[發(fā)明專利]一種太陽(yáng)能集熱器用鋼化玻璃透明蓋板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310444470.2
• 申請(qǐng)日: 2013-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104441840A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳廷敏;王學(xué)鋒;趙寶山;張孝德;李濤;楊德仁;馮光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏銀晨太陽(yáng)能科技有限公司
• 主分類號(hào): B32B17/06
• 分類號(hào): B32B17/06;F24J2/48;C23C28/00;C23C18/32
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能集熱器用鋼化玻璃透明蓋板，特別是一種具有隔熱層的太陽(yáng)能集熱器用鋼化玻璃透明蓋板。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能熱水器的基本部件包括吸熱板、透明蓋板、隔熱層和外殼等幾部分。透明蓋板的主要作用在于在保證太陽(yáng)輻射有效透過(guò)的前提下保護(hù)吸熱板，以防灰塵、雨雪等侵蝕吸熱板導(dǎo)致其損壞。可用于制造透明蓋板的材料主要有兩大類，即玻璃鋼板和鋼化玻璃。

玻璃鋼板基本結(jié)構(gòu)為玻璃纖維增強(qiáng)透明樹(shù)脂板，其優(yōu)點(diǎn)主要包括質(zhì)輕、易加工成型、導(dǎo)熱率小、耐沖擊性強(qiáng)等。但樹(shù)脂基材在長(zhǎng)期光照下、特別是紫外光照射下易于老化，導(dǎo)致樹(shù)脂材料的降解，不僅影響其力學(xué)性能，也導(dǎo)致玻璃鋼板變黃、透光效率降低。

鋼化玻璃多選用低鐵鋼化玻璃，其透光性好、耐候性強(qiáng)。但玻璃材料的導(dǎo)熱率高，難以將熱能保存于太陽(yáng)能集熱器內(nèi)部，導(dǎo)致太陽(yáng)光集熱器光-熱轉(zhuǎn)換效率降低；另一方面，普通的硅酸鹽基玻璃耐磨性、耐腐蝕性差，難以抵御灰塵的刮磨和雨水中酸堿物質(zhì)對(duì)其的腐蝕，結(jié)果也是導(dǎo)致透明蓋板透光效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鋼化玻璃透明蓋板的缺陷，本發(fā)明提出了如下的解決方法，即提供一種太陽(yáng)能集熱器用鋼化玻璃透明蓋板，具有多層鍍層，其結(jié)構(gòu)為依次具有鋼化玻璃、隔熱層和表層。所述隔熱層為鎳磷合金。所述表層為類金剛石玻璃層、類金剛石碳層、或類金剛石玻璃和類金剛石碳交替層疊形成的層。

本領(lǐng)域中已廣泛使用化學(xué)鍍的方法制備鎳磷合金鍍層，所得鍍層均勻性好，附著性強(qiáng)、耐磨性和耐腐蝕性較高。本發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在鋼化玻璃上增加一層鎳磷合金鍍層，不僅可以有效提高鋼化玻璃諸如耐磨性、耐腐蝕性等性能，同時(shí)能夠顯著降低具有該鍍層的鋼化玻璃的導(dǎo)熱率，從而有效抑制了太陽(yáng)能集熱器內(nèi)部熱能通過(guò)透明蓋板散失。

化學(xué)鍍鎳磷合金可采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法進(jìn)行。傳統(tǒng)的化學(xué)鍍配方包括硫酸鎳、磷酸二氫鈉和添加劑、穩(wěn)定劑等，一般在（55-70）±2℃、pH5.0-6.5條件下實(shí)現(xiàn)。鍍層厚度可通過(guò)化學(xué)鍍時(shí)間和鍍層原料周期性補(bǔ)加等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)操作，一般化學(xué)鍍時(shí)間為0.5-2.5h，鍍液原料周期性補(bǔ)加2-8次。

隔熱層的厚度對(duì)于平衡其透光性和導(dǎo)熱率至關(guān)重要。鍍層過(guò)厚，盡管導(dǎo)熱率下降，但透光性也隨之下降；鍍層厚度不足，則難以有效降低鋼化玻璃的導(dǎo)熱率。鍍層厚度一般應(yīng)控制在8-22μm、優(yōu)選9-18μm、進(jìn)一步優(yōu)選10-12μm范圍內(nèi)。

隔熱層中，鎳磷鍍層優(yōu)選通過(guò)刻蝕方法形成多個(gè)獨(dú)立的區(qū)間。如此，于隔熱層之上再覆蓋表層時(shí)，部分表層材料可與鋼化玻璃基底直接接觸，從而將鎳磷鍍層分割為多個(gè)獨(dú)立的區(qū)間，不僅提高了鍍層的牢固性，也保證了鍍層個(gè)別區(qū)間遭到破壞后其與區(qū)間依然可以維持封閉的狀態(tài)，從而延長(zhǎng)了鍍層的壽命。間隙可通過(guò)將隔熱層完全刻蝕而形成，間隙寬度優(yōu)選0.5-1.5μm，所述蝕刻可使用本領(lǐng)域常用的方法，例如全息激光蝕刻（HLE）、濺射與離子束銑蝕（SIME）、高壓等離子刻蝕（HPPE）、反應(yīng)離子刻蝕（RIE）等。

表層位于隔熱層相反與玻璃鋼板基底的一側(cè)，起到保護(hù)隔熱層、同時(shí)降低鋼化玻璃自爆率的作用。其構(gòu)成材料包括等離子體聚合物層，具體可以為類金剛石玻璃（DLG）或類金剛石碳（DLC）。

類金剛石玻璃（DLG）是由碳和硅構(gòu)成的基本上呈無(wú)定形態(tài)的玻璃，可任選含有諸如氫、氮、氧、氟等雜原子；類金剛石碳（DLC）主要由碳原子和氫原子構(gòu)成。DLG和DLC分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有良好的剛性、耐磨性和耐腐蝕性，即使使用非常薄的鍍層也能有效防止沙塵等刮花鋼化玻璃、或酸堿等對(duì)玻璃鋼板的腐蝕。

DLG和DLC層的制備方法可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如美國(guó)專利US2007/0020451A1中所公開(kāi)的方法。

表層可包含一層DLG或DLC，也可為DLG和DLC交替形成的多層表層。表層的厚度優(yōu)選100-300nm、進(jìn)一步優(yōu)選150-200nm。

本發(fā)明所涉及的太陽(yáng)能集熱器用鋼化玻璃透明蓋板可通過(guò)如下步驟制備：

（1）對(duì)鋼化玻璃進(jìn)行清潔；

（2）在鋼化玻璃上通過(guò)化學(xué)鍍的方法形成鎳磷鍍層，即為隔熱層；

（3）對(duì)隔熱層進(jìn)行蝕刻，將隔熱層分割為多個(gè)相互獨(dú)立的區(qū)間；

（4）在隔熱層的上方生成表層。