CN1093067A - 玻璃透明隔热膜的制备方法及专用喷头 - Google Patents

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陈有鹏
马瑾
李淑英
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Abstract

一种玻璃透明隔热膜——氧化锡薄膜的制备方 法及其专用喷头。该方法采用常压化学汽相沉积工 艺，在平板玻璃生产线上，利用新生玻璃的高温，以四 氯化锡为源，氟里昂为渗杂剂，甲醇为辅助剂加氧气， 并以纯化氮气为携带气体，将各成分气体携带后经置 于平板玻璃上方的喷头内的两气路，由喷头嘴流出进 行化学反应，生成氧化锡，均匀沉积在新生平板玻璃 上，形成氧化锡薄膜。该工艺简单，用料便宜，生产成 本低，适于大面积连续批量生产。该方法制得的薄膜 机械强度高，附着力强，化学稳定性好，且耐酸碱和腐 蚀。

Description

本发明涉及一种在玻璃上制备透明隔热膜的方法及喷头装置，具体讲是在平板玻璃生产线上利用新生玻璃的余热、采用常压化学汽相沉积工艺制备氧化锡透明隔热膜的方法及其专用喷头。
目前在德国、瑞士、美国等国家应用于建材玻璃上的隔热膜主要有金属合金膜、复合膜（TiO2/Ag/TiO2）以及铟锡金属氧化物（ITO），这几种隔热膜有如下缺点：可见光透过率低，采光不理想;红外反射率低，隔热效果差;附着力和抗蚀性弱，由于上述膜的制备多采用真空蒸镀或磁控溅射方法，需要高真空，高净度，故设备结构复杂，不易大面积连续生产，加之原料昂贵，造价高，难以普及应用。近年来，国外用于硅光电池等器件的窗口材料采用氧化锡薄膜，该膜可见光透过率高，红外反射率高，化学稳定性好且附着力强，其制备方法采用较先进的常压化学汽相沉积法，如美国专利US.Pat 4146657，但此专利方法所选锡源为毒性大的有机锡源-四甲基锡[Sn（CH3）4]，掺杂剂为有机氟化合物-有机锡氟烷基气体;另外由于该玻璃薄膜材料的应用仅限于光电器件的窗口材料，故其制备也仅限于小面积。
本发明目的是试图选用一种无毒锡源材料在玻璃生产线上大面积制备SnO2透明隔热膜，以实现连续批量生产具有该隔热膜玻璃的方法及喷头装置。
本发明方法是以如下方式实现的：在普通平板玻璃生产线（小平拉、浮法生产线）上，位于运行的新生平板玻璃上方，其温度在500℃-600℃的玻璃输运线处前后并排横向（和新生玻璃运行方向垂直）设置一组喷头，喷头内有两路相互隔离的气路，以无水四氯化锡为源，氟里昂F152为掺杂剂，甲醇为辅助剂，加入氧气为氧化剂，用纯化的氮气为携带气体将四氯化锡和氟里昂气体携带入喷头的另一气路，这样做的目的是避免四氯化锡和氧气相遇而予先反应，两路气体由喷头咀处出来，在500℃-600℃温度下均匀混合进行化学反应，生成氧化锡，在常压下汽相沉积在运行的新生玻璃上，前后排列的喷头重复地将汽态氧化锡沉积在玻璃上之后，形成均匀的氧化锡薄膜，其基本化学反应式为：
各气体成分比例按体积为：四氯化锡4%，氟里昂F1520.05-0.3%，甲醇0.02%，氮气35%，其余为氧气。掺杂氟里昂的目的是提高薄膜的电导率，从而增加其红外反射率，加辅助剂甲醇可用效地增加薄膜的均匀度，反应剩余气体通过喷头前后之间的空隙由排气***排掉。气体由喷头咀处流出的总流量为10升/分;新生玻璃运行速度控制在1米/分-8米/分，喷头咀距新生平板玻璃的距离为3-15mm。
本发明专用喷头结构如下：它是由两相同的长方形不锈钢板对称加工而成的，其长度略大于新生玻璃的宽度，沿钢板长方向自上而下依次开有三个槽室，分别为第一、第二和第三气室，最下方至下边缘开有内收的斜槽-喷头咀，在第一气室的侧边缘有进气孔，进气孔外焊接进气管道和其相连接，第一气室和第二气室之间由间距相等的大孔相连通，第二气室和第三气室之间由排列均匀的中孔接开放式半圆扁平孔相连通，第三气室和喷头咀之间由小孔连通，该两不锈钢板的开槽面予先加工成光洁平整的平面，将不锈钢薄片放在两钢板带槽面中间，由不锈钢薄片将两钢板隔离开。形成两隔离的气路，两不锈钢板夹带不锈钢薄片由紧固组件固定后组成喷头。
利用该发明方法制备SnO2隔热玻璃工艺简单，用料使宜，不用专门清洗加热，故能降低造价成本，且适用于大面积连续批量生产。利用该方法生产的隔热玻璃可见光平均透过率达85%，红外反射率（波长在10.μ处）高达90%。图1是带有膜厚为0.7μ SnO2薄膜的3mm玻璃和同规格玻璃在可见光及近红外光波段的透过率和反射率比较，图2是2.5μ至25μ红外波段该隔热玻璃的反射曲线。
本发明实施例如下：
例1.喷头咀距玻璃上表面5mm，气体比例为：SnO24%，氟里昂0.05%，甲醇0.02%，氮气35%，其余为氧，喷头处玻璃温度为550℃，玻璃运行速度1米/分，喷头咀处气体总流量10升/分，在3mm玻璃上制得厚为0.7μm的薄膜。
例2.氟里昂掺杂比例为0.2%，喷头处玻璃温度为520℃，其余条件同例1，制得厚为0.6μm的薄膜。
例3.重复例1制备条件，喷头咀距玻璃上表面为10mm，玻璃运行速度为2米/分，制得厚为0.5μm的薄膜。
例4.喷头咀距玻璃上表面为4mm，该处玻璃温度在580℃，玻璃运行速度为1.5米/分，其余条件同例1，制得厚为0.8μm的薄膜。
图3是本发明喷头的剖面图，其中1是不锈钢板，2是进气孔，3、4、5依次为第一、第二、第三气室，6是紧固组件，7是不锈钢薄片，8是喷头咀，图4是喷头的正视图，其中9是大孔，10是中孔接开放式半园扁平孔，11是小孔，图5是喷头组在玻璃生产线上的放置示图，其中12是玻璃生产线上的滚筒，13是运行的新生玻璃，14是喷头，15是剩余气体的排气***。

Claims (6)

1、一种玻璃透明隔热膜-氧化锡薄膜的制备方法，采用常压化学汽相沉积工艺，其特征是用四氯化锡为锡源、氧气为氧化剂、掺入氟里昂F152、辅助剂甲醇，并以纯化氮气为携带气体，分别将四氧化锡、氟里昂和氧气及甲醇气体常入具有隔离的两个气路的一组喷头内，喷头前后并排横向放置在玻璃生产线中运行的新生平板玻璃上方，该处温度在500℃-600℃之间，由喷头咀出来的气体在该处均匀混合后进行化学反应生成氧化锡，均匀沉积在新生玻璃上，在其上形成氧化锡薄膜，反应剩余气体由排气***排掉。
2、按照权利要求1所述的隔热膜的制备方法，其特征为所述的各气体成分体积比为：四氯化锡4%，氟里昂F1520.05-0.3%，甲醇0.02%，氮气35%，其余为氧气。
3、按照权利要求1所述的隔热膜的制备方法，其特征为所述的喷头咀距平板玻璃距离在3-15mm之间。
4、按照权利要求1所述的隔热膜的制备方法，其特征为所述的新生平板玻璃运行速度在1米/分-8米/分之间。
5、按照权利要求1所述的隔热膜的制备方法，其特征为所述的喷头咀处的气体总流量为10升/分。
6、一种用于权利要求1所述方法的专用喷头，其特征为该喷头由两个相同的长方形不锈钢板对称加工而成，沿钢板长方向自上而下依次开有三个槽室，分别为第一、第二、第三气室，最下方至下边缘开有内收的斜槽-喷头咀，在第一气室侧边缘有进气孔，第一气室和第二气室之间由间距相等的大孔相连通，第二气室和第三气室之间由排列均匀的中孔接开放式半园扁平孔相连通，第三气室和喷头咀之间由小孔连通，该两不锈钢板的开槽面予先加工成光洁平整的平面，然后将不锈钢薄片夹在钢板之间，由紧固组件固定后以形成具有两隔离气路的喷头。
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