Смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло Советский патент 1981 года по МПК C03C17/30 

154) СМЕСЬ для НАНЕСЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО ПОКРЫТИЯ НА СТЕКЛО Изобретение относится к получению прозрачных защитных покрытий дл стекла. Известна смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло, вкл чающая полиэтилен и силан l. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для н несения кремниевого покрытия на стекло, включающая моносилан , инертный газ и водород при соотношении инерт ного газа к водороду 0:1 {.2 Однако указанные смеси не обеспечивают высокой химической стойкости стекла с покрытием к щелочам. Цель нзобретения - повышений химической стойкости к щелочам. Поставленная цель достигается тем, что известная смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло, включающая моносилан и азот, до полнительно содержит электронодонор ное соединение при следующем соотношении ингредиентов, об. %: Моноснлан 0)3-7 Лзот89-95 Электронодонорное соединение 0,2-6 при отношении электронодонорного соединения к моносилану от 0,1;1 до 2:1, причем в качестве электронодонор ного соединения она содержит этилен, ацетилен, бутадиен, аммиак, дифторэтилен или бензол. Щелочестойкость кремниевого покрытия определяется путем определения времени, в течение которого кремниевое покрытие сопротивляется воздействию сильного щелочного раствора без видимого повреждения. В некоторых случаях, в зависимости от щелочестойкости стекла и количества использованного электронодонорного состава, щелочестойкость покрытия, полученного из предла гаемой смеси,оказывается выше щелочестойкости самого стекла. Электронодонорные составы, используемые для придания щелочестойкости кремниевому покрытию, содержат в своей электронной структуре электроны в виде связи или одинокой пары, которые могут быть переданы в

электронную структуру подходящих акцепторных молекул или атомов.

В качестве стекла, на которое н нсится покрытие, используется обычное коммерческое подцвеченное с.веторегулирующее известково-натриевое силикатное стекло, содержащее в качестве подцвечивающих компонентов небольшие количества окислов селена и кобальта, которое изготавливается в виде полосы на поверхности ванны расплавленного металла. Пока покрываемо стекло имеет температуру не менее , его перемешивают через позицию нанесения покрытия.

Когда стекло, на которое наносится покрытие, изготавливается на ванне расплавленного металла, покрытие наносится внутри емкости, в которой находится ванна расплавленного металла, близ ее выходного конца, причем стекло движется вдоль дтой ванны в виде полосы. Температура стекла близ выходного конца ванны составляет 600-650 0. С другой стороны, покрытие может быть нанесено на полосу стекла, когда она движемся сквозь печв для отжига стекла, где температура .стекла составляет 400-750° С. Нанесению покрытия подвергнуто стекло, изготовленное прокаткой или при помощи вертикальной пряжи. Предлагаемая сМесь быть применена и при нанесении покрытия на плоское стекло, включая армированное стекло, в виде ленты или полосы, на изделия из формованного стекла и на стекловолокно

Для того, чтобы обеспечить заданную скорость разложения силанов, стекло должно иметь температуру не ниже (в диапазоне 400-850°с;, предпочтительно, в диапазоне 500850°С.

В табл. 1 приведены конкретные примеры предлагаемой смеси. В качес ве электронодонорного соединения использован этилен.

Все оптические изменения, о которых идет речь, выполнены известными способами с применением в качестве источника света источника С по классификации Международной комисси по освещению.

Табл. 1 показывает, что кремниевсге покрытие, полученное на образugix 2-12 с использованием этилена в гАзе, имеет повышенную щелочестойKOcfb по сравнению с покрытием образца 1, т.е. контрольного образца, покрытие на которой было нанесено без добавления этилена к силансодержащему газу. Небольшие изменения процентного содержания этилена оказывают лишь слабое влияние на придаваемые стеклу кремнийсодержащим покрытием оптические хйрактеристики.

Результаты экспериментов показывают, что при небольшом соотношении содержания этилена и моносилана, которое имеет место в образцах 2,3 и 4, оптические характеристики практи-. чески не меняются, однако, налицо существенное повышение щелочестойкости кремнийсодержащего покрытия, выразившееся в том, что видимые невооруженным глазом следы повреждений не были обнаружены до тех пор, пока срок контактирования стекла с раствором едкого натра 1-й нормальной концентрации не составил, по крайней мере,1 час.

Были измерены оптические сврйства кремнийсодержащего покрытия образцов

5 1,2,4,5,10 и 12. При выполнении измег рений была принята компенсация подцвеченности стекла при помощи сравнения подцвеченных образцов стекла, имевших покрытие и не имевших его. Подцвеченное стекло было заменено прозрачным плоским стеклом толщиной 6 мм.

В табл. 2 приведены оптические свойства обраэдов прозрачного иэ5 вестково-натриевого силикатного

стекла толщиной 6 мм, изготовленного на ванне расплавленного металла и имевшего покрытие, эквивалентное полученному на подцвеченном стекле.

Q Пока соотношение этилена к силану в газе не превышает 0,1, свойства покрытого стекла не изменяются в значительной степени по сравнению со свойствами образца 1, покрытие на ко

торое было нанесено без присутствия

этилена в силансодержащем газе.

При повьпяении содержания этилена имеет место равномерное повышение щелочестойкости, измеренной как период времени, в течение которого

воздействие щелочи на стекло становится заметным невооруженным глазом, причем такой период составляет не енее 5 ч 50 мин при соотношении этилена к силану, равном 1,2:1.

При проведении.погодных испытаний при которих стекло с покрытием подвергается воздействию влажной атмосферы, кремнийсодержащее покрытие контрольного, . 1-го образца, выдерживает около 10 дней. Кремниевое покрытие образцов со 2-го по 12-й не имеет видимых изменений после 6-недельного испытательного периода. Испытанию подвергались пакеты из 5 листов стекла с покрытием, каждый из

который имеет площад1Г 300 , причем листы разделены зернистым прослоечным материалом и помещены в камеру, в которой поддерживается температура бСРс и относительная влажность

95-100%.

При повышении содержания этилена в силансодержащем газе уменьшается показатель преломления покрытия. Следовательно, снижается как светоотражение, так и отражение солнечной теплоты. При этом, однако, не происходит какого-либо заметного увеличения оптического поглощения кремниевых покрытий, поэтому любое умень шение отражательной способности сопровождается увеличением светопере дачи и теплопередачи. Изменение пока зателя преломления происходит без каких-либо значительных изменений толщины покрытия, как показано в табл. 1.

В другой серии экспериментов на ванне расплавленного стекла изготовлено известково-натриевое силикатное стекло, на которое затем наносится кремнийсодержащее покрытие по предлагаемому методу, при этом полученное покрытие исключительно стойкое к воздействию на него щелочи.

Нанесение покрытия производится на выходе из емкости, в которой находится ванна расплавленного металла, где температура стекла составляет 600-650 С.Полученные при этом результаты сведены в табл, 3. В табл. 4 представлены оптические свойства образцов.

Пропуски в данных табл. 3 и 4 ; означают, что эти величины в процессе экспериментов не измеряются.

В табл. 5 приведены примеры используемых электронодонорных составов. Щелочестойкость всех полученных покрытий сравнивается с щелочестойкостью описанных выше покрытий, полученных с помощью этилена как электронодонорного состава.

Наиболее удобно использовать такой состав, который находится в газообразном состоянии при комнатной температуре,

Предлагаемая смесь может быть ио« пользована при обработке различных сортов коммерчески производимого стела разных видов, которое может быть пропущено через позицию нанесения покрытия, например оконного стекла, оптического стекла и стеклянных волокон.

Таблица 2

Таблица 3

0,4

605

0,24

580

Аммиак

1,3

680 NHa

Аммиак

620

0,7 NH,

0,55

605

0,32

612

Формула изобретения Смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло, включающая моносилан и азот, отличающаяся |Q тем, что, с целью повышения химической стойкости к щелочам, она дополнительно содержит электронодонорное соединение при следующем соотношении ингредиентов, об. %:

Моносилан 0,3-7

Азот89-95

Электронодонорное соединение 0,2-6

Таблица 5

1,2:1

0,33

90,27 9

90,44 9

0,75:1

0,32

4,5:1

89,4 9

1,1:1

89,67 9

0,63

0,85:1

89,82 9

0,63

0,5:1

90,04 9

0,64

при отношении электронодонорного соединения к моносилану от 0,1:1 до 2:1, причем в качестве электронодонорного соединения она содержит этилен, ацетилен, бутадиен, аммиак, дифторэтилен или бензол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 427-226, опублик. 1974 (прототип