具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于節(jié)能玻璃【技術(shù)領(lǐng)域】，公開一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃及制備方法。提出的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，在所用玻璃基片的基礎(chǔ)成分上加入二氧化鈰、二氧化鈦、氧化鈷作為添加劑然后對玻璃進(jìn)行熔制，氧化鈰、二氧化鈦和氧化鈷的加入量分別為玻璃基片基礎(chǔ)成分總質(zhì)量的0.3~0.5%、0.04~0.06%和0.0001~0.0002%。在玻璃拉制成型過程中，采用氣相沉積法在線鍍膜的方法在具有吸收紫外線功能的玻璃基片上鍍有具有紅外線反射功能的紅外線反射膜層。本發(fā)明的鍍膜玻璃具有吸收紫外線、反射紅外線雙重功能，并不影響玻璃的可見光透射率和顏色。
【專利說明】具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能玻璃【技術(shù)領(lǐng)域】，公開一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外線的照射會引起光化學(xué)反應(yīng)，可使人體機(jī)能發(fā)生一系列變化，尤其是對人體的皮膚、眼睛以及免疫系統(tǒng)等造成危害。紫外線會使室內(nèi)家具、書籍、織物等有機(jī)物氧化退色、變舊、加速老化。因此，居室及一些特殊的場合需要阻止紫外線通過玻璃射入或射出，如博物館、圖書館、汽車等，以防止織物、紙張、珍貴文物等在紫外線照射下發(fā)生老化、變質(zhì)。
[0003]紅外線通過玻璃傳遞，在炎熱的夏季使室內(nèi)溫度升高，寒冷的冬季使室內(nèi)取暖的熱量流向室外，二者分別造成制冷和取暖方面的能源消耗。在玻璃上鍍制紅外線反射膜，可以達(dá)到節(jié)能的目的。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中有采用兩次鍍膜的方法制備紫外線截止和紅外線反射的鍍膜玻璃，制備方法是采用離線真空磁控濺射鍍膜方法。其必須分兩步鍍膜，先鍍一次截止紫外線的膜，再鍍一次截止紅外線的膜。雖然離線鍍膜玻璃具有綜合參數(shù)指標(biāo)好、U值低、顏色品種多等優(yōu)點(diǎn)，但存在易氧化、牢固度差等缺點(diǎn)，影響玻璃的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃及制備方法，使其具有吸收短波紫外線、降低紫外線總透過率，對紅外線有較高反射的功能，并且不影響玻璃的可見光透射率。
[0006]本發(fā)明為完成上述目的采用如下技術(shù)方案:
一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，所述鍍膜玻璃所用玻璃基片的基礎(chǔ)成分不受限制，為一般浮法玻璃成分:在所用玻璃基片的基礎(chǔ)成分上加入二氧化鈰、二氧化鈦、氧化鈷作為添加劑然后對玻璃進(jìn)行熔制，使玻璃基片具有吸收紫外線功能，同時(shí)不影響玻璃的可見光透過率和顏色；所述二氧化鈰的加入量為玻璃基片基礎(chǔ)成分總質(zhì)量的0.3^0.5%，二氧化鈦加入量為玻璃總質(zhì)量的0.04%~0.06%、氧化鈷加入量為玻璃總質(zhì)量的0.0001%~0.0002% ;在具有吸收紫外線功能的本體玻璃拉制成型過程中，采用氣相沉積法在線鍍膜的方法，在具有吸收紫外線功能的玻璃基片上鍍具有紅外線反射功能的紅外線反射膜層；所述的紅外線反射膜層為內(nèi)外兩層，內(nèi)層膜采用MBTC與TEOS原料，利用氣相沉積法得到二氧化硅和二氧化錫的混合物制得，MBTC的用量為8~10千克/小時(shí)，TEOS的用量為6^8千克/小時(shí)，內(nèi)層膜作為鈉離子阻擋層和顏色調(diào)節(jié)層，保證膜層在長期使用中不會失去性能，并使得膜層顏色均勻，外層膜為采用氣相沉積法制得的SnO2: F膜層或SnO2: Sb膜層。
[0007]所述紅外線反射膜層的總厚度為45(Tl200nm，其中內(nèi)層膜的厚度為3(T50nm。
[0008]所述SnO2 = F膜層的原料及質(zhì)量比為:MBTC: TFA=6~8:1。[0009]所述SnO2:Sb膜層的原料及質(zhì)量比為:MBTC = SbCl3 =18~22:1。
[0010]一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃及制備方法，其具體步驟如下:
O首先在玻璃基礎(chǔ)成分配方中加入0.3^0.5%的二氧化鈰、0.04%~0.06%的二氧化鈦、
0.0001°~θ.0002%的氧化鈷，采用浮法工藝生產(chǎn)具有抗紫外線功能的玻璃基片；玻璃基片的基礎(chǔ)成分及質(zhì)量百分比為一般浮法玻璃成分:二氧化硅7廣73%，氧化鈉13~14%，氧化鉀
0.01~0.5%，氧化鈣8~10%，氧化鎂3~4%，三氧化二鋁0.01~1.5%，三氧化二鐵0.008~0.12% ；
2)準(zhǔn)備鍍制具有紅外線反射功能的紅外線反射膜層的原料，內(nèi)層膜的膜層原料為MBTC與TEOS ;外層膜 的鍍膜原料采用MBTC與TFA或MBTC與SbCl3 ；
3)采用氣相沉積法在氮?dú)鈿夥罩袑ΣＡЩM(jìn)行在線鍍膜，鍍膜氣壓選擇常壓，添加水作為催化劑，采用以下方式進(jìn)行鍍膜:先對玻璃基片鍍制以MBTC與TEOS為原材料的內(nèi)層膜，內(nèi)層膜的作用有兩個(gè)，一個(gè)是作為鈉離子阻擋層，阻止玻璃中鈉離子向紅外反射膜層擴(kuò)散，保證膜層在長期使用中不會失去性能；另一個(gè)是作為顏色調(diào)節(jié)層，使得膜層顏色均勻；然后鍍制以MBTC與TFA或MBTC與SbCl3兩種之一為原材料的外膜層；在線鍍膜玻璃由于是在浮法玻璃生產(chǎn)線的高溫條件下進(jìn)行鍍膜，所以也稱為硬鍍膜，因此在鋼化爐的溫度狀態(tài)下，基本不會對膜層產(chǎn)生傷害，可直接進(jìn)行鋼化、半鋼化、熱彎等熱加工處理，進(jìn)行切割、磨邊、清洗時(shí)，也基本不會對膜層產(chǎn)生傷害；制作中空玻璃作業(yè)時(shí)，不需要對邊部進(jìn)行除膜處理；儲運(yùn)和加工時(shí)，基本不需要對膜層進(jìn)行特殊保護(hù)；鋼化時(shí)不產(chǎn)生魚鱗紋現(xiàn)象；在線鍍膜玻璃可長期存放，使用壽命長。
[0011]步驟3)中催化劑水與原材料一起汽化加入，在整個(gè)鍍膜過程中水是持續(xù)加入的，加入量為1.5kg/h。
[0012]步驟3)中玻璃基片鍍膜時(shí)采用浮法玻璃生產(chǎn)過程中玻璃帶自身熱量，溫度為675。。。
[0013]本發(fā)明采用在線氣相沉積法，在具有防紫外線功能的玻璃基片上鍍制紅外線反射膜層，使獲得的鍍膜玻璃同時(shí)具有防紫外線和紅外線雙重功能；防紫外線功能的玻璃，是在基礎(chǔ)成分中同時(shí)加入作為添加劑的二氧化鈰、二氧化鈦和氧化鈷，添加劑具有吸收紫外線和調(diào)色的功能，使玻璃基片具有吸收紫外線功能的同時(shí)，本發(fā)明用氧化鈰、氧化鈦共同用于吸收紫外線，并用氧化鈷脫色，保證玻璃具有防紫外線功能的同時(shí)，不影響玻璃的可見光透過率和顏色。
[0014]鈰在玻璃中以Ce3+和Ce4+兩種價(jià)態(tài)存在；Ce3+吸收波長為314nm的光，Ce4+吸收波長為240nm的光，吸收帶均是在紫外區(qū)，Ce4+吸收紫外線能力更強(qiáng)烈一些；鈦在玻璃中主要以Ti4+存在，Ti4+吸收波長為300nm的光，也具有防紫外線作用。加入二氧化鈰和二氧化鈦后的玻璃與加入前玻璃相比，紫外線的截止波長從300nm移至345nnT365nm ； 30(T380nm紫外線總透過率從84%降至25%以下；大大降低紫外線透過玻璃對人體的皮膚、眼睛等造成的傷害，也防止了室內(nèi)織物、紙張、珍貴文物等在紫外線照射下發(fā)生的老化、變質(zhì)；氧化鈰具有吸收紫外線的功能，加入量低于0.3%,紫外線阻擋不夠，高于0.5%時(shí)，玻璃發(fā)黃，成本也太高，因此，氧化鈰的加入量為0.3^0.5% ;二氧化鈦在玻璃中還有少量鈦以Ti3+存在，Ti3+吸收540nm的光，二氧化鈦加入多的話，會影響可見光透過率，二氧化鈦也會使玻璃發(fā)黃，因此二氧化鈦的加入量為0.04、.06% ;玻璃中引入二氧化鋪和二氧化鈦后,會使玻璃顯示微黃的顏色，根據(jù)顏色互補(bǔ)原理，玻璃中引入一定量的氧化鈷，氧化鈷使玻璃顯示藍(lán)色，藍(lán)色-黃色互補(bǔ)，可以消除由氧化鈰和氧化鈦引起的黃色，根據(jù)二氧化鈰和二氧化鈦的加入量，氧化鈷的加入量為0.0001~0.0002%。
[0015]同時(shí)，由于二氧化鈰在玻璃熔制溫度下分解放出氧(式I )，使玻璃向氧化性方向偏移，從而使吸光能力強(qiáng)的Fe2+向吸光能力弱的Fe3+轉(zhuǎn)移(式2)，進(jìn)而提高玻璃的可見光透過率；在玻璃中引入氧化鈰，能有效增加可見光透過率，使玻璃有水晶般的光澤。
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，所述鍍膜玻璃所用的玻璃基片的基礎(chǔ)成分不受限制，其特征在于:在所用玻璃基片的基礎(chǔ)成分上加入二氧化鈰、二氧化鈦、氧化鈷作為添加劑，然后對玻璃進(jìn)行熔制，使玻璃基片具有吸收紫外線功能；所述二氧化鈰的加入量為玻璃基片基礎(chǔ)成分總質(zhì)量的0.3^0.5%，二氧化鈦的加入量為玻璃基片基礎(chǔ)成分總質(zhì)量的0.04、.06%，氧化鈷的加入量為玻璃基片基礎(chǔ)成分總質(zhì)量的0.0000.0002% ;在玻璃拉制成型過程中，采用氣相沉積法在線鍍膜的方法在具有吸收紫外線功能的玻璃基片上鍍有具有紅外線反射功能的紅外線反射膜層；所述的紅外線反射膜層為內(nèi)外兩層，內(nèi)層膜采用MBTC與TEOS原料，利用氣相沉積法得到二氧化硅和二氧化錫的混合物制得，MBTC的用量為8~10千克/小時(shí)，TEOS的用量為6~8千克/小時(shí)，內(nèi)層膜作為鈉離子阻擋層和顏色調(diào)節(jié)層，保證膜層在長期使用中不會失去性能，并使得膜層顏色均勻，外層膜為采用氣相沉積法制得的SnO2 = F膜層或SnO2 = Sb膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，其特征在于:所述紅外線反射膜層的總厚度為45(Tl200nm，其中內(nèi)層膜的厚度是30nnT50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，其特征在于:所述的外膜層為SnO2:F膜層或SnO2: Sb膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，其特征在于:所述SnO2 = F膜層的原料及質(zhì)量比為:MBTC:TFA=6~8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃，其特征在于:所述SnO2ISb膜層的原料及質(zhì)量比為=MBTC =SbCl3 =18~22:1。
6.一種具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:制備方法的具體步驟如下: 1)、首先在玻璃基礎(chǔ)成分配方中加入0.3^0.5% 二氧化鈰、0.04、.06%的二氧化鈦、0.0000.0002%的氧化鈷，采用浮法工藝生產(chǎn)具有抗紫外線功能的玻璃基片；玻璃基片的基礎(chǔ)成分及質(zhì)量百分比為一般浮法玻璃成分:二氧化硅7廣73%，氧化鈉13~14%，氧化鉀0.ΟΟ.5%，氧化鈣8~10%，氧化鎂3~4%，三氧化二鋁0.01~1.5%，三氧化二鐵0.008~0.12% ； 2)、準(zhǔn)備鍍制具有紅外線反射功能的紅外線反射膜層，內(nèi)層膜的原料為MBTC與TEOS；外層膜的鍍膜原料采用MBTC =TFA或MBTC =SbCl3 ； 3)、采用氣相沉積法在氮?dú)鈿夥罩袑ΣＡЩM(jìn)行在線鍍膜，鍍膜氣壓選擇常壓，添加水作為催化劑，采用以下方式進(jìn)行鍍膜:先對玻璃基片鍍制以MBTC與TEOS為原材料的內(nèi)層膜，內(nèi)層膜的作用有兩個(gè)，一個(gè)是作為鈉離子阻擋層，保證膜層在長期使用中不會失去性能；另一個(gè)是作為顏色調(diào)節(jié)層，使得膜層顏色均勻；然后鍍制以MBTC:TFA或MBTC =SbCl3兩種之一為原材料的外膜層；在線鍍膜玻璃由于是在浮法玻璃生產(chǎn)線的高溫條件下進(jìn)行鍍膜，所以也稱為硬鍍膜，因此在鋼化爐的溫度狀態(tài)下，基本不會對膜層產(chǎn)生傷害，可直接進(jìn)行鋼化、半鋼化、熱彎等熱加工處理，在進(jìn)行切割、磨邊、清洗時(shí)，也基本不會對膜層產(chǎn)生傷害；制作中空玻璃作業(yè)時(shí)，不需要對邊部進(jìn)行除膜處理；儲運(yùn)和加工時(shí)，基本不需要對膜層進(jìn)行特殊保護(hù)；鋼化時(shí)不產(chǎn)生魚鱗紋現(xiàn)象；在線鍍膜玻璃可長期存放，使用壽命長。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:催化劑水與原材料一起汽化加入，加入量為1.5Kg/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有防紫外線和紅外線雙重功能的在線鍍膜玻璃的制備方法，其特征在于:玻璃基片鍍膜時(shí)采用浮法玻璃生產(chǎn)過程中玻璃帶自身熱量，溫度為675。。。`
【文檔編號】C03C17/34GK103693862SQ201310700853
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】呂皓, 趙會峰, 魯鵬, 賴新宇, 蘇庭志, 周莉, 陳垂昌, 潘國治, 吳建玉, 劉曉娟 申請人:海南中航特玻材料有限公司