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技术

本发明专利技术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及其制备方法，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。本发明专利技术的内侧实现红外线截止节能功能，外侧实现防紫外疏水疏油防污功能，膜层实现节能、防紫外、疏水功能，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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及其制备方法。
技术介绍
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。本专利技术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。
技术实现思路
本专利技术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及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本专利技术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。本专利技术所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫外节能疏水薄膜的制备方法，包括如下步骤：(1)采用平衡或非平衡磁控溅射方式，镀膜设备的进出片部分要求洁净度十万级以内，冷却水温度在15～24℃，湿度小于60％；打开镀膜设备，抽真空至满足本底真空要求：镀膜室真空度<3×10-3Pa、其他真空室真空度<0.7Pa；(2)舷窗有机玻璃基底经清洗机清洗后，以立式或卧式方式进入镀膜设备，依次通过进入室、隔离室，到达镀膜室，基片在进入室时抽真空至1～3Pa之间，打开隔离阀进入隔离室，关闭隔离阀，抽真空使隔离室真空度小于1.5Pa以下之后进入镀膜室；进入镀膜室后，关闭隔离室与镀膜室间的隔离阀，同时通入氩气和相应工艺气体维持真空度在0.3～0.8Pa之间；(3)待镀膜室腔体内充入氩气和工艺气体的总气压稳定后，将有机玻璃基底的A面正对靶面，A面与靶面之间的距离保持在8～25cm，连续开启中频电源或直流电源，依次在基底的A面上镀制节能功能层和保护层；(4)A面镀膜结束后，有机玻璃基底经过隔离室、离开室；(5)清洗上片，对B面进行镀膜，重复步骤(1)～(3)，镀膜过程中基底传输速度保持平稳均匀，速度范围为0.5～2.5m/min。进一步地，在步骤(1)中，所述电源为中频电源、直流电源或射频电源；在步骤(2)和(3)中，工艺气体为氧气。更进一步地，在步骤(3)中，电源采用恒功率的范围为5～35kw或恒电流的范围为5～35A。进一步地，在步骤(3)中，镀制金属层时，电源采用恒功率范围为0.5～2kw，镀制聚四氟乙烯时采用射频电源。有益效果：本专利技术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，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术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、氧化锆和氧化铟锡本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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所述的用于通航飞机座舱玻璃的防紫...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘战合，周鹏，王晓璐，郝爱民，魏振伟，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南;41