一種高透可鋼化低輻射節能玻璃的制作方法

本實用新型涉及環保節能建筑材料領域，特別涉及一種高透可鋼化低輻射節能玻璃。

背景技術：

低輻射鍍膜玻璃(“Low-E”玻璃)是一種對波長4.5～25μm的紅外線有較高反射比的鍍膜玻璃。這種鍍膜玻璃對可見光具有高透光性，保證了室內的采光，又對遠紅外光具有高反射性，從而做到阻止玻璃吸收室外熱量再產生熱輻射將熱量傳入室內，又將室內物體產生的熱量反射回來，達到降低玻璃的熱輻射通過量的目的。從而實現降低建筑物供暖制冷的能耗。Low-E玻璃的性能主要靠可見光透過率、遮陽系數以及選擇系數來衡量。其中：遮陽系數，玻璃遮擋或抵御太陽光能的能力，英文為Shading Coefficient，實際通過玻璃的熱量與通過厚度為3mm厚標準玻璃的熱量與的比值。選擇系數，鍍膜玻璃選擇系數是國家承認的，在玻璃行業里面衡量玻璃節能型的重要指標。選擇系數＝透過率/遮陽系數。所以，如果low-e玻璃的遮陽系數越低，可見光透過率越高，其節能性就越好。常見單銀low-E節能玻璃的選擇系數為1.0～1.2，雙銀low-E節能玻璃的選擇系數為1.2～1.5。

目前市場上的高透型單銀低輻射節能玻璃，其主要存在以下不足：

(1)現有的性能較好的高透型單銀，均采用先鋼化后鍍膜的技術。即浮法原片鋼化后，再進行鍍膜，然后進行其他加工。這種生產方式效率較低，主要在生產時鍍膜線的排片將根據具體產品尺寸進行，不能達到鍍膜的最大裝載率。同時，這種生產模式如果產生次品后，補片不夠及時，對于產品的齊片交貨期存在一定的影響。

(2)現有的可鋼化高透型單銀低輻射節能玻璃，其機械性能強度不夠，在運輸過程中需要對膜面進行貼膜保護。此種方式，極大地增加了產品的成本，導致產品價格較高，不利于節能環保建材的推廣使用。另外，由于現有產品的機械性能不足，導致在切割、磨邊等加工過程中，極易對膜面造成損失，致使該類產品的加工效率低下，成品率較低。

(3)現有的高透型可鋼化單銀產品膜面強度不夠，因此鋼化時均采用膜面向上進行鋼化。這種鋼化方式產品的加熱時間較長，邊部容易過熱。鋼化后的產品容易出現成像質量差，待產品安裝上墻后，容易出現反射影像扭曲的現象。且由于加熱過時間相對較長，所以生產時，單位產品的生產能耗較高，生產成本相對較大。

中國專利申請CN102336529A公開了一種高透可鋼化低輻射玻璃及其制造方法，其技術方案中的膜層結構為glass/SiNx/ZnSnO/ZnO/Ag/NiCr/ZnSnO/SiNx，雖然鋼化后單片該鍍膜玻璃可見光透過率能夠達到85％，但其反射率也有8％以上，并且不能實現膜面向下鋼化，該產品的光熱比性能也較差。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有高透型低輻射節能玻璃所存在的上述不足，提供一種可膜面向下鋼化的低輻射節能玻璃。該低輻射節能玻璃鋼化后室外反射低于6％，單片透過率達到80％以上。合成中空產品后，產品遮陽系數高于0.65，光熱比(LSG)大于1.4，輻射率低于0.10，屬于高透型低輻射產品，非常適用北方寒冷地區使用。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供了以下技術方案：

一種高透可鋼化低輻射節能玻璃，該玻璃膜層結構依次為：玻璃基片、第一層打底層氮化硅層、第二層保護層鎳鉻層、第三層介質層氧化鋅錫層、第四層種子層氧化鋅層、第五層功能層銀層、第六層保護層鎳鉻層、第七層介質層氮化硅層、第八層石墨保護層。

進一步地，上述低輻射節能玻璃采用離線磁控濺射鍍膜制成。

進一步地，上述第一層打底層氮化硅層的厚度在10nm到20nm之間。在本方案中，根據不同實例的需要，氮化硅層可以是按照化學計量比的Si₃N₄，也可以是含有富裕Si類型的氮化硅層。鍍膜玻璃在鋼化時，溫度可以達到600℃至700℃，因此，含有自由Si的氮化硅層可以阻擋玻璃中Na離子的遷移，從而避免因Na離子遷移對功能層Ag層產生的破壞作用。

進一步地，上述第二層保護層鎳鉻層的厚度在0.5nm到4nm之間。在本方案中，保護層為NiCr，該層不僅能夠保護功能層Ag層在玻璃鋼化加熱過程中免受氧化，還有一定的吸收作用，在產品顏色調節上起到一定的作用。保護層通過NiCr合金靶材在純氬氣分為下進行濺射沉積，Ni和Cr的比例可以任意。

進一步地，上述第三層介質層氧化鋅錫層的厚度在18nm到42nm之間。玻璃在鋼化爐高溫受熱時，氧化鋅錫可以有效的提高膜層顏色的穩定性。氧化鋅錫層通過ZnSn合金靶在氬氣和氧氣氛圍下進行濺射，Zn和Sn的比例為50∶50。

進一步地，上述第四層種子層氧化鋅層的厚度在1nm到6nm之間。氧化鋅可以提高整個膜層的平整度，以便于功能層Ag的沉積生長，平整連續的Ag層有助于提高整個膜層的紅外反射率，減低膜層的面電阻。

進一步地，上述第五層功能層銀層的厚度范圍在6nm到14nm之間。此厚度范圍內的銀膜能形成連續膜，并且透明，這樣能允許大部分的可見光透過，并能反射掉大多數的紅外光。為了保證功能層Ag的效果，在Ag層上必須生長一層保護層。

進一步地，上述第六層保護層鎳鉻層的厚度在0.5nm到6nm之間。保護層通常位于Ag層之上，介于功能層Ag和介質層SiNx之間，本方案中的保護層為NiCr，該層不僅能夠保護Ag在玻璃鋼化加熱過程中免受氧化，還有一定的吸收作用，在產品顏色調節上起到一定的作用。

進一步地，上述第七層介質層氮化硅層厚度在35nm到65nm之間。

進一步地，上述第八層石墨保護層的厚度范圍在5nm到10nm之間。石墨具有良好的潤滑作用，將石墨鍍制在膜層最上層，可以有效提高膜層的機械性能，防止在運輸、加工過程中膜面產生劃傷。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：

本實用新型通過將不同膜層材料進行組合和膜層厚度設置，可以實現膜面朝下鋼化，這樣可以有效降低鋼化能耗，減少鋼化加熱的時間。同時，相比膜面朝上鋼化的產品，膜面向下鋼化產品由于受熱實際短，邊部不會嚴重過熱，產品成像效果較好，不會出現嚴重褶邊，有利于提高幕墻成像效果。本實用新型的低輻射節能玻璃經鋼化后室外反射率低于6％，室外反射色a*在-2～2之間，b*在-6～-12之間，單片透過率達到80％以上。合成中空產品后，產品遮陽系數高于0.65，光熱比LSG大于1.4，輻射率低于0.10，屬于高透型低輻射產品，非常適用北方寒冷地區使用。同時，由于其反射比普通白玻低，透過率較高又兼具熱阻隔的作用，該款產品可在博物館，展柜等場所得到廣泛使用。

附圖說明

圖1為本實用新型所述一種高透可鋼化低輻射節能玻璃的結構示意圖。

圖中標記：1-玻璃基片，2-第一層打底層氮化硅層，3-第二層保護層鎳鉻層，4-第三層介質層氧化鋅錫層，5-第四層種子層氧化鋅層，6-第五層功能層銀層，7-第六層保護層鎳鉻層，8-第七層介質層氮化硅層。

具體實施方式

下面結合試驗例及具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型內容所實現的技術均屬于本實用新型的范圍。

實施例1

利用真空離線磁控濺射鍍膜設備，在6mm優質浮法玻璃基片上，由內到外依次鍍制12.5nm氮化硅層、1nm鎳鉻層、28nm氧化鋅錫層、5nm氧化鋅層、8nm銀層、2nm鎳鉻層、44nm氮化硅層和5nm石墨層。

實施例2

利用真空離線磁控濺射鍍膜設備，在6mm優質浮法玻璃基片上，由內到外依次鍍制14nm氮化硅層、0.8nm鎳鉻層、30nm氧化鋅錫層、5nm氧化鋅層、9nm銀層、1.8nm鎳鉻層、46nm氮化硅層和8nm石墨層。

實施例3

利用真空離線磁控濺射鍍膜設備，在6mm優質浮法玻璃基片上，由內到外依次鍍制13nm氮化硅層、1.2nm鎳鉻層、26nm氧化鋅錫層、7nm氧化鋅層、8.5nm銀層、2.1nm鎳鉻層、43.5nm氮化硅層和10nm石墨層。

性能測試

按照GB/T18915.1-2012測定上述實施例制得低輻射玻璃鋼化后的光學參數，進行對比，結果見表1。(a*和b*代表色度坐標，其中a*代表紅-綠軸，b*代表黃-藍軸)：

表1：