[发明专利]耐腐蚀镜子、其生产方法及其在太阳能采集中的用途

说明书

技术领域

本发明的技术领域为镜子领域。

镜子具有大量应用，其中可以提到例如供家庭使用的室内镜，如浴室中的镜子，或用于汽车工业的镜子，如后视镜，等等。

镜子也存在其他应用，特别是其用于采集太阳能的用途。

镜子应用方面的这些差异要求在强度和反射率方面有不同的性能水平。实际上，太阳能镜经受非常恶劣的气候和环境条件(沙子、水、盐、热、紫外线辐射等)，导致其过早腐蚀。而且，为了提供最佳的能量采集效率，太阳能镜必须具有极好的反射率。

本发明涉及耐腐蚀镜子和生产这种镜子的方法，尤其是通过非电解金属化生产这种镜子的方法。

现有技术-技术问题

通过玻璃镀银制造镜子是金属化的最古老的工业应用之一，在上个世纪得到了长足的发展。

实际上，在二十世纪初，是通过电解法(RUOLZ和ELKINGTON法)来生产镜子。使用这种技术，利用外部电流源在玻璃表面上形成银的第一沉积，然后通过相同的方法在银上沉积一层铜。铜层据说是保护性的，且它与几层铅涂料的组合使这样获得的镜子具有耐腐蚀性。但是，获得的金属涂层相当厚，厚度为350-500μm，并且其生产在工业条件下需要1小时以上。因此电解金属化既耗时又耗能。它也非常复杂，因为它需要使用相对复杂的设备。

这种电解技术的替代技术是玻璃的化学镀银，该技术最初包括利用重力通过浸渍在含有银盐、还原剂和络合剂的金属溶液浴中来沉淀银。然后也通过相同的浸渍方法生成铜层，且最后涂覆一层或多层铅涂料以保护镜子免遭腐蚀和老化。这些金属化步骤涉及相当大的能量、时间和水的消耗，而且具有许多缺点，如沉积浴的不稳定性、不能金属化复杂(非平面)形式的衬底表面以及不能获得局部化沉积等。

后来，例如从以GB 1499339号公布的1978年英国专利申请可以看出，通过在金属溶液浴中浸渍的金属化被在衬底表面上喷射所述溶液所代替。

然而，这些化学镀银技术具有许多缺点，尤其是：

-使用的产品是危险性的、腐蚀性的、毒性的和可燃的(特别是苛性钠、硫酸和基于甲醛的还原剂)，

-沉积的动力学被限制在每小时20pm的厚度，

-存在与同时共沉积不同金属有关的技术困难，

-可沉积的金属或合金的范围有限，

-沉积的金属膜的附着存在改进的空间。

而且，通过上述方法获得的镜子的防腐蚀性由铜层和铅涂料层的组合提供，其具有毒性的缺点。

最近，在耐腐蚀镜子领域中，Glaverbel公司的专利申请WO 2005/090256和US 2001/0033935描述了没有铜层并且没有铅涂料的镜子，其耐腐蚀性由施加在银涂层上的有机(无铅)罩面涂料提供。在该技术中，通过使用金属盐溶液例如氯化钯PdCl₂溶液、PdCl₂/SnCl₂混合物溶液、硫酸锆Zr(SO₄)₂溶液等对镀银层进行所谓的“钝化”处理改善了耐腐蚀性质。已经证明该溶液对于经受非常恶劣的气候条件的太阳能镜领域不能令人满意。实际上，这些镜子的有机涂料构成唯一的耐腐蚀屏障，并且紫外线辐射使有机涂料降解。在降解过程中，在涂料的表面产生电荷，因而维持涂料的氧化反应。结果是耐腐蚀涂料实际上成为腐蚀的促进剂。在实践中，这样的镜子快速退化：它们的反射率在数年后降低，而镜子制造商的目的是提供至少在15年内具有良好性能的镜子。提供的质量与需要的质量之间的差异意味着制造商必须定期更换镜子，这是非常昂贵的，特别是对于包括数百面镜子的用于采集太阳能的设备而言。该领域中完成的极少数创新反而转向越来越复杂且因此越来越昂贵的耐腐蚀涂料制剂。而且，现有的系统使用两层或三层涂料，这从工业角度来看是不便利的。

此外，为了克服通常与利用化学手段对衬底金属化有关的问题，专利申请FR-A-2763962和WO 2008/062070A1公开了用于衬底金属化的非电解方法，该方法是通过喷射含有阳离子形式的金属(氧化剂)和还原剂的气溶胶进行，所述氧化剂和还原剂或者通过同时喷射两种分别含有氧化剂和还原剂的气溶胶预先接触，或者通过交替喷射含有氧化剂的气溶胶和含有还原剂的气溶胶在衬底表面上接触。然而，这些文件没有解决用于太阳能应用的镜子的加速腐蚀的问题。

发明目的