锌硼硅紫外防护涂层及涂覆该涂层的超薄玻璃

技术领域

本发明属于高反射紫外防护涂层领域，也涉及一种用于卫星电子器件的封装玻璃。

背景技术

目前，电子器件应用领域非常广泛。太空环境中的紫外辐照强度高，卫星的电子器件会受到强紫外辐射，产生各种不良影响。因此，有必要开发出一种紫外防护涂层材料来保护卫星的电子器件。

超薄玻璃可用于人造卫星太阳能电池玻璃罩板，防止宇宙射线和紫外线，从而保护太阳能电池片或电子器件。如BS-2通讯卫星的叶片上安装了约2万片的正方形超薄玻璃罩板(厚度50-100um)，使人造卫星上2万多个太阳能电池片或器件减少宇宙射线和紫外线的辐射。在该超薄玻璃罩板上涂覆防紫外或宇宙射线辐射的涂层，开发出涂覆该涂层的超薄玻璃罩板，可进一步显著阻隔宇宙射线和强紫外辐射。

卫星电子器件的封装玻璃很薄(30-150微米)，超薄玻璃的强度有限，如何将无机涂层涂覆到超薄玻璃，使涂层和超薄玻璃具有很好的附着力存在着一定的挑战性。提高涂层的抗紫外性能、热防护性能、化学稳定性能及降低涂层的翘曲度是目前急需解决的问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种锌硼硅紫外防护涂层。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种锌硼硅紫外防护涂层，制备原料包括：质量分数为60-70wt％的玻璃基釉，质量分数为30-40wt％的TiO

所述玻璃基釉的组成为：SiO

所述TiO

所述表面改性剂为含矿物油、钠盐和丙烯酸树脂的有机表面改性剂。

另外，本发明还提供一种超薄玻璃，所述超薄玻璃表面涂覆有所述锌硼硅紫外防护涂层。

另外，本发明还提供一种在超薄玻璃表面涂覆涂层的方法，包括如下步骤：超薄玻璃的涂层烧结后，直接取出，冷却到室温。

或者，包括如下步骤：超薄玻璃的涂层烧结后，随炉冷却到120-420℃之间，然后取出，冷却到室温。

所述方法还包括如下步骤：在压花玻璃板上喷涂去离子水，将超薄玻璃平铺到所述压花玻璃板上，所述超薄玻璃与压花玻璃板之间相互缓慢移动，并不断擦去排出的去离子水，直到所述超薄玻璃与压花玻璃板之间形成稳定负压，然后将浆料均匀涂覆到所述超薄玻璃上。

另外，本发明还提供一种人造卫星太阳能电池玻璃罩板，所述玻璃罩板使用上述超薄玻璃制成。

采用以上技术方案，本发明具有以下优点：

1.本发明涂层，具有更好的紫外-可见-红外光线阻隔效果，从而具有更佳的热防护效果。

2.本发明浆料制备过程中添加适量表面改性剂，显著地减小了涂层表面粗糙度，增加了涂层的反射率。

3.本发明采用压花玻璃板为底材，利用水的表面张力及排空气法形成负压，将超薄玻璃和压花玻璃板牢牢的固定在一起，避免了超薄玻璃和丝网网板之间黏在一起(若涂覆时超薄玻璃和丝网网板之间黏在一起，则涂覆失败)。同时采用压花玻璃板，涂覆浆料的超薄玻璃与压花玻璃板易分离(若采用普通平板玻璃，则很困难)。

4.本发明优化了烧结冷却工艺，使涂层的翘曲度显著降低。制备的涂层具有柔性效果。

附图说明

图1为涂层翘曲程度示意图。

图2为分别涂覆第1组和第2组涂层的超薄玻璃的透过率光谱图。

图3为分别涂覆第4组和第6组涂层的超薄玻璃的透过率光谱图。

图4为分别涂覆第1组和第2组涂层的超薄玻璃的反射率光谱图。

图5为涂覆第1组涂层的超薄玻璃表面的扫描电镜显微图(500倍)。

图6为涂覆第1组涂层的超薄玻璃断面的扫描电镜显微图(500倍)。

图7为涂覆第2组涂层的超薄玻璃表面的扫描电镜显微图(500倍)。

图8为涂覆第2组涂层的超薄玻璃断面的扫描电镜显微图(500倍)。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非是对本发明的限定。

实施例1：一种锌硼硅紫外防护涂层，制备原料包括玻璃基釉、金红石晶型TiO2、表面改性剂、油墨。

其中玻璃基釉的质量分数为60-70wt％，金红石晶型TiO

所述玻璃基釉的组成为SiO

表面改性剂为含矿物油、钠盐和丙烯酸树脂的有机表面改性剂。

油墨为水性油墨，也可根据实际需要使用油性油墨。

本领域技术人员可以根据需要，将金红石晶型TiO

实施例2：一种涂覆防护涂层的超薄玻璃，其制备方法，包括以下制备步骤：

S1:将实施例1中所述玻璃基釉、金红石晶型TiO

S2.在压花玻璃板上喷涂去离子水，将超薄玻璃平铺到所述压花玻璃板上，所述超薄玻璃与压花玻璃板之间相互缓慢移动，并不断擦去排出的去离子水，直到所述超薄玻璃与压花玻璃板之间形成稳定负压(负压值不再变化)。通过丝网印刷的工艺将浆料均匀涂覆到所述超薄玻璃上。

S3.将超薄玻璃与压花玻璃板一起放入80-300℃的干燥箱中，烘干2-24h。使用硅胶材料与超薄玻璃的表面接触，由于硅胶材料的吸附力，将超薄玻璃与压花玻璃板分离。

S4.将步骤S3中分离的超薄玻璃放入电阻炉中烧结，烧结一段时间后冷却，即得到涂覆防护涂层的超薄玻璃。

所述烧结温度和时间可以根据实际需要而定，本发明实施例的高温烧结温度为650-670℃，烧结时间为8-10min。

所述压花玻璃板的压痕图案为正六边形(也可根据需要设置成其他形状)，压痕图案的深度为0.2mm，压痕图案宽度大于0.2mm，压痕图案长度小于10mm。

所述超薄玻璃片可以是经过钢化的(含化学或物理钢化)。

涂层烧结后冷却工艺有如下3种：

工艺A:直接取出，冷却到室温；

工艺B：关闭电阻炉程序，随炉冷却到220℃，然后取出，冷却到室温；

工艺C：直接取出，放入退火炉中退火，退火程序：310℃保温200min，然后在300min内降低到200℃，再保温200min，然后在300min内降低到100℃，然后自然冷却到室温。

其中工艺B随炉冷却的温度可以有一定变化，一般在120-420℃之间。

需要说明，该制备方法并不仅仅适用于本发明实施例1的涂层涂覆到玻璃产品上，实际上，该制备方法适用于所有需要将涂层涂覆到超薄玻璃上的产品制备工艺。

本发明提供6组组分，分别采用以上冷却工艺，如表1所示。

表1

将制备好的涂覆紫外防护涂层的超薄玻璃进行透过率测试，以空气为标样(透过率为100％)，室温下用紫外-可见-近红外光谱仪(仪器型号UV3600，Japan)测试涂层样品在波长200-2500nm的透过率。将制备好的涂层进行反射率测试，以分析纯BaSO

图2为分别涂覆第1组和第2组涂层的超薄柔性玻璃的透过率光谱图。由图2可知，在紫外波段，第1组和第2组组分的产品紫外透过率几乎为0，说明涂层将紫外线阻隔，第1组和第2组组分的产品具有很好的紫外防护效果。在波长200-2200nm，第1组组分的产品透过率低于第2组。图4为分别涂覆第1组和第2组涂层的超薄柔性玻璃的反射率光谱图。由图4可知，第1组和第2组组分的产品均有较高的反射率，因而具有热防护效果。同时，第1组组分的产品反射率高于第2组组分的产品。

采用场发射扫描电镜(仪器型号：JSM-7500F)观察涂层表面和断面的显微形貌。

图5为涂覆第1组涂层的超薄柔性玻璃表面的扫描电镜显微图(500倍)，图6为涂覆第1组涂层的超薄柔性玻璃断面的扫描电镜显微图(500倍)，图7为涂覆第2组涂层的超薄柔性玻璃表面的扫描电镜显微图(500倍)，图8为涂覆第2组涂层的超薄柔性玻璃断面的扫描电镜显微图(500倍)。由图5、图6、图7和图8可知，第1组组分的产品表面粗糙度较第2组组分显著降低，第1组组分的产品致密度较第2组组分有一定程度提高。可见，添加表面改性剂可以显著改变所烧结涂层的表面粗糙度或致密度，从而影响涂层的阻隔光线效果或反射效果。

图3为分别涂覆第4组和第6组涂层的超薄柔性玻璃的透过率光谱图。由图2和图3可知，超薄玻璃片的厚度显著影响紫外-可见-红外光线的阻隔效果。

涂覆涂层的超薄玻璃在高温烧结后，受温差变化大而发生弯曲的现象称为翘曲，弯曲的程度用翘曲度表示。图1为涂层翘曲程度示意图，下面结合图1说明翘曲度。设L为超薄玻璃的水平边长，h为超薄玻璃弯曲的最大垂直高度，翘曲度用arctan(2h/L)表示。

本发明涂覆各组涂层的超薄玻璃翘曲度和如表2所示(仅提供第2、3、5组数据)。

表2

涂层附着力测试。为测试涂层和超薄玻璃间的附着力，根据GB/T9286-1998《色漆和清漆-漆膜的划痕实验》进行样品百格测试。将涂覆有涂层的超薄玻璃放置在有足够硬度的平板上，手持划格器手柄使多刃切割刀垂直于超薄玻璃平面，以均匀的压力、平稳不颤动的手法和20～50mm/s的切割速度切割。做相同数量的平行切割线与原先切割线成直角相交，形成网格图形。用软毛刷沿网格图形的两对角线轻轻向后5次、向前5次刷涂反射涂层。再粘贴长度至少超过网格20mm的胶带，用手指将网格区上方的胶带压平，在贴上胶带5min内，捏住胶带悬空的一端，在0.5～1.0s内平稳地撕离胶带。试验至少在涂层的3个不同位置上进行，如果3个位置的试验结果不同，应在其他位置进行重复试验。根据网格切口交叉处涂层的脱落程度，将附着力测试结果分为0至5级，级数越小表明附着力越好。本发明的防护涂层经过上述附着力测试(百格测试)，其附着力等级均为0级。

实施例3：本发明的超薄玻璃还可以用于人造卫星太阳能电池玻璃罩板。所以，本发明还提供一种人造卫星太阳能电池玻璃罩板，所述玻璃罩板由如实施例2所述的涂覆防护涂层的超薄玻璃制成。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。