低輻射鍍膜玻璃研究開發進展

李兆方

東莞南玻工程玻璃有限公司

低輻射鍍膜玻璃研究開發進展

李兆方

東莞南玻工程玻璃有限公司

低輻射鍍膜玻璃其獨具的防止熱輻射和良好的可見光透過率，使在各領域中備受關注本文就針對低輻射鍍膜玻璃各項特性，對低輻射鍍膜玻璃的制備方法及其特點等進行綜述，并展望了低輻射鍍膜玻璃未來的發展和應用方向。

低輻射；鍍膜；玻璃；研究開發；進展

隨著人們綠色節能意識的提高，以低能耗節能型建筑為代表新型綠色建筑在我國有了快速的發展。在建筑中眾所周知，門窗的能量擴散是最大的，因此門窗節能是實現綠色建筑的一項重要保證。低輻射鍍膜玻璃的出現，將門窗的節能性能大幅提高變為可能。在國外低輻射鍍膜玻璃的使用率已達到90%以上，而我國使用率還很低，伴隨我國能源戰略的從高能耗向綠色低碳方向的轉移，國內的低輻射鍍膜玻璃研究得到迅猛發展，下面本文就針對低輻射鍍膜玻璃各項特性，對低輻射鍍膜玻璃的制備方法及其特點等進行綜述，并對低輻射鍍膜玻璃未來的發展方向和應用進行展望。

1 低輻射鍍膜玻璃的特性

1.1 低輻射鍍膜玻璃的光學特性

低輻射鍍膜玻璃的光學特性主要有以下幾點：

（1）可見光透過率高、發射率低。波長在400-760納米的可見光對低輻射鍍膜玻璃的透過率在0.8以上，而發射率卻低于11%。這樣低輻射鍍膜玻璃做的門窗有較高的采光性，又不會造成光污染。

（2）紫外線透射率低。由于低輻射鍍膜玻璃不僅可以阻擋波長300納米的紫外線，而且其內膜中的金屬離子可以有效吸收波長300-380納米的紫外線，可以阻擋55%以上的紫外線透射到室內。

（3）紅外線透過率低、發射率高。由于低輻射鍍膜玻璃內膜中的金屬層電導率高，可以阻擋波長大于760納米的紅外線穿過鍍膜，同時由于紅外線震蕩頻率的降低，遠小于金屬離子的震蕩頻率，對紅外線的發射率升高。

1.2 低輻射鍍膜玻璃的熱特性

低輻射鍍膜玻璃顧名思義其表面輻射率在0.25以下，而且熱傳導率也較低一般在1.9上下，這個特性遠遠超過普通玻璃的表面輻射率0.84。

2 低輻射鍍膜玻璃的制備方法

2.1 低輻射鍍膜玻璃的制備方法及其特點

目前低輻射鍍膜玻璃的制備分為在線法和離線法兩大類。

在線法是指在普通浮法玻璃生產線上利用高溫熱解法生產玻璃的過程中就生產線上給玻璃鍍上膜層。因為這種膜是在生產線上玻璃溫度較高的時候鍍上的，這種工藝下鍍膜實際上是膜與玻璃基本上融為一體，所以稱之為硬膜低輻射玻璃。這種工藝生產的低輻射鍍膜玻璃因為膜層與玻璃結合緊密，所以膜層經久耐用，而且膜層不會出現脫落和變色，可以暴露在空氣中，這樣玻璃既可以單片應用也可以夾膠制成中空玻璃，而且玻璃加工容易，同時這種玻璃還具有良好的能透過率（即通常所說的U值），一般情況下冬天為3.7，夏天為2.8。但是在線法生產的玻璃其膜層色彩、特性等特性單一，而且對于生產線要求高且一種生產線只能生產單一品種的玻璃。所以大大限制這種玻璃的使用范圍和生產。

離線法是指在玻璃下了生產線以后用真空蒸鍍或磁控濺射等工藝在玻璃表面鍍制低輻射薄膜的方法。這種生產工藝主要是在真空室內將玻璃作為基片，室內的濺射源作為陽極，并向外正離子，正離子在磁場的作用下形成等離子區轟擊靶材（通常采用金、銀、銅或鉛等）產生濺射濺射粒子的中性原子在基片上沉積成膜。離線法生產的低輻射玻璃其各項特性往往優于在線法生產的玻璃。首先由于離線法生產過程中轟擊靶材陰陽兩極之間的電流可以控制，這樣鍍膜的厚度可控而且重復性較好，可以獲得大面積厚度均勻的膜層，同時在成膜過程中基片在等離子區經過反復的清洗和激活，使得膜層與基片有較強的附著力；因為是用濺射發，所以靶材可以是合金和純金屬，這樣膜層的色彩比較豐富，甚至可以將銀等貴金屬作為靶材制成仿金膜，而且膜層的純度較高。

3 低輻射鍍膜玻璃研究開發與應用

基于低輻射鍍膜玻璃的光學和熱輻射特性，其被廣泛的應用于多個領域，下面就這些開發應用做簡要的介紹。

3.1 低輻射鍍膜玻璃在建筑中的應用

目前低輻射鍍膜玻璃主要的應用領域是在建筑行業中，由于其良好的防止熱輻射性能，用在建筑門窗上可以大大建筑的能耗，這種門窗不僅有良好的采光性，而且隔熱保溫和陽光得熱性能十分突出。對于大型建筑的玻璃幕墻如果大面積的采用低輻射鍍膜玻璃，不僅可以有效阻止室內外的熱輻射，而且其特殊的鍍層可以改善建筑對光譜的選擇性，同時由于鍍膜色彩的多樣性，為設計師對幕墻設計的藝術效果有了更大的選擇余地，并有效解決了普通玻璃幕墻的光污染問題。隨著人們綠色節能意識的提高，低輻射鍍膜玻璃在建筑中使用的越來越多，中國十三五節能規劃中，對節能環保建材的應用提出了新要求，規劃中新增建筑中節能環保建材使用率要達到30%以上，而在2010年低輻射鍍膜玻璃在建筑行業中的使用率只有9%左右，今后低輻射鍍膜玻璃在建筑行業將具有更大的發展空間。

3.2 低輻射鍍膜玻璃在汽車工業的應用

在夏季，停車場常常可以看到一些汽車前擋風玻璃放一些反光貼，防止車內溫度過高，這說明汽車擋風玻璃的抗熱輻射能力還比較差，如果將低輻射鍍膜玻璃應用于汽車擋風玻璃中，可以有效的降低陽光的熱輻射穿透率，而且玻璃的透射能力與現有的汽車擋風玻璃相差無幾。這樣就可以減少汽車空調的使用，從而降低了能耗。更為獨特的優勢就是，低輻射鍍膜玻璃中膜層多為金屬，具有良好的導電性能，這樣在冬季可以直接通電對玻璃進行除霜，而不影響駕駛者的駕駛視野，遠優于目前在擋風玻璃中夾金屬絲的視覺效果。

3.3 低輻射鍍膜玻璃在家用電器中的應用

可視冰箱的除霜和結露問題一直困擾著設計者，但問題歸根結底還是冰箱的隔熱問題沒解決，如果可視冰箱的玻璃門采用低輻射鍍膜玻璃，這個問題就迎刃而解了，因為低輻射玻璃具有可見光透過率高、清晰度高、紅外線發射率高、更加節能、膜層具有導電性、可以加熱、有效防止玻璃表面結露、消散電磁等特點，利用這些特點，可以隔斷冰箱內部與外部環境之間的輻射熱交換，保持可視冰箱單層門玻璃外表面溫度不低于環境中的空氣露點溫度，從而有效防止可視冰柜單層門玻璃表面出現結露現象。

[1]劉超.我國建筑節能現狀與對策[J].中華建設，2014(3):76一77.

[2]鄧力，徐美君.低輻射玻璃生產應用及市場[J].玻璃與搪瓷，2013,31(1):56一59.

[3]蔣娟娟.論Low-E玻璃在節能減排領域的應用[J].玻璃，2014(273):30一33.

[4]劉靜，劉丹，顧真安.介質∕金屬∕介質多層透明導電膜研究進展[J].材料導報，2014,19(8)12.