[发明专利]一种彩色玻璃膜的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及化工技术领域，特别涉及一种彩色玻璃膜的制备方法。

背景技术

在平凡的日常生活中，随处可见玻璃瓶、玻璃杯、眼镜等玻璃制品，可以说我们的生活已离不开玻璃了，彩色玻璃的出现更是为我们的生活增添了一抹靓丽的色彩。

传统彩色玻璃的制作方法是运用熔融法，利用熔融在玻璃中的过渡金属离子或稀土金属离子的电子跃迁而引起的光吸收、或者分散在玻璃中呈胶体状的元素或化合物微粒子的色散与吸收、或者放射线等的照射所产生的着色中心所引起的光吸收等制成不同色彩的玻璃。

虽然这种传统方法已延用了数百年，但仍存在着许多缺点。溶解于玻璃中的金属离子或其他物质具有一定的放射性，对环境有一定污染，并且这种污染将是长期性的。由于其制作工艺的特点，废弃的彩色玻璃几乎没有可利用性，无法再次回收利用，造成了很大的材料浪费。另一方面，在制备过程中还存在着成本昂贵、制作复杂等缺点。所以在无色玻璃上镀一层彩色薄膜的设想便应运而生。因彩色玻璃具有用途广、有较好修饰功能的性质，所以彩色薄膜需要具有一定的美观实用性和机械性能。近年来，浸渍法、溶胶-凝胶法、溅射法、沉积法等各种工艺相继推出，其中，利用溶胶-凝胶法在普通玻璃表面镀制各种功能薄膜已取得了较好的成绩，并且受到人们广泛的重视。

在专利CN 101255015A中提供了一种玻璃衬底上彩色二氧化钒热色玻璃的制备方法。其特征在于依次包括如下步骤：(A)用洗液或溶剂将玻璃衬底清洗干净并吹干；(B)将玻璃衬底放入薄膜沉积室,加热至300～600℃；(C)通入工作气体；(D)采用磁控溅射制备工艺使二氧化钒成膜；(E)控制成膜厚度以得到不同反射颜色的二氧化钒镀膜玻璃。本发明通过对膜层厚度的精确控制，可使玻璃反射颜色呈现为浅蓝紫色、蓝紫色、淡青色、黄色、或粉红色等。但是该发明的缺点在于玻璃上的镀层不均匀，导致色彩不均匀，并且透过率较弱。

发明内容

本发明提供一种高强度彩色玻璃膜的制备方法，所制备的高强度彩色玻璃膜颜色丰富、透过率强、机械性能好等特性。

为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

本发明使用溶胶—凝胶法，在酸性二氧化硅溶胶中分散生物染色剂，并用提拉法覆盖于普通玻璃表面，形成彩色玻璃。并在此基础上，对玻璃进行加镀氧化铝薄膜等后续处理，增强彩色玻璃的机械性能。

本发明所述的溶胶-凝胶工艺，是以有机醇盐—正硅酸乙酯(TEOS分析纯)为前驱体，去离子水(H₂O)为反应物，乙醇(Eth分析纯)为溶剂，盐酸(PH=1)为催化剂，生物染色剂(亚甲基蓝、碱性品红、孔雀石绿、金铵黄)为显色剂，配置复合彩色溶胶。各反应物的摩尔配比：TEOS：H₂O：HCl：Eth为1：2.3：0.25：3.8。配置溶胶环境：温度20—25℃、相对湿度低于55%。

本发明所述的镀膜采用浸渍提拉工艺的提拉速度为3~12cm/min。为了提高薄膜与基底的粘着力，需要对薄膜进行高温热处理。热处理过程采用马弗炉经过1小时由常温加热至200℃，保温2小时后自然冷却。

本发明所述的氧化铝薄膜制法为以异丙醇铝(分析纯Al(C₃H₇O)₃)为前驱体，去离子水为溶剂，浓硝酸(HNO₃含量为65~68%)为催化剂来制备AlOOH水铝石溶胶。

本发明的有益效果在于：

1. 运用溶胶—凝胶工艺，以TEOS、乙醇、有机生物染色剂为原料，配制彩色溶胶，通过提拉法在玻璃基底上镀制一层彩色薄膜，能够实现新型彩色玻璃的制备。有机生物染色剂能够较好的溶解于溶胶中，不会发生有机、无机相分离的现象，具有靓丽的色彩和稳定的光学性能。

2. 绝大部分彩色膜无毒无害，在高温下能自行分解，且不会有其他杂质生成，因此经过一定的高温处理后彩色玻璃会恢复为无色状态，既简化了彩色玻璃的回收与再利用，又节约了能源，有利于原材料的循环使用和对环境的保护。

3. 制备过程便捷容易、成本低廉，可大范围地推广、使用。

4. 彩色膜具有良好的实际耐用性，如较好的机械性能和较强的透过率。

5. 在彩色薄膜表面镀制一层氧化铝透明保护膜，增加了彩色薄膜表面的硬度和耐摩擦性，起到了很好的保护作用。

具体实施方式

1、二氧化硅彩色膜的制备

（1）溶胶的制备