一种阳光控制镀膜玻璃及其在线制备方法与流程

1.本发明涉及玻璃镀膜工艺，特别涉及一种阳光控制镀膜玻璃及其在线制备方法。

背景技术：

2.现有镀膜工艺，通过在玻璃表面沉积二氧化钛以形成二氧化钛镀膜，从而实现对玻璃光学性能的调节，如可见光透射比和可见光反射比等。如专利cn101173763b所公开的一种浮法在线生产阳光控制镀膜玻璃的方法，基于化学气相沉积(cvd)工艺，以氮气或氩气为载气，将含有钛源、掺杂剂和前质体汽体在浮法玻璃表面热分解以形成二氧化钛膜层，该技术方案通过掺杂剂向二氧化钛膜层中掺入微量碳元素以提高膜层的耐磨性的同时，可有效抑制玻璃基体中钠离子向膜层的扩散渗透，以及进一步提高二氧化钛的沉积速率和反应效率。然而，由于其生产过程中氯、磷等不可避免的元素混合入镀膜尾气中，导致需要对镀膜尾气进行额外的除氯和除磷步骤，增加生产成本。同时，由于其反应区窄导致原料利用率低，且单纯的二氧化钛镀膜存在所制得玻璃光反射较高，光污染较为严重等问题。

技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需对镀膜尾气进行额外除磷、除氯处理，且镀膜可见光透过比和反射比可控的阳光控制镀膜玻璃及其在线制备方法。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种阳光控制镀膜玻璃的在线制备方法，将由钛酸四异丙酯、氨气和氮气所组成的混合气体喷涂在玻璃表面，以在所述玻璃表面形成由二氧化钛和氮化钛所组成的混合薄膜。
5.进一步提供一种由前述在线制备方法制备得到的阳光控制镀膜玻璃。
6.本发明的有益效果在于：本发明所制备的玻璃表面镀膜为二氧化钛和氮化钛的混合膜，通过二者的协同作用可有效将阳光控制镀膜玻璃的可见光透过比控制在50～80％，可见光反射比控制在20％以下。同时，所制备得到的混合薄膜化学稳定性好，使用寿命长。
具体实施方式
7.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
8.一种阳光控制镀膜玻璃的在线制备方法，将由钛酸四异丙酯、氨气和氮气所组成的混合气体喷涂在玻璃表面，以在所述玻璃表面形成由二氧化钛和氮化钛所组成的混合薄膜。
9.其中，钛酸四异丙酯在与氨气混合前主要以蒸汽的形式存在，作为载气的氮气并预先加热后与钛酸四异丙酯蒸汽混合以促进钛酸四异丙酯的快速蒸发。当混合气体喷向玻璃表面时，钛酸四异丙酯和氨气热分解。钛酸四异丙酯的分解产物中的部分二氧化钛与氮气(载气氮气和氨气分解产物)和氢气(氨气分解产物)反应生成氮化钛，并与其余的二氧化钛共同在玻璃表面沉积以形成所述混合薄膜。即在本实施方式中，所述玻璃的温度应当大
于或等于钛酸四异丙酯和氨气热分解的温度。在一种优选的实施方式中，钛酸四异丙酯蒸汽先与被预先加热的氮气按比例混合后再向其中通入氨气。具体结合到设备上来说，钛酸四异丙酯液体经过流量计和阀门控制流量，使复合设计流量的液体进入蒸发器，加热蒸发成气态，同时将氮气作为载气加入至蒸发器中，促使钛酸四异丙酯加速蒸发，在蒸发器的出口处通入氨气使其与钛酸四异丙酯和载气氮气混合。
10.之所以需要在二氧化钛薄膜中掺入氮化钛的主要原因在于：虽然二氧化钛膜可以有效阻挡太阳光，但是其反射率较高，容易造成光污染；而氮化钛膜由很高的可见光透过率和较低的近红外线透过率，近红外线中所含的能量较高。通过将二者适当混合，可提供合适的采光和保温效果，同时可有效降低光污染。并且在验证中发现，所制备得到的阳光控制镀膜玻璃其可见光透过比可控制在50～80％，可见光反射比可控制在20％以下。同时，本发明所提供的反应器反应区较宽，可有效提高原料的利用率和降低生产成本。
11.进一步地，由于本发明所提供的技术方案中并未使用现有的掺杂剂，因此由本发明所提供的在线制备方法制备得到的阳光控制镀膜玻璃的镀膜中无氯和磷等掺杂剂组成元素的掺入，同时制备过程中尾气无其余元素污染，仅需对尾气进行二氧化钛回收后便达到尾气排放标准。在一种实施方式中，所述尾气通入如下方法进行处理：镀膜产生的尾气通过引风机抽入喷淋塔中进行降温并溶解到水中，通过压滤机将水中的固体物(二氧化碳)滤出后尾气可直接外排。
12.其中，所述混合气体由如下组分组成：
13.0.1～0.3mol％钛酸四异丙酯，0.05～0.15mol％氨气和99.55～99.85mol％氮气。
14.在一种实施方式中，所述混合气体由如下组分组成：
15.0.1mol％钛酸四异丙酯，0.05mol％氨气和99.85mol％氮气。
16.在另一种实施方式中，所述混合气体由如下组分组成：
17.0.2mol％钛酸四异丙酯，0.1mol％氨气和99.7mol％氮气。
18.在再一种实施方式中，所述混合气体由如下组分组成：
19.0.3mol％钛酸四异丙酯，0.15mol％氨气和99.55mol％氮气。
20.优选地，由于在在线生产过程中镀膜是进入退火窑的前序步骤，因此优选在浮法玻璃进退火窑之前在580～600℃的温度区间内对玻璃表面温度进行控制。更优选地，所述玻璃的横向温度差控制在600
±
5℃。通过此种温度控制可有效满足相关反应进行的同时，可提高所沉积的复合薄膜的均匀性，从而提高所制备得到阳光控制镀膜玻璃的质量。其中，所述在线生产过程尤指作为上、下工序之间起到纽带作用的生产过程。
21.优选地，所述玻璃在镀膜过程中的移动速度优选为200～600m/h。更优选地，所述移动速度与玻璃生产速率相同。
22.一种由前述在线制备方法所制备得到的阳光控制镀膜玻璃。其中，所述混合薄膜的厚度为40nm～90nm。示例性地，所述混合薄膜的厚度为41nm、63nm和86nm。
23.实施例1
24.一种阳光控制镀膜玻璃的在线制备方法，包括如下步骤：
25.s1、将玻璃表面横向温度差调整至600
±
5℃；
26.s2、在所述玻璃表面喷涂混合气体(钛酸四异丙酯0.1mol％，氨气0.05mol％，氮气99.85mol％)，以在玻璃表面形成厚度为41nm的复合薄膜，所制备得到的阳光控制镀膜玻璃
的可见光透射比为81％，可见光反射比为11％。
27.其中，本实施例在如下工艺条件下进行：浮法线熔化量为600t/d，玻璃切割宽度为3.66m，玻璃厚度为5mm，生产速度为510m/h，使用混合气体的总量为73m3/h，镀膜过程中玻璃移动速度为510m/h。
28.所述可见光透射比和反射比由德国byk4775透过雾影仪、美国ast-se200ba椭偏仪检测得到。
29.实施例2
30.一种阳光控制镀膜玻璃的在线制备方法，与实施例1的区别在于：钛酸四异丙酯0.2mol％,氨气0.1mol％，氮气98.7mol％，得到复合薄膜厚度63nm,可见光透射比73％，可见光反射比13％。
31.实施例3
32.一种阳光控制镀膜玻璃的在线制备方法，与实施例1的区别在于：钛酸四异丙酯0.3mol％,氨气0.15mol％，氮气99.55mol％，得到复合薄膜厚度86nm,可见光透射比65％，可见光反射比16％。经过检测，所制备得到的阳光控制镀膜玻璃折射率为2.512，同时阳光控制镀膜玻璃表面呈现出氮化钛特有的淡金黄泽。
33.经过计算，本实施例的原料利用率为29％，而现有cvd法镀膜的普遍原料利用率为10～20％，即表面本技术所提供的在线制备方法可有效提高原料利用率，从而降低生产成本。
34.对比例1
35.一种阳光控制镀膜玻璃的在线生产方法，与实施例3的区别在于：不混合氨气，并用氮气补足，制备得到具有纯二氧化钛镀膜的阳光控制镀膜玻璃。其可见光反射比为31％，折射率为2.316。
36.通过将对比例1和实施例3的数据对比可知，通过采用氮化钛和二氧化钛的混合薄膜，可见光反射比更低且折射率更高，即具有更优异的光学性能。
37.综上所述，本发明所制备的玻璃表面镀膜为二氧化钛和氮化钛的混合膜，通过二者的协同作用可有效将阳光控制镀膜玻璃的可见光透过比控制在50～80％，可见光反射比控制在20％以下。同时，所制备得到的混合薄膜化学稳定性好，使用寿命长。
38.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种阳光控制镀膜玻璃的在线制备方法，其特征在于，将由钛酸四异丙酯、氨气和氮气所组成的混合气体喷涂在玻璃表面，以在所述玻璃表面形成由二氧化钛和氮化钛所组成的混合薄膜。2.根据权利要求1所述在线制备方法，其特征在于，所述混合气体由如下组分组成：0.1～0.3mol％钛酸四异丙酯，0.05～0.15mol％氨气和99.55～99.85mol％氮气。3.根据权利要求2所述在线制备方法，其特征在于，所述混合气体由如下组分组成：0.1mol％钛酸四异丙酯，0.05mol％氨气和99.85mol％氮气。4.根据权利要求2所述在线制备方法，其特征在于，所述混合气体由如下组分组成：0.2mol％钛酸四异丙酯，0.1mol％氨气和99.7mol％氮气。5.根据权利要求1所述在线制备方法，其特征在于，所述混合气体由如下组分组成：0.3mol％钛酸四异丙酯，0.15mol％氨气和99.55mol％氮气。6.根据权利要求1所述在线制备方法，其特征在于，所述玻璃的横向温度差为600
±
5℃。7.一种由权利要求1至6任一项所述在线制备方法所制备得到的阳光控制镀膜玻璃。8.根据权利要求7所述阳光控制镀膜玻璃，其特征在于，所述混合薄膜的厚度为40nm～90nm。

技术总结

本发明涉及玻璃镀膜工艺，特别涉及一种阳光控制镀膜玻璃及其在线制备方法。其中，所述在线制备方法为将由钛酸四异丙酯、氨气和氮气所组成的混合气体喷涂在玻璃表面，以在所述玻璃表面形成由二氧化钛和氮化钛所组成的混合薄膜。本发明所提供的在线制备方法无需对镀膜尾气进行额外的除磷、除氯处理，可有效降低生产成本。同时，所制备得到的阳光控制镀膜玻璃可见光透过比控制在50～80％，可见光反射比控制在20％以下。制在20％以下。