[發(fā)明專利]一種具有硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102922824A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 韓高榮;高倩;劉涌;李銘;宋晨路;沈鴿;汪建勛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B32B17/06
• 分類號: B32B17/06;B32B33/00;C03C17/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發(fā)明涉及一種低輻射玻璃及其制備方法，尤其是具有硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃及其制備方法。

背景技術

進入二十一世紀，伴隨著人類社會經濟和文明的飛速發(fā)展，現代建筑不但強調整體的美觀性、適用性，對建筑物的采光節(jié)能的認識和追求也日趨清晰和強烈。現代建筑幾乎無一例外地用到了玻璃，很多高層建筑甚至采用了全玻璃外墻結構。普通無色玻璃作為一種良好的建筑材料，用它作窗戶，既美觀又實用，具有良好的透光性能，不僅能透過可見光，也能透過近紅外線和部分波長的紫外線。在普通建筑玻璃的基礎上，通過對玻璃材料進行表面和結構改性處理，調控其光、熱、電等性能，獲得具有節(jié)能、自潔、光電等功能的玻璃，以滿足建筑節(jié)能采光玻璃、太陽能電池基板玻璃等要求，將是玻璃行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。氧化錫摻氟作為一種很好的透明導電膜材料，已被國內外廣泛的運用在低輻射鍍膜玻璃以及太陽能電池等領域。

傳統(tǒng)的低輻射玻璃包括玻璃基板和氧化錫摻氟膜層，由于光在兩層不同的介質處會發(fā)生反射，兩介質折射率相差太大，反射也越大。玻璃基體折射率1.5，氧化錫摻氟膜層折射率1.9，相差較大，在界面處會有5%的光被反射。同時，由于氧化錫摻氟膜層結構與玻璃的結構相差較大，在界面處容易產生較多的缺陷與空洞，薄膜與基底的結合力較差，在彎曲與鋼化的過程中容易產生脫?，F象。此外，玻璃基體中的堿金屬離子具有較強的擴散能力，高溫下玻璃基體中的堿金屬離子會以施主形式擴散到氧化錫摻氟膜層中，劣化膜層的電熱性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種具有折射率可調的硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃及其制備方法。

本發(fā)明的具有硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃，包括玻璃基板和氧化錫摻氟膜層，其特征是在玻璃基板與氧化錫摻氟膜層之間有1～5層硅碳氧薄膜，每層硅碳氧薄膜的厚度為5～30nm，從玻璃基板往氧化錫摻氟膜層方向逐漸變薄，折射率從1.6至1.7呈梯度變化，每層硅碳氧薄膜為納米硅晶粒鑲嵌于非晶的硅碳氧網絡中的結構，非晶的硅碳氧網絡由Si-O鍵合和Si-C鍵合形成。

上述的納米硅晶粒的直徑為2～5nm。

制備具有硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃的方法，包括以下步驟：

1）常溫常壓下，將體積濃度10%的硅烷、體積濃度99.99%的乙烯、體積濃度99.99%的二氧化碳按體積比1～2:3～4:3～4混合作為硅碳氧阻擋層原料氣體；

2）在浮法在線生產線的錫槽內，將步驟1）的原料氣體通入數個依次排列在玻璃基板上方的鍍膜反應器中輸送到勻速移動的玻璃表面，鍍膜反應器個數與硅碳氧薄膜的層數相等，利用化學氣相沉積法鍍膜，鍍膜溫度為650～680℃，得到多層硅碳氧阻擋層薄膜；

3）將鍍有硅碳氧阻擋層薄膜的玻璃傳輸到退火窯內，在580℃-600℃，以H₂O為催化劑，將已經氣化的質量濃度99.0%的有機錫源單丁基三氯化錫和質量濃度99.0%的有機氟源三氟乙酸用氮氣作載氣通入鍍有硅碳氧阻擋層的玻璃表面，利用化學氣相沉積法在硅碳氧阻擋層薄膜上沉積氧化錫摻氟膜層，混合反應氣體總量4L/min-5L/min，有機錫源單丁基三氯化錫、有機氟源三氟乙酸和氮氣的質量流量比為2:1:3。

通常，玻璃移動速度為360～545米/小時，鍍膜反應器噴氣口與移動玻璃表面的距離為2～5毫米。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的具有多層硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃，在玻璃基體和氧化錫摻氟膜層之間有折射率匹配的阻擋層，折射率控制在1.6～1.7之間，通過調節(jié)折射率，能較好的調節(jié)玻璃基體與氧化錫摻氟膜膜層之間的界面反射。此外，硅碳氧阻擋層可以有效起到阻擋和抑制玻璃體的堿金屬離子擴散，保證功能層較好的電學性能。由于硅碳氧阻擋層與玻璃及氧化錫摻氟膜層均有較好的結合力，因而提高了低輻射玻璃的力學性能，制備的鍍膜玻璃可彎曲、可鋼化。

本發(fā)明制備方法以及使用設備簡單，對環(huán)境無污染，成本低廉，效率高，耗能低，適合大面積浮法在線生產。這種利用化學氣相沉積法制備具有多層硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃的方法在建筑節(jié)能玻璃以及薄膜太陽能電池方面有著十分誘人的前景。

附圖說明

圖1是具有硅碳氧阻擋層薄膜的低輻射玻璃的TEM斷面照片。

圖2是多層硅碳氧阻擋層薄膜的表面HRTEM照片。

具體實施方式

下面結合實施例詳細說明本發(fā)明。

實施例１