在線淡藍(lán)色低反射陽光控制鍍膜玻璃制備工藝

蘇峰榮

(漳州旗濱玻璃有限公司，漳州 363000)

陽光控制鍍膜玻璃采用金屬氧化物制成氧化錫、氧化硅的膜層，其可見光反射一般比較高，反射效果常常會帶來“光污染”。另外陽光控制鍍膜玻璃制備方法還存在工藝步驟繁瑣、生產(chǎn)成本高、玻璃可見光透過率低、影響視覺感的問題。因此，提供了一種工藝步驟簡單、過程穩(wěn)定可控、生產(chǎn)成本低、適合工業(yè)化應(yīng)用的淡藍(lán)色低反射陽光控制鍍膜玻璃制備工藝。利用該工藝制得的產(chǎn)品可見光透過率高、低反射陽光控制，不產(chǎn)生光污染，具有良好的耐酸性、耐堿性能和耐磨性，可輕松進(jìn)行鋼化、熱彎、夾層等深加工，能同時滿足人們在設(shè)計(jì)和使用時對美感的需求。

1 淡藍(lán)色低反射陽光控制鍍膜玻璃制備工藝

通過熔窯配合料的高溫熔化、玻璃液浮拋錫液面上，經(jīng)過錫槽尾段的兩臺鍍膜反應(yīng)器，將摻雜金屬氧化物化學(xué)沉積在玻璃表面上，形成膜系結(jié)構(gòu)。由于膜系結(jié)構(gòu)中的膜層，具有特殊的光熱性能即具有控制反射太陽輻射能的特性，因而成為陽光控制鍍膜玻璃，其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

1.1 優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基片

采用優(yōu)質(zhì)浮法玻璃作為在線鍍膜玻璃的基板。優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基礎(chǔ)配料組成見表1。

表1 優(yōu)質(zhì)浮法玻璃基礎(chǔ)配料組分 w/%

1.2 浮法玻璃配合料高溫熔融化學(xué)反應(yīng)階段

玻璃的熔制是一個非常復(fù)雜的過程，它包括一系列物理、化學(xué)、物理化學(xué)的現(xiàn)象和反應(yīng)，這些現(xiàn)象和反應(yīng)的結(jié)果使各種原料的機(jī)械混合物變成了復(fù)雜的熔化物即玻璃液[1]。玻璃熔制過程可分為五個階段如下：

硅酸鹽形成階段：800～1 000 ℃，物理、化學(xué)和物理化學(xué)變化，形成硅酸鹽和二氧化硅組成的不透明燒結(jié)物。

玻璃液形成階段：1 200 ℃，熔化，熔融體，含大量氣泡、條紋，溫度、化學(xué)組成不均勻，透明玻璃液。

玻璃液澄清階段：1 400～1 500 ℃，黏度降低，大量氣泡逸出。

玻璃液均化階段：1 500～1 400 ℃，處于高溫，對流、擴(kuò)散、熔解，條紋消除，化學(xué)組成和溫度趨于均勻。

玻璃液冷卻階段：1 100～1 050 ℃，使玻璃液具有成型所需的黏度。

1.3 浮法玻璃基片制造工藝

浮法玻璃熔化一般使用鼓泡技技術(shù)，鼓泡工藝技術(shù)作為高效節(jié)能熔窯的現(xiàn)代技術(shù)手段之一，被企業(yè)應(yīng)用于生產(chǎn)浮法玻璃尤其是著色玻璃，其顏色均勻性、熔化澄清等效果非常顯著，為企業(yè)節(jié)省燃料降低生產(chǎn)成本做出積極貢獻(xiàn)[2]。在浮法玻璃生產(chǎn)實(shí)踐中，有人總結(jié)出四句名言：“原料是基礎(chǔ)，熔化是保證，成型是關(guān)鍵，退火是效益”。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃的主要技術(shù)措施，做到“四大穩(wěn)”，即原料穩(wěn)、燃料穩(wěn)、熔化穩(wěn)、成型穩(wěn)。而熔化操作的基本原則是熔化溫度穩(wěn)定、窯壓穩(wěn)定、玻璃液面穩(wěn)定、泡界線穩(wěn)定。浮法玻璃成型是指熔化好的玻璃液在調(diào)節(jié)閘板的控制下，經(jīng)流道平穩(wěn)連續(xù)地流入錫槽錫液面上，在自身重力的作用下攤平。在表面張力作用下拋光、在主傳動拉引力作用下向下向前漂浮，通過擋邊器控制玻璃帶的中心偏移，在拉邊機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)玻璃帶的展薄或積厚而成為高品質(zhì)玻璃的制造過程。

2 浮法玻璃基片上制造淡藍(lán)色低反射鍍膜玻璃

在錫槽左側(cè)安裝兩臺懸掛式鍍膜器，其中控室及上料操作區(qū)，設(shè)置在廠房一層的大房間。通過設(shè)計(jì)APCVD雙向?qū)恿鹘Y(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，其中進(jìn)氣腔設(shè)置不等寬流道，促進(jìn)化學(xué)先驅(qū)氣體擴(kuò)散和反應(yīng)沉積，從而提高了膜層均勻性[3]。鍍膜器水包梁上的門框自動封堵鍍膜口，保持密封，減少了錫槽受污染；鍍膜器進(jìn)入錫槽后，懸掛式鍍膜器調(diào)整方便，多點(diǎn)調(diào)節(jié)，膜層均勻性提高，重復(fù)性好。

將錫源、銻源送至第一蒸發(fā)器加熱氣化，接著將氣化后的錫源、銻源送至第一預(yù)蒸發(fā)器內(nèi)與O2、H2O加熱混合形成第一預(yù)混合氣體，再將載氣與第一預(yù)混合氣體混合形成第一反應(yīng)氣體后送至第一鍍膜反應(yīng)器內(nèi)，使第一反應(yīng)氣體在玻璃基體表面反應(yīng)形成第一摻銻二氧化錫層。第一鍍膜反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為650～660 ℃，反應(yīng)時間為1.8～4.98 s，第一反應(yīng)氣體的氣體流量為630～680 L/min，控制第一反應(yīng)氣體中各原料的摩爾百分比含量為：0.135%～0.234%錫源，0.015%～0.026%銻源，13.9%～19.5%O2，3.1%～6.8%H2O，余量為載氣[4]。

將錫源、銻源送至第二蒸發(fā)器加熱氣化，接著將氣化后的錫源、銻源送至第二預(yù)蒸發(fā)器內(nèi)與O2、H2O加熱混合形成第二預(yù)混合氣體，再將載氣與第二預(yù)混合氣體混合形成第二反應(yīng)氣體后送至第二鍍膜反應(yīng)器內(nèi)，使第二反應(yīng)氣體在第一摻銻二氧化錫層表面反應(yīng)形成第二摻銻二氧化錫層，得淡藍(lán)色低反射陽光控制鍍膜玻璃。第二鍍膜反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為640～645 ℃，反應(yīng)時間為1.8～4.98 s，第二反應(yīng)氣體的氣體流量為630～680 L/min，控制第二反應(yīng)氣體中各原料的摩爾百分比含量為：0.212 5%～0.306%錫源，0.037 5%～0.054%銻源，17.9%～21.3%O2，6.15%～9.25%H2O，余量為載氣[4]。

生產(chǎn)過程中，對反應(yīng)氣體原料和工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在玻璃基體表面形成具有合適的銻摻雜量和厚度的第一摻銻二氧化錫層和第二摻銻二氧化錫層。高溫鍍膜增加了高鋁玻璃力學(xué)性能[5]，膜層穩(wěn)定，粗糙度低，兼容性好，不會產(chǎn)生膜層脫落現(xiàn)象，薄膜之間不會相互干涉而顯示顏色，有效保證了玻璃的陽光控制性能和可見光透過率。

生產(chǎn)過程中，利用兩臺反應(yīng)器通過控制膜層中銻的摻雜量來控制陽光鍍膜玻璃的陽光控制性能，并降低陽光鍍膜玻璃的遮陽系數(shù)，同時采用反應(yīng)溫度梯度來改變膜層的晶型并以兩層復(fù)合膜層的方式來降低膜層的折射率，實(shí)現(xiàn)可見光反射在13%～17%，同時提高可見光透過率達(dá)到60%～70%，如表2所示。

表2 淡藍(lán)色鍍膜玻璃與普通鍍膜玻璃參數(shù)對比表

3 淡藍(lán)色低反射鍍膜玻璃的有益效果

研制開發(fā)的陽光控制鍍膜玻璃色調(diào)呈淡藍(lán)色，色調(diào)高雅，具有舒適的視覺感，能同時滿足設(shè)計(jì)和使用時對美感的需求。

對反應(yīng)氣體原料和工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，在玻璃基體表面形成具有合適的銻摻雜量和厚度的第一摻銻二氧化錫層和第二摻銻二氧化錫層，膜層穩(wěn)定，粗糙度低，兼容性好，不會產(chǎn)生膜層脫落現(xiàn)象，薄膜之間不會相互干涉而顯示顏色，并有效保證了玻璃的陽光控制性能和可見光透過率。

制得的陽光控制鍍膜玻璃的可見光反射在13%～17%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通陽光控制鍍膜玻璃，從而能達(dá)到降低光污染的效果，與此同時，可見光透過率則可達(dá)到60%～70%，又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通陽光控制鍍膜產(chǎn)品的可見光透過率，因此適用于大范圍建筑門窗及幕墻。

制得的陽光控制鍍膜玻璃兼有良好的耐酸性、耐堿性能和耐磨性，可輕松進(jìn)行鋼化，熱彎，夾層等深加工。

4 結(jié) 論

設(shè)計(jì)兩臺懸掛式鍍膜反應(yīng)器，通過控制膜層中銻的摻雜量，采用反應(yīng)溫度梯度來改變膜層的晶型并以兩層復(fù)合膜層的方式來降低膜層的折射率，實(shí)現(xiàn)可見光反射在13%～17%左右、可見光透過率則可達(dá)到60%～70%，指標(biāo)優(yōu)于普通陽光控制鍍膜玻璃，能達(dá)到降低光污染的效果，適用于大范圍建筑門窗及幕墻，市場前景廣闊。