專利名稱：一種納米陶瓷太陽膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米陶瓷太陽膜，特別是涉及一種用于汽車及建筑物的，隔熱效果好、色澤好、不易氧化且使用壽命長的納米陶瓷太陽膜。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展和全球“能源危機”時代的到來，太陽膜，即太陽能控制膜，在不斷的發(fā)展。第一代太陽膜是于20世紀(jì)30年代的涂布與復(fù)合工藝膜，俗稱茶紙，主要是用于遮光，基本不具備隔熱作用。第二代是20世紀(jì)60年代的染色膜，靠添加顏料，得到不同顏色的薄膜，但是無隔熱作用，可見光透過率低、清晰度差、容易褪色。第三代是20世紀(jì)90年代初的真空蒸鍍膜，將鋁蒸鍍于基材上，達(dá)到隔熱效果，但可見光透過低，反光高影響視野舒適性。第四代是20世紀(jì)90年代末的金屬磁控濺射膜，將鎳、銀、鈦、金等金屬材料均勻沉積在PET基材上，具有較好的隔熱效果，還具有清晰度高、反光低等特點，但是存在金屬層易氧 化、會阻隔GPS等車內(nèi)無線通訊系統(tǒng)信號等缺點。隨著汽車業(yè)的快速發(fā)展和現(xiàn)代高樓大廈的興建，70%以上的汽車和高樓大廈的非鍍膜窗玻璃都要貼太陽膜，同時對太陽膜的隔熱、安全、色澤和使用壽命等提出了更高的要求。因此亟需提供一種新型的納米陶瓷太陽膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種隔熱效果好、色澤好、不易氧化、使用壽命長的納米陶瓷太陽膜。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種納米陶瓷太陽膜，在基材PET的一面上依次磁控濺射鍍制第一層二氧化鈦膜、第二層氮化鈦膜和第三層二氧化鈦膜?；腜ET的厚度為23 μ m 50 μ m。第一層二氧化鈦膜的厚度為26nm 38nm。第二層氮化鈦膜的厚度為20nm 26nm。第三層二氧化鈦膜的厚度為26nm 38nm。第一層二氧化鈦膜、第二層氮化鈦膜和第三層二氧化鈦膜均采用中頻反應(yīng)磁控濺射孿生靶方法鍍制。本發(fā)明在柔性基材PET上反應(yīng)磁控濺射依次鍍制第一層二氧化鈦膜、第二層氮化鈦膜和第三層二氧化鈦膜，該納米陶瓷太陽膜具有很好的光譜選擇透過性，在可見光區(qū)有較高的透過率(> 70% )，在紅外區(qū)有很高的反射率，阻隔了紅外線，于是就減少了熱量的來源，實現(xiàn)了隔熱的同時卻不影響可見光的透過率。對汽車及建筑物而言，該陽光控制薄膜制成的貼膜，貼在汽車及建筑物的窗戶上可以有效地減少開空調(diào)的能耗，在當(dāng)今能源緊缺的環(huán)境下，是一種新型良好的節(jié)能環(huán)保材料，對節(jié)約能源及環(huán)境保護(hù)具有重要意義。并且二氧化鈦和氮化鈦在室溫下具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，不易氧化，一般情況下，它與氧氣、水、水蒸氣、鹽酸、硫酸等均不發(fā)生反應(yīng)，性能穩(wěn)定永不褪色、變色，使用壽命長久。
本發(fā)明還克服了第四代金屬磁控濺射膜會阻隔GPS等車內(nèi)無線通訊系統(tǒng)信號的缺點，保證了室內(nèi)或車內(nèi)無線通訊信號質(zhì)量。


圖I為本發(fā)明所提供的一種納米陶瓷太陽膜的示意圖。圖2為本發(fā)明所提供的一種納米陶瓷太陽膜的透射率和反射率光譜圖。圖3為本發(fā)明所提供的一種納米陶瓷太陽膜的色品圖。圖中1為基材PET，2為第一層二氧化鈦膜，3為第二層氮化 鈦膜，4為第三層二氧化鈦膜。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明?；腜ET :為聚對苯二甲酸乙二醇酯,英文名polyethylene terephthalate。厚度為23μπι 50μπι，透過率大于86%，耐熱溫度彡150°C。第一層二氧化鈦膜通過中頻反應(yīng)磁控濺射孿生靶鍍制，靶材為鈦靶，反應(yīng)氣體為氧氣，薄膜厚度為26nm 38nm。其中，反應(yīng)濺射狀態(tài)由等離子體發(fā)射光譜監(jiān)測控制裝置PEM監(jiān)控，避免靶中毒和打火現(xiàn)象，提高了沉積速率和薄膜質(zhì)量。第二層氮化鈦膜通過中頻反應(yīng)磁控濺射孿生靶鍍制，靶材為鈦靶，反應(yīng)氣體為氮氣，薄膜厚度為20nm 26nm，主要起隔熱和調(diào)節(jié)所得太陽膜顏色的作用。其中，反應(yīng)濺射狀態(tài)由等離子體發(fā)射光譜監(jiān)測控制裝置PEM監(jiān)控。第三層二氧化鈦膜通過中頻反應(yīng)磁控濺射孿生靶鍍制，靶材為鈦靶，反應(yīng)氣體為氧氣，薄膜厚度為26nm 38nm，與第一層二氧化鈦膜相結(jié)合主要起增透和調(diào)節(jié)所得太陽膜顏色的作用，其中，反應(yīng)濺射狀態(tài)由等離子體發(fā)射光譜監(jiān)測控制裝置PEM監(jiān)控。本發(fā)明優(yōu)選的厚度為PET(23ym)/Ti02(35nm)/TiN(22nm)/Ti02 (35nm)；PET (23 μ m) /TiO2 (26nm) /TiN (20nm) /TiO2 (26nm)；PET (35 μ m) /TiO2 (32nm) /TiN (23nm) /TiO2 (32nm)；PET (50 μ m) /TiO2 (38nm) /TiN (26nm) /TiO2 (38nm)。為了確保在鍍膜過程中基材PET的溫度低于它的形變溫度，柔性基材PET不進(jìn)行鍍膜的一面貼在冷鼓上，冷鼓的溫度< -20°C。為了監(jiān)控所沉積的太陽膜的透射率、反射率和顏色，采用在線光學(xué)監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)測得到太陽膜的光譜圖和色品圖。為了保證所得薄膜的均勻性，等離子體發(fā)射光譜監(jiān)測控制裝置和在線光學(xué)監(jiān)測裝置都采用多點監(jiān)控，即在柔性基材幅寬的方向上各均勻布置3個監(jiān)控點。制得的納米陶瓷太陽膜的膜面幅寬度^ I. 56m。本發(fā)明的透射率和反射率光譜圖見圖2。圖2中本發(fā)明納米陶瓷太陽膜的規(guī)格為 PET (23 μ m) /TiO2 (35nm) /TiN(22nm) /TiO2 (35nm)。圖 2 所示的光譜圖是在波長為 280 2500nm范圍內(nèi)太陽膜的透射率T和反射率R隨波長變化的曲線，由圖2可知在可見光區(qū)380 780nm范圍內(nèi)有較高的透射率，在近紅外光區(qū)780 2500nm范圍內(nèi)有較高的反射率。因此可以根據(jù)實際情況需要，在本發(fā)明提供的數(shù)值區(qū)間范圍內(nèi)，每層薄膜選擇合適的厚度組成所需要的納米陶瓷太陽膜。
本發(fā)明的色品圖見圖3。圖3中本發(fā)明納米陶瓷太陽膜的規(guī)格為ΡΕΤ(23μπι)/TiO2 (35nm) /TiN(22nm) /TiO2 (35nm)。色品是描述顏色品質(zhì)的綜合指標(biāo)，由色調(diào)、亮度和飽和度三個屬性來描述。如圖3所示，X坐標(biāo)是紅原色的比例，y坐標(biāo)是綠原色的比例，代表藍(lán)原色的坐標(biāo)z可由x+y+z = I推出，坐標(biāo)網(wǎng)格中有兩個小圓圈，左側(cè)一個代表反射視覺顏色， 右側(cè)一個代表透射視覺顏色。由圖3可知本發(fā)明納米陶瓷太陽膜的色澤是非常好的。
權(quán)利要求
1.一種納米陶瓷太陽膜，其特征在于在基材PET的一面上依次磁控濺射鍍制第一層二氧化鈦膜、第二層氮化鈦膜和第三層二氧化鈦膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米陶瓷太陽膜，其特征在于基材PET的厚度為23 μ m 50 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米陶瓷太陽膜，其特征在于第一層二氧化鈦膜的厚度為26nm 38nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米陶瓷太陽膜，其特征在于第二層氮化鈦膜的厚度為 20nm 26nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米陶瓷太陽膜，其特征在于第三層二氧化鈦膜的厚度為26nm 38nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種納米陶瓷太陽膜，其特征在于第一層二氧化鈦膜、第二層氮化鈦膜和第三層二氧化鈦膜均采用中頻反應(yīng)磁控濺射孿生靶方法鍍制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米陶瓷太陽膜，在基材PET的一面上依次磁控濺射鍍制第一層二氧化鈦膜、第二層氮化鈦膜和第三層二氧化鈦膜。基材PET的厚度為23～50μm。第一層二氧化鈦膜的厚度為26nm～38nm。第二層氮化鈦膜的厚度為20nm～26nm。第三層二氧化鈦膜的厚度為26nm～38nm。本發(fā)明具有很好的光譜選擇透過性，在可見光區(qū)有較高的透過率，在紅外區(qū)有很高的反射率，阻隔了紅外線就減少了熱量的來源，實現(xiàn)了隔熱的同時卻不影響可見光的透過率。且二氧化鈦和氮化鈦在室溫下具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，不易氧化，一般情況下，它與氧氣、水、水蒸氣、鹽酸、硫酸等均不發(fā)生反應(yīng)，性能穩(wěn)定永不褪色、變色，使用壽命長久。
文檔編號C23C14/35GK102837460SQ20111017156
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者王治安, 劉維, 劉小華, 陳納斯, 何山 申請人:核工業(yè)西南物理研究院