用来反射红外线，因此金属银层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。所述第二 Ag层57的厚度为8～10nm，优选为9nm。

第八层第二NiCr层58，即镍铬层，为功能层，用来反射红外线，因此镍铬层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。所述第二NiCr 层58的厚度为3～5nm，优选为4nm。

第九层第二ZnSnO₄层59，即氧化锌锡层，为中间介质层，增加玻璃的透过率和机械性能。所述第二ZnSnO₄层59的厚度为50～85nm，优选为67.5nm。

第十层第三AZO层60，即铝掺杂的氧化锌层，平整层，用以为下层Ag层作铺垫，同时降低红外的透过率以降低辐射率，所述第三 AZO层60的厚度为300～500nm，优选为400nm。

第十一层第三Ag层61，即金属银层，为功能层，用来反射红外线，因此金属银层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。所述第三Ag层61的厚度为8～10nm，优选为9nm。

第十二层第三NiCr层62，即镍铬层，为功能层，用来反射红外线，因此镍铬层提供了较低的辐射率，起环保节能的作用。所述第三 NiCr层62的厚度为3～5nm，优选为4nm。

第十三层第二Si₃N₄层63，即氮化硅层，氮化硅层具有高折射率，使得玻璃具有高透过率，同时Si₃N₄是一种非常坚硬的材料，能够提高膜层的物理性能和抗氧化性能，它确保了整个镀层具有良好的机械耐久性，设置在最外层作为保护整个膜层的第一道壁垒并且提高玻璃的机械性能。所述第二Si₃N₄层63的厚度为50～85nm，优选为67.5nm。

具体的，所述第一玻璃基片1和第二玻璃基片2均为浮法玻璃。

本实施例还公开了制备如上所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃的方法，包括如下步骤：

A：用辊除法将掺磷的TiO₂溶液涂布到第一玻璃基片1上以在第一玻璃基片1的一侧形成磷二氧化钛复合膜层3；

B：将设有磷二氧化钛复合膜层3的第一玻璃基片1放置在钢化炉内进行钢化；

C：将钢化后的第一玻璃基片1送入镀膜室磁控溅射第一层第一 Si₃N₄层51，用交流电源、Ar气和N₂作为保护气体，磁控溅射硅铝靶硅，硅铝靶硅的Si:Al＝92:8wt％，氩氧比为400SCCM:600SCCM，在第一玻璃基片1上溅射出厚度为20～45nm的第一层第一Si₃N₄层51；

D：继续磁控溅射第二层第一AZO层52，用交流电源、Ar气和 O₂作为保护气体，磁控溅射掺铝氧化锌靶，掺铝氧化锌靶的 ZnO:Al＝92:8wt％，氩氧比为1000SCCM:40SCCM，溅射出厚度为300～ 500nm的第二层第一AZO层52；

E：继续磁控溅射第三层第一Ag层53，用直流电源、Ar气作为保护气体，磁控溅射，用Ar气体流量500～550SCCM，溅射出厚度为 8～10nm的第三层第一Ag层53；

F：继续磁控溅射第四层第一NiCr层54，用直流电源、Ar气作为保护气体，磁控溅射，用Ar气体流量500～550SCCM，溅射出厚度为3～5nm的第四层第一NiCr层54；

G：继续磁控溅射第五层第一ZnSnO₄层55，用交流电源、Ar气和O₂作为保护气体，磁控溅射锌锡靶Zn:Sn＝50:50wt％，用Ar和O₂气体流量400SCCM:600SCCM，溅射出厚度为50～85nm的第五层第一 ZnSnO₄层55；

H：继续磁控溅射第六层第二AZO层56，用交流电源、Ar气和 O₂作为保护气体，磁控溅射掺铝氧化锌靶ZnO:Al＝92:8wt％，用Ar 和O₂气体流量1000SCCM:40SCCM，溅射出厚度为300～500nm的第六层第二AZO层56；

I：继续磁控溅射第七层第二Ag层57，用直流电源、Ar气作为保护气体，磁控溅射，用Ar气体流量500～550SCCM，溅射出厚度为 8～10nm的第七层第二Ag层57；

J：继续磁控溅射第八层第二NiCr层58，用直流电源、Ar气作为保护气体，磁控溅射，用Ar气体流量500～550SCCM，溅射出厚度为3～5nm的第八层第二NiCr层58；

K：继续磁控溅射第九层第二ZnSnO₄层59，用交流电源、Ar气和O₂作为保护气体，磁控溅射锌锡靶Zn:Sn＝50:50wt％，用Ar和O₂气体流量400SCCM:600SCCM，溅射出厚度为50～85nm的第九层第二 ZnSnO₄层59；

L：继续磁控溅射第十层第三AZO层60，用交流电源、Ar气和 O₂作为保护气体，磁控溅射掺铝氧化锌靶ZnO:Al＝92:8wt％，用Ar 和O₂气体流量1000SCCM:40SCCM，溅射出厚度为300～500nm的第十层第三AZO层60；

M：继续磁控溅射第十一层第三Ag层61，用直流电源、Ar气作为保护气体，磁控溅射，用Ar气体流量500～550SCCM，溅射出厚度为8～10nm的第十一层第三Ag层61；

N：继续磁控溅射第十二层第三NiCr层62，用直流电源、Ar气作为保护气体，磁控溅射，用Ar气体流量500～550SCCM，溅射出厚度为3～5nm的第十二层第三NiCr层62；

O：继续磁控溅射第十三层第二Si₃N₄层63，用交流电源、Ar气和N₂作为保护气体，磁控溅射硅铝靶Si:Al＝92:8wt％，用Ar和N₂气体流量400SCCM:600SCCM，溅射出厚度为50～85nm的第十三层第二Si₃N₄层63；

P：第二玻璃基片2与第一玻璃基片1所溅射有的第十三层第二 Si₃N₄层63隔出中空腔4并与第一玻璃基片1进行合片，制备得自洁净三银LOW-E玻璃。

在步骤A中，所述掺磷的TiO₂溶液由以下步骤制成：

A1、将30～100ml钛酸四丁酯溶于150～250ml无水乙醇、20～ 30mlH₂O₂中，搅拌25～35min，滴入30～50ml去离子水。其中，无水乙醇优选为200ml，搅拌时间优选为30min，去离子水优选为40ml。

A2、向经过步骤A1后所得到的溶液里加入10～20ml乙酰丙酮， 20～30ml HNO₃，并加热至35～45℃，搅拌25～35min。其中，加热温度优选为40℃，搅拌时间优选为30min。

A3、向经过步骤A2后所得到的溶液里滴入6～20ml H₃PO₄，并加热至70～90℃，搅拌1h45min～2h15min。其中，加热温度优选为80℃，搅拌时间优选为2h。

A4、将经过步骤A3后所得到的溶胶放入带有聚四氟乙烯内衬的高压釜内，加热至130～140℃，并加压至3～4bar，搅拌1h45min～ 2h15min，得到溶胶。其中，加热温度优选为135℃，搅拌时间优选为 2h。

A5、将经过步骤A4后所得到的溶胶过滤，得掺磷的TiO₂溶液。

如上所述是结合具体内容提供的一种实施方式，并不认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。凡与本实用新型的方法、结构等近似、雷同，或是对于本实用新型构思前提下做出若干技术推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，包括有第一玻璃基片(1)和第二玻璃基片(2)，其特征在于，所述第一玻璃基片(1)的一侧设有磷二氧化钛复合膜层(3)，所述第一玻璃基片(1)的另一侧与所述第二玻璃基片(2)之间设有中空腔(4)，所述第一玻璃基片(1)上在所述第一玻璃基片(1)与所述中空腔(4)之间由内到外依次相邻地复合有十三个膜层，其中第一层为第一Si₃N₄层(51)，第二层为第一AZO层(52)，第三层为第一Ag层(53)，第四层为第一NiCr层(54)，第五层为第一ZnSnO₄层(55)，第六层为第二AZO层(56)，第七层为第二Ag层(57)，第八层为第二NiCr层(58)，第九层为第二ZnSnO₄层(59)，第十层为第三AZO层(60)，第十一层为第三Ag层(61)，第十二层为第三NiCr层(62)，第十三层为第二Si₃N₄层(63)。

2.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，所述磷二氧化钛复合膜层(3)的厚度为90～110nm。

3.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，第一层第一Si₃N₄层(51)的厚度为20～45nm，第十三层第二Si₃N₄层(63)的厚度为50～85nm。

4.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，第二层第一AZO层(52)的厚度、第六层第二AZO层(56)的厚度和第十层第三AZO层(60)的厚度均为300～500nm。

5.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，第三层第一Ag层(53)的厚度、第七层第二Ag层(57)的厚度和第十一层第三Ag层(61)的厚度均为8～10nm。

6.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，第四层第一NiCr层(54)的厚度、第八层第二NiCr层(58)的厚度和第十二层第三NiCr层(62)的厚度均为3～5nm。

7.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，第五层第一ZnSnO₄层(55)的厚度和第九层第二ZnSnO₄层(59)的厚度均为50～85nm。

8.根据权利要求1所述的磷掺杂自洁净三银LOW-E玻璃，其特征在于，所述第一玻璃基片(1)和第二玻璃基片(2)均为浮法玻璃。