一种单银层low-e真空玻璃的制作方法

[0001]
本发明涉及一种真空玻璃，尤其涉及一种单银层low-e真空玻璃。


背景技术：

[0002]
近年来，真空玻璃因优良的隔热和隔音性能在建筑领域得到广泛应用。真空玻璃的制备过程一般是在两片平板玻璃基板之间均匀布置满足应力要求的若干支撑物，然后将两片平板玻璃基板四周用低熔点玻璃粉或其他封接材料密封，将其间隙抽成真空，最后密封抽气孔。两块玻璃基板之间形成的真空层一般在0.1～0.2mm，其可以有效降低气体热传导和对流换热，为提高隔热效果，通常一块玻璃或两块玻璃基板采用low-e(low emission，低辐射)玻璃以降低辐射换热，其low-e膜位于两块玻璃相对的一侧。
[0003]
为实现真空玻璃的低辐射，一般采用在线low-e玻璃或双银层low-e玻璃作为玻璃基板。在线low-e玻璃是在玻璃制备过程中，往热的玻璃表面喷涂以锡盐为主要成分的化学溶液，形成单层具有一定低辐射性能的氧化锡(sno
2
)化合物薄膜而制成的。在线low-e玻璃可见光透过率一般在0.7左右，膜层坚固耐用，该技术的主要不足在于：(一)在线low-e玻璃的的膜层材料为半导体氧化物，其红外发射率在0.2左右，而一般金属膜(例如银膜)发射率小于0.1，因此在线low-e玻璃隔热性能仍有进步空间；(二)在线low-e玻璃的钢化过程是带膜钢化的，钢化过程可能产生颜色变化和变形等问题，因此全钢化真空玻璃一般不采用在线low-e玻璃，非全钢化真空玻璃强度和安全性能有一定缺陷。双银层low-e真空玻璃一般采用真空磁控溅射镀膜工艺，在玻璃表面镀制双银多层膜结构，其low-e膜结构一般为玻璃基底/介质/银/屏蔽层/介质/银/屏蔽层/介质，这种low-e膜发射率较低，一般为0.05～0.1，但由于膜结构中金属层较厚，可见光透过率较低，一般为0.4～0.5。
[0004]
因此，迫切需要一种高强度、高可见光透过率、低辐射率、隔热性能好的low-e真空玻璃来满足市场需要。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于提供一种高强度、高可见光透过率、低辐射率、隔热性能好的low-e真空玻璃。
[0006]
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0007]
一种单银层low-e真空玻璃，包括上玻璃基板(1)、下玻璃基板(2)，上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)之间具有支撑物(3)，上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)周边用封边材料(4)密封形成内部真空腔，还包括通过磁控溅射镀在上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)表面的low-e膜(5)，其特征在于：上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)均为钢化玻璃；一块或两块玻璃基板真空侧表面上由内向外依次地磁控溅射有三个膜层或五个膜层。
[0008]
作为对本发明的限定，本发明所述的三个膜层的第一层即最内层为氧化锌铝、氮化硅或者氧化钛，第二层为银铜合金或银铝合金，第三层为氧化锌铝、氮化硅或者氧化钛；所述的五个膜层的第一层为氧化锌铝、氮化硅或者氧化钛，第二层为镍铬合金或纯铬，第三
层为银铜合金或银铝合金，第四层为镍铬合金或纯铬，第五层为氧化锌铝、氮化硅或者氧化钛。
[0009]
作为对本发明的进一步限定，本发明所述的三层膜的第一膜层的厚度为30～40nm，第二膜层的厚度为10～15nm，第三膜层的厚度为30～40nm；所述的五层膜的第一膜层厚度为30～40nm，第二膜层的厚度为0.5～1.5nm，第三膜层的厚度为10～15nm，第四膜层的厚度为0.5～1.5nm，第五膜层的厚度为30～40nm。氧化锌铝中氧化锌和氧化铝的质量比为98:2，银铜合金中银的质量分数为90％～95％，镍铬合金中镍的质量分数为70％～90％。
[0010]
作为对本发明的再一步限定，本发明所述的封边材料(5)采用激光焊接的密封方式，封边材料为低熔点玻璃粉；也可以采用加热烧结的密封方式，封边材料为低熔点玻璃粉、有机物乙烯/乙烯醇共聚物(evoh)或金属铟。
[0011]
采用上述技术方案后，本发明具有以下优点：
[0012]
采用钢化玻璃作为基材，有效地提高了真空玻璃的结构强度，使得真空玻璃不易破碎，即使破碎后也不会掉落对人造成伤害，提高了其安全性。采用磁控溅射法将镀膜层溅射在玻璃基片上，镀膜层与玻璃基材间结合力强，镀膜层致密、均匀。氧化锌铝中氧化铝的掺杂，银铜合金中铜的掺杂，使得它们的稳定性分别优于纯氧化锌和银，制备得到的膜层结构坚固、性质稳定，五层膜low-e膜中镍铬合金层也可以增强膜层的稳定性。三层膜和五层膜low-e膜均是单银层结构，银铜合金层厚度为10nm左右，远低于双银层结构(两层银厚度之和大于20nm)，且金属层两侧的氧化锌铝可以降低膜层的反射率，使得单银层结构可以兼具高可见光透过率和低辐射率，其中采用三层膜结构的真空玻璃可见光透过率超过0.65，五层膜结构的真空玻璃超过0.55，两者辐射率均小于0.1。因此本发明可以实现真空玻璃高强度、高透光率、低辐射率的统一。
附图说明
[0013]
图1是采用单片low-e玻璃的真空玻璃结构示意图，其中(1)是上玻璃基板，(2)是下玻璃基板，(3)是上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)之间的支撑物，(4)是上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)周边密封所用的封边材料，(5)是通过磁控溅射镀在玻璃基板表面的low-e膜；
[0014]
图2是采用双片low-e玻璃的真空玻璃结构示意图，其中(1)是上玻璃基板，(2)是下玻璃基板，(3)是上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)之间的支撑物，(4)是上玻璃基板(1)和下玻璃基板(2)周边密封所用的封边材料，(5)、(6)是通过磁控溅射镀在玻璃基板表面的low-e膜；
[0015]
图3是本发明采用的三层膜low-e膜方案结构示意图；
[0016]
图4是本发明采用的五层膜low-e膜方案结构示意图。
具体实施方式
[0017]
本发明将就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
[0018]
现结合具体实施例对本发明的内容进行详细的说明，但是本发明的技术方案不限于此。
[0019]
实施例1
[0020]
单片三层膜low-e玻璃的真空玻璃的制备过程如下：
[0021]
首先在玻璃基板之间均匀布置支撑物，玻璃基板中的一块为三层膜low-e玻璃，支撑物采用玻璃材质的玻璃方片或玻璃小圆柱。然后在玻璃基板的四周布置低熔点玻璃粉作为封边材料，将布置好的真空玻璃组件放置于真空炉内，用真空机组对真空炉内抽真空，使用激光对低熔点玻璃粉进行加热熔合，完成对真空玻璃周边的密封。由于封边过程在真空炉内完成，所以真空玻璃不需要抽气孔。
[0022]
其中三层low-e膜的第一层即最内层为氧化锌铝，所用氧化锌铝中氧化锌和氧化铝的质量比均为98:2，膜层厚度为30～40nm，第二层为银铜合金，所用银铜合金中银的质量分数为90％～95％，膜层厚度为10～15nm；第三层为氧化锌铝，膜层厚度为30～40nm。
[0023]
通过分光光度计测量得到真空玻璃的可见光透过率约0.69，作为对比单片在线low-e玻璃的真空玻璃透过率约0.65，单片双银层low-e玻璃的真空玻璃的透过率约0.45。采用傅里叶红外光谱仪测得的low-e膜的辐射率约为0.09，而在线low-e玻璃的辐射率约为0.2，双银层low-e膜的辐射率约为0.05。本发明的真空玻璃的辐射换热系数约0.40w/(m
2
·
k)，采用单片在线low-e玻璃和单片双银层low-e玻璃的真空玻璃的辐射换热系数分别约0.89和0.23w/(m
2
·
k)，传热系数越小，隔热性能越好，本发明的真空玻璃的隔热性能要优于采用在线low-e玻璃的真空玻璃，略逊于采用双银层low-e玻璃的真空玻璃，但是拥有最高的可见光透过率。此外，以钢化玻璃作为基材能够保证结构强度，实现了真空玻璃高强度、高可见光透过率、低辐射率、隔热性能好的统一。
[0024]
实施例2
[0025]
双片三层膜low-e玻璃的真空玻璃的制备过程如下：
[0026]
首先在玻璃基板之间均匀布置支撑物，两块玻璃基板均为三层膜low-e玻璃，支撑物采用玻璃材质的玻璃方片或玻璃小圆柱。然后在玻璃基板的四周布置低熔点玻璃粉作为封边材料，将布置好的真空玻璃组件放置于真空炉内，用真空机组对真空炉内抽真空，使用激光对低熔点玻璃粉进行加热熔合，完成对真空玻璃周边的密封。
[0027]
其中三层low-e膜的第一层即最内层为氧化锌铝，所用氧化锌铝中氧化锌和氧化铝的质量比均为98:2，膜层厚度为30～40nm，第二层为银铜合金，所用银铜合金中银的质量分数为90％～95％，膜层厚度为10～15nm；第三层为氧化锌铝，膜层厚度为30～40nm。
[0028]
测得真空玻璃的可见光透过率约0.56，作为对比双片在线low-e玻璃的真空玻璃透过率约0.5，双片双银层low-e玻璃的真空玻璃的透过率约0.3～0.4。low-e膜的辐射率约为0.09。本发明的真空玻璃的辐射换热系数约0.22w/(m
2
·
k)，采用双片在线low-e玻璃和双片双银层low-e玻璃的真空玻璃的辐射换热系数分别约0.51和0.12w/(m
2
·
k)，本发明的真空玻璃的隔热性能要优于采用在线low-e玻璃的真空玻璃，略逊于采用双银层low-e玻璃的真空玻璃。单银层low-e膜的使用使得真空玻璃获得了最高的可见光透过率，同时也保证了隔热性能，实现了两者的统一。
[0029]
实施例3
[0030]
单片五层膜low-e玻璃的真空玻璃的制备过程如下：
[0031]
首先在玻璃基板之间均匀布置支撑物，玻璃基板中的一块为五层膜low-e玻璃，支撑物采用玻璃材质的玻璃方片或玻璃小圆柱。然后在玻璃基板的四周布置低熔点玻璃粉作
为封边材料，将布置好的真空玻璃组件放置于真空炉内，用真空机组对真空炉内抽真空，使用激光对低熔点玻璃粉进行加热熔合，完成真空玻璃的密封。
[0032]
其中五层low-e膜的第一层为氧化锌铝，膜层厚度为30～40nm；第二层为镍铬合金，所用镍铬合金中镍的质量分数为70％～90％，膜层厚度为0.5～1.5nm；第三层为银铜合金，膜层厚度为10～15nm；第四层为镍铬合金，膜层厚度为0.5～1.5nm；第五层为氧化锌铝，膜层厚度为30～40nm。
[0033]
真空玻璃的可见光透过率约0.6，low-e膜辐射率约0.09，隔热性能与单片三层膜low-e玻璃的真空玻璃基本相同。
[0034]
实施例4
[0035]
双片五层膜low-e玻璃的真空玻璃的制备过程如下：
[0036]
首先在玻璃基板之间均匀布置支撑物，两块玻璃基板均五层膜low-e玻璃，支撑物采用玻璃材质的玻璃方片或玻璃小圆柱。然后在玻璃基板的四周布置低熔点玻璃粉作为封边材料，将布置好的真空玻璃组件放置于真空炉内，用真空机组对真空炉内抽真空，使用激光对低熔点玻璃粉进行加热熔合，完成真空玻璃的密封。
[0037]
其中五层low-e膜的第一层为氧化锌铝，膜层厚度为30～40nm；第二层为镍铬合金，所用镍铬合金中镍的质量分数为70％～90％，膜层厚度为0.5～1.5nm；第三层为银铜合金，膜层厚度为10～15nm；第四层为镍铬合金，膜层厚度为0.5～1.5nm；第五层为氧化锌铝，膜层厚度为30～40nm。
[0038]
真空玻璃的可见光透过率约0.5，low-e辐射率约0.09，隔热性能与双片三层膜low-e玻璃的真空玻璃基本相同。
[0039]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，即凡依据本发明申请专利范围的内容所做的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。