一种镀膜玻璃的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种镀膜玻璃的制备方法，属于镀膜玻璃材料技术领域。本发明专利技术将废旧玻璃磨成粉，掺杂稀土氧化镧、石英粉和氮化硅，进行渗氮处理并熔化，制备出基体玻璃，采用溅射镀膜法在基体玻璃镀一层氮化钛薄膜，采用溶胶‑凝胶法，制备硅溶胶，在氮化钛薄膜表面浸渍镀膜，制备出一种镀膜玻璃；在稀土金属氧化物中，氧化镧能大量地被溶解在玻璃中并且能提高玻璃的折射率，降低色散率，增大玻璃的硬度，提高软化温度，提高光学玻璃的化学稳定性，有效地防止水和酸对玻璃表面的侵蚀；石英粉能有效提高玻璃的软化温度；氮化钛薄膜既带有共价化合物的高熔点、高硬度、良好的热力稳定性以及耐腐蚀性等特点，又具备金属所特有的良好热导性和电导性。

A preparation method of coated glass

【技术实现步骤摘要】
一种镀膜玻璃的制备方法
本专利技术涉及一种镀膜玻璃的制备方法，属于镀膜玻璃材料

技术介绍
建筑能耗在能源消耗中占据了很大部分，因此设计节能环保建筑是未来发展的趋势。随着经济的发展，能源消耗快速增加，由能源消耗引起的一系列环境问题例如全球变暖、空气污染等日益加剧。在能源消耗中，建筑能耗占据了很大一部分，因此设计节能环保建筑是未来建筑发展的趋势，而建筑玻璃在节能建筑中起到的作用不容忽视。对于具有节能性的玻璃，不仅要满足一定的采光性能，同时需要有良好的隔热性，减少夏天室外热辐射进入室内以及冬天室内温度散失，最大程度减少室内空调等调控温度设备的能耗。阳光控制玻璃是在玻璃表面沉积金属及其氮化物或者氧化物的薄膜，形成单层或多层膜，使其对太阳光辐射选择性透过和反射，减少太阳辐射进入室内，在夏季可以降低室内的温度，节省空调耗能。此外，阳光控制玻璃不同的反射颜色带来了丰富的外观效果，具有装饰作用。比较理想的阳光控制玻璃应具有较高的阳光反射特性，同时还要尽量保持一定的透光度，既能满足室内采光的需求，又能最大限度减少太阳热辐射透过，起到建筑隔热作用。Low-E玻璃即低辐射镀膜玻璃，表示在玻璃上所镀膜层具有较低的辐射系数，对室内物体产生的波长在5u~25um的红外辐射具有反射作用。辐射率是物体的辐射系数与黑体辐射系数之比。普通玻璃的辐射率是0.84，在冬季，玻璃可以吸收中远红外的辐射并进一步通过辐射将热量传递到室外，通过镀一层低辐射膜（辐射率一般在0.04~0.2），可以减少辐射散热，降低玻璃体系的传热。目前市面上应用的低辐射薄膜分为两种：一种是透明导电薄膜，这种薄膜在中远红外区域的反射率较高，在可见到近红外光的反射率低，透过率高；另外一种是银系复合薄膜（—般是由衬底膜、金属膜和保护膜组成），这种低辐射膜的红外反射性能可延伸到近红外区域，因此还兼具阳光控制的作用，辐射率更低，可见光透过率可保持在70%。但是银系膜层容易氧化，膜层软且不易处理，因此大规模生产应用的成本较高。对于单片使用Low-E玻璃，由于低辐射膜处于使用环境中，薄膜表面由于灰尘、水、油污等影响，表面热辐射系数会大大增加，影响其隔热性能。因此可以将低辐射坡璃与双层中空或真空玻璃相结合，提高玻璃的隔热性能。真空玻璃釆用两片平板玻璃构成，玻璃四周用低熔点玻璃密封起来，玻璃之间间隙宽度为0.1~0.2mm，真空度小于0.lPa，缝隙内均匀分布有非常小的圆柱形机械支撑柱，为帮助玻璃承受两边的大气压。支撑柱的材料可以是玻璃、金属或者合金。其中一片平板玻璃上还具有抽气管，通过抽气管将间隙间的气体抽走。由于真空玻璃的真空层的对流传热及传导传热已经降得很低，辐射传热成为传热的主导因素，解决这一问题可以釆用在真空层玻璃内表面镀低辐射膜的方法。真空玻璃由于具有较好的保温、防结露结霜等性能尤其适用于北方较寒冷地区。但由于其生产设备自动化程度低，产品质量不稳定，成本较高，因此暂时无法投入大规模商业生产。玻璃镀膜技术根据成膜机理可分为化学镀膜和物理镀膜。化学镀膜是指在镀膜过程中由物质间的的化学反应形成薄膜，如化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、热喷涂法、电浮法等；物理镀膜是通过物理方法将薄膜沉积在基板上，没有化学反应产生，如真空蒸发法、溅射法、离子束沉积法等。化学气相沉积（CVD）技术是利用化学气态前驱反应物质在一定温度的反应室中通过化学反应在基板表面上形成固态薄膜的技术。该方法可用于在玻璃上制备多种材料，例如Si、AI、Sn、Ti等的氧化物，SiN、TiN等，从而为玻璃提供特定光学或者电学性能。许多功能型镀膜产品包括Low-E玻璃，阳光控制玻璃，防静电涂层、防磨损涂层都可以采用CVD法制备。溶胶一凝胶技术是指金属有机或无机化合物（称前驱物），经水解缩聚反应分别经历溶液、溶胶、凝胶固化，在溶胶或凝胶状态下成型，然后经热处理转化为氧化物或其他化合物的固体材料的方法。目前，溶胶-凝胶工艺在玻璃镀膜方面主要用于制备各种氧化物薄膜，如SiO2、TiO2、Al2O3等，前驱体多采用金属醇盐或类金属醇盐，应用范围很广。溅射镀膜法是一种物理镀膜方法，是指利用直流高压或高频电压使真空室中的惰性气体电离，产生辉光放电等离子体，电离产生的荷能粒子（如正离子、电子等）轰击靶材，使靶材表面原子或原子团逸出，并在工件的表面形成与靶材成分相同的薄膜。早期的直流溅射技术成膜速率较低，等离子体离化率低，基片热效应明显，为了解决这些问题，在靶材的背面加上了磁场，形成了最早的磁控溅射技术。真空蒸镀法是在真空条件下，将制备膜层的材料，如金属合金或金属氧化物加热到一定温度条件下，材料蒸发或气化，原子或分子从蒸发源转移并沉积到基板表面形成薄膜。该技术可以用于玻璃表面镀单层金属膜，如链、银、铜等，也可用于镀多层金属膜。该技术生产效率较低，生产膜材料的种类不如溅射法多，膜的枯附性和耐磨性一般，且镀膜面积有限，因此限制了其在大规模生产中的应用。热喷涂技术是将高温下易分解的有机金属盐溶液或粉末用喷枪喷涂于热玻璃表面热解成膜的技术，该技术可用于生产线上，实现连续喷涂镀膜。并可以通过变化有机金属盐粉末的成分，制备出不同配比的薄膜。这种方法可以有效控制薄膜的成分和颜色，但耐久性差，生产效率不高，并且会产生一定的环境污染。热喷涂法有等离子喷涂，火焰喷涂，电弧喷涂等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有制备方法温度过高，影响沉积薄膜性能的问题，提供了一种镀膜玻璃的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将废旧玻璃进行洗涤处理，自然晾干，即得干净玻璃，将干净玻璃进行破碎、研磨并过筛处理，即得废旧玻璃粉；（2）将废旧玻璃粉、稀土氧化镧、石英粉和氮化硅混合，进行球磨处理，即得混合粉末，将混合粉末进行渗氮处理，即得预处理粉体，将预处理粉体置于烧结炉中，保温烧结处理，随炉温冷却，即得基体玻璃；（3）在基体玻璃表面进行溅射成膜处理，即得半成品；（4）取正硅酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、质量分数为2%硝酸、无水乙醇、去离子水，将正硅酸乙酯和无水乙醇混合，进行搅拌处理，即得反应液，在反应液中加入去离子水、N，N-二甲基甲酰胺和质量分数为2%硝酸，在温度为35～45℃下继续搅拌1～2h，即得复合溶胶；在半成品表面进行浸渍镀膜，并进行热处理，冷却至室温，即得镀膜玻璃。步骤（1）所述的清洗处理步骤为：将废旧玻璃分别用无水乙醇和丙酮清洗2～3次后，用去离子水冲洗3～5次。步骤（1）所述的研磨过筛处理步骤为：将干净玻璃进行破碎、研磨并过60～80目筛。步骤（2）所述的球磨处理步骤为：按质量比10∶1∶2∶1将废旧玻璃粉、稀土氧化镧、石英粉和氮化硅混合，在转速为200～300r/min下球磨8～10h。步骤（2）所述的渗氮处理步骤为：将混合粉末在压力为10～100Pa、温度为300～350℃、电压为400～700V下，渗氮处理2～3h。步骤（2）所述的保温烧结处理步骤为：将预处理粉体置于烧结炉中，在氮气气氛下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀膜玻璃的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：/n（1）将废旧玻璃进行洗涤处理，自然晾干，即得干净玻璃，将干净玻璃进行破碎、研磨并过筛处理，即得废旧玻璃粉；/n（2）将废旧玻璃粉、稀土氧化镧、石英粉和氮化硅混合，进行球磨处理，即得混合粉末，将混合粉末进行渗氮处理，即得预处理粉体，将预处理粉体置于烧结炉中，保温烧结处理，随炉温冷却，即得基体玻璃；/n（3）在基体玻璃表面进行溅射成膜处理，即得半成品；/n（4）取正硅酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、质量分数为2%硝酸、无水乙醇、去离子水，将正硅酸乙酯和无水乙醇混合，进行搅拌处理，即得反应液，在反应液中加入去离子水、N，N-二甲基甲酰胺和质量分数为2%硝酸，在温度为35～45℃下继续搅拌1～2h，即得复合溶胶；在半成品表面进行浸渍镀膜，并进行热处理，冷却至室温，即得镀膜玻璃。/n

【技术特征摘要】
1.一种镀膜玻璃的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将废旧玻璃进行洗涤处理，自然晾干，即得干净玻璃，将干净玻璃进行破碎、研磨并过筛处理，即得废旧玻璃粉；
（2）将废旧玻璃粉、稀土氧化镧、石英粉和氮化硅混合，进行球磨处理，即得混合粉末，将混合粉末进行渗氮处理，即得预处理粉体，将预处理粉体置于烧结炉中，保温烧结处理，随炉温冷却，即得基体玻璃；
（3）在基体玻璃表面进行溅射成膜处理，即得半成品；
（4）取正硅酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、质量分数为2%硝酸、无水乙醇、去离子水，将正硅酸乙酯和无水乙醇混合，进行搅拌处理，即得反应液，在反应液中加入去离子水、N，N-二甲基甲酰胺和质量分数为2%硝酸，在温度为35～45℃下继续搅拌1～2h，即得复合溶胶；在半成品表面进行浸渍镀膜，并进行热处理，冷却至室温，即得镀膜玻璃。


2.根据权利要求1所述的一种镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的清洗处理步骤为：将废旧玻璃分别用无水乙醇和丙酮清洗2～3次后，用去离子水冲洗3～5次。


3.根据权利要求1所述的一种镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的研磨过筛处理步骤为：将干净玻璃进行破碎、研磨并过60～80目筛。


4.根据权利要求1所述的一种镀膜玻璃的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的球磨处理步骤为：按质量比10∶1∶2∶1将废旧玻璃粉、稀土氧化镧、石英粉和氮化硅混合，在转速为200～300r/min下球磨8～10h。


5.根据权利要求1所述的一种镀膜玻璃的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟浩影，
申请(专利权)人：广州环世旅游旅行社有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44