一种高透低辐射镀膜玻璃的制作方法

本发明涉及镀膜玻璃技术领域，尤其涉及一种特殊膜结构可钢化镀膜玻璃,具有高可见光透过、低辐射率的特点。

背景技术：

当前我国非常重视建筑的节能性，因此低辐射镀膜玻璃已经普遍应用到建筑幕墙当中。且从2015年以来无论是国际还是国内都掀起了一股超大节能结构玻璃的设计及使用热潮。

超大节能结构玻璃显然要具备三个特性：第一是玻璃成品尺寸超出常规3300mm*6000mm的尺寸，一般长度均在10米以上；第二是具备节能效果，因此都是镀有low-e的复合中空产品；第三是在建筑中充当部分建筑力学结构性。在超大节能结构玻璃的使用过程中，人们在对玻璃节能性的要求逐步提高的同时，还希望其透光度尽可能提高且颜色中性。目前市场上的low-e产品具备以下三个缺点：

第一：见光透过≤87％；

第二：隔热性能中的主要衡量标准是辐射率≥0.08(数值越小节能性越好)以上；

第三：相关高透产品在钢化、夹胶及合中空过程中容易氧化，不利于加工。

传统高透可钢低辐射镀膜玻璃采用真空磁控溅射镀膜技术制作，其结构为:玻璃基片，玻璃基片的一侧具有低辐射镀膜层，由内向外依次设置有保护层、连接层、功能层、阻挡层、连接层、保护层。若想获得较高的可见光透过率，势必要减薄该膜层中阻挡层的厚度。但是该种方法会造成镀膜产品在后续加工过程中容易氧化的弊端。最外层保护层目前有些厂家采取镀一层5-10nm的tiox，会起到一定的改善加工性的效果，但是并不适合超大超厚玻璃的加工，由于tiox材料的致密性差，附着力小，其保护功能并不完美，而且在加工过程轻微的触碰就容易造成脱落。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供了一种一种高透低辐射镀膜玻璃，其见光透过率大于87％，节能性能好，是一种耐加工性较强的具备低辐射率超高透型镀膜产品。

为了实现上述目的，技术方案如下:

一种高透低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片和镀在所述玻璃基片一个表面的膜层，所述膜层自玻璃基片的一侧由里向外依次包括：第一层保护层、第二层连接层、第三层功能层、第四层阻挡层、第五层连接层、第六层保护层、第七层耐氧化保护层。

所述膜层采用真空磁控溅射镀膜方法镀于玻璃基片的一个表面，其中第一层保护层材料为金属氮化物、硅的氮化物或者金属氮化物与硅的氮化物组合物；所述第二层连接层材料为znalox或陶瓷状态的azo材料；所述第三层功能层材料为ag，所述第四层阻挡层材料为nicr，所述第五层连接层材料为陶瓷状态的azo；所述第六层保护层材料为sialnx；所述第七层耐氧化保护层材料为陶瓷状态的zrox。

优选：

所述第一层保护层材料为sialnx；所述第二层连接层材料为znalox；所述第三层功能层材料为ag，所述第四层阻挡层材料为nicr，所述第五层连接层材料为陶瓷状态的azo材料；所述第六层保护层材料为sialnx；第七层耐氧化保护层材料为陶瓷状态的zrox。

优选：所述第一层保护层厚度为15-40nm；所述第二层连接层厚度为5-30nm；所述第三层功能层厚度为5-15nm，所述第四层阻挡层厚度为1-8nm，所述第五层连接层厚度为5-30nm；所述第六层保护层厚度为10-30nm；第七层耐氧化保护层厚度为2-20nm；

优选：所述第一层保护层25-40nm、第二层连接层20-35nm、第三层功能层6-10nm、第四层阻挡层2-5nm、第五层连接层8-15nm、第六层保护层15-25nm、第七层耐氧化保护层5-12nm。

优选：所述第一层保护层25nm、第二层连接层27nm、第三层功能层9nm、第四层阻挡层3nm、第五层连接层15nm、第六层保护层23nm、第七层耐氧化保护层8nm。

所述第一层保护层sialnx的硅铝靶为硅铝重量比为5％一15％，硅、铝的纯度均为99.900％—99.999％；所述第二层连接层znalox的锌铝靶为锌铝重量比为10％一30％，锌、铝的纯度均为99.900％-99.999％；所述功能层银靶纯度为99.900％一99.999％；所述阻挡层镍铬靶为铬镍重量比为20％一30％；所述陶瓷状态的azo陶瓷靶纯度为99.50％一99.99％；所述陶瓷状态zrox的陶瓷靶纯度为99.50％一99.99％。

所述第二层连接层锌铝靶采用纯氧气溅射。

所述第四层阻挡层为平面阴极，通过减小溅射挡板开口的方法过滤掉较低能量的溅射离子，从而得到致密nicr阻挡层；所述溅射开口为50mm。

所述第七层耐氧化保护层为陶瓷zrox靶材，成膜过程中在恒定的成膜可见光吸收下进行溅射，所述溅射气体体积比为氧气：氩气≥90/1200。

优选：氧气：氩气＝100/1200。

本发明主要通过在膜层中引入zrox材料作为保护层并通过工艺手段和选材制备高致密连接层、阻挡层来实现高透过低辐射率可钢产品的加工性。本申请虽然多加了一层zrox材料保护层，但本发明的镀膜玻璃并没有因为层数的增加，而降低透过率，相反，由于各层材料的配合，使得本发明的镀膜玻璃高透过度，且低辐射率，而且层材料结构致密，实现了加工性能好的特点。

sialnx作为保护层，其结构致密、防水性好，在高温条件下底层的sialnx能够阻止玻璃的钠离子穿透，避免对银层造成影响。

znalox，也可以选用陶瓷状态的azo材料(烧结法制备氧化锌铝陶瓷靶材zno:al,简称azo靶材)，为金属复合材料的氧化物，该材料的围观结构具有很好的致密性，晶格结构小成膜平滑可以起到很好的连接作用。

ag，其对于可见光按具有较好的透过率，能保证自然采光良好，但同时又能有效限制太阳热辐射的透过，尤其是近红外热辐射的透过。双银镀层的主要功能材料。

阻挡层选用nicr，具有良好的抗酸碱耐腐蚀性能，能够保护银层被氧化。

azo，由znox和a1烧制而成的具有陶瓷功能的氧化物膜层，其晶体结构致密，能提高膜层平整度，提高膜层的牢固程度，在连接层中使用该材料可以起到避免在钢化过程中对银层的氧化。

zrox，由氧化锆粉末进行提纯及超细磨制后采用喷涂烧制而成具有陶瓷功能的氧化物膜层，其晶体结构致密，有较高的硬度及热稳定性，同时作为保护层具备较好的耐酸碱性。

本发明涉及可钢化高透低辐射率镀膜玻璃，主要是通过在传统可钢化单银产品特定保护层外部增加锆的氧化物作为耐高温及耐酸碱腐蚀保护层。同时通过对第二层连接层及第四层阻挡层进行工艺气氛及成膜工况进行调整最终获得高致密膜层。利用以上两种方面的改善来最终实现具备较高耐加工性的高透过低辐射率的可钢化low-e产品。

本发明获得高致密膜层的方法：

1、所述第二层连接层需要将常规氩气和氧气混合溅射改为纯氧气溅射，使用该方法所获得的znalox膜层平整度及致密性要远高于常规溅射方法。同时在该膜层上再制备ag层功能层会得到更低的辐射率；

2、所述第四层阻挡层为平面阴极，通过减小溅射挡板开口(本发明使用的溅射开口为50mm)的方法过滤掉较低能量的溅射离子，从而得到致密nicr阻挡层；

3、所述第七层保护层为陶瓷zrox靶材，成膜过程中严格控制该膜层成膜可见光吸收，需要在相对恒定的成膜可见光吸收下进行溅射(见表1)。即所述状态要到达成膜可见光吸收量不随反应气体比例的升高而变化。

表1zrox膜层不同气体比例膜层吸收试验

备注:取吸收率相对恒定的气体比例，即氧含量≥90/1200，优选100/1200

附图说明

图1本发明双银低辐射镀膜玻璃结构示意图，

图2本发明双银低辐射镀膜玻璃结构示意图(含每层材料及厚度)，

图36mm白玻基片膜层玻面光谱，

图46mm白玻基片膜层膜面光谱，

图56mm白玻基片膜层透射光谱，

图66mm白玻基片锡面光谱，

图76mm白玻基片空气面光谱，

图86mm白玻基片透射光谱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，包括玻璃基片和镀在所述玻璃基片一个表面的膜层，所述膜层自玻璃基片的一侧由里向外依次包括：保护层、连接层、功能层、阻挡层、连接层、保护层和耐氧化保护层。

如图2所示：一种双银低辐射镀膜玻璃，包括玻璃基片和镀覆在所述玻璃基片表面的膜层；所述膜层自所述玻璃基片的一侧向外依次设置有厚度为所述第一层保护层厚度为15-40nm；所述第二层连接层厚度为5-30nm；所述第三层功能层厚度为5-15nm，所述第四层阻挡层厚度为1-8nm，所述第五层连接层厚度为5-30nm；所述第六层保护层厚度为10-30nm；第七层耐氧化保护层厚度为2-20nm。

实施例1

具体事实参数如下表：生产速度3m/min，

检测：

1、6mm白玻基片采用天津信义生产的高档镀膜及浮法原片。

2、测量设备为：北京奥博泰公司生产的filmonitor6300在线测量设备。

最终产品钢化后颜色如图3-5的实测数据为例：

玻面反射色：y:4.56a*：1.12b*：-8.18

膜面反射色：y:4.06a*：1.22b*：-7.75

透过色：y:88.87a*：-2.32b*：1.70

所使用的6mm基片颜色如图6-8实测数据：

玻面反射色：y:7.65a*：-0.70b*：-0.49

膜面反射色：y:7.63a*：-0.72b*：-0.49

透过色：y:88.96a*：-1.55b*：0.41

通过将本发明提及的6mm钢化后透过色y值与未镀膜的6mm白玻基片进行对比，发现数值几乎一致。且室外观测为蓝灰色系，颜色均匀无角度变色现象，满足了人们对于高采光及高节能性能的双重要求。

3、国际标准检测(lambda950分光光度计及傅里叶红外光谱仪测量数据)

对实施例中的产品进行相关的性能检测:

1、耐磨性实验:以镀膜面为磨耗面，将产品试样安装在磨耗试验机的水平回转台上旋转试样；试样旋转50次，试验前后可见光透射比平均值的差值的绝对小于值4。

2、耐加工性能测试：对该产品进行12mm厚11米*3.3米的原品采用先镀膜而后弯钢夹胶及中空操作。膜面裸露接触高压釜气氛经12小时蒸烤未出现氧化现象，且深加工过程中颜色稳定无氧化现象。