Смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик («)878191 (6!) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 010378 (21) 2586050/29-33 (51)М. Кл.э (23) Приоритет — (32) 01, 03. 77

С 03 С 17/3О

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) 8641/77 (33)Великобритания

Опубликовано. 301081. бюллетень Йо 40

Дата опубликования описания 301081 (53) УДК 666.1. . 056 (088. 8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Манфред Ландо (Великобритания) РС)

) Иностранная фирма

"Пилкингтон Браэерэ Лимитед" (Великобритания) (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО

ПОКРЫТИЯ HA СТЕКЛО

Изобретение относится к получению прозрачных защитных покрытий для стекла.

Известна смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло, включающая полиэтилен и силан 1 1).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для на несения кремниевого покрытия на стекло, включающая моносилан, инертный газ и водород при соотношении инертного газа к водороду Ог1 2).

Однако указанные смеси не обеспечивают высокой химической стойкости стекла с покрытием к щелочам.

Цель изобретения - повышение химической стойкости к щелочам.

Поставленная цель достигается тем, что известная смесь для нанесения кремниевого покрытия на стекло, включающая моносилан и азот, до- 2> полнительно содержит электронодоноркое соединение при следующем соотношении ингредиентов, о6. Ъг

Моносилан О, 3-7

Азот 89-95 30

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 беэ видимого повреждения.

В некоторых случаях, в зависимости от щелочестойкости стекла и количества использованного электронодонорного состава, щелочестойкость покрытия, полученного из предлагаемой 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

878191

d0

65 электронную структуру подходящих акцепторных молекул или атомов.

В качестве стекла, на которое наносится покрытие, используется обычное коммерческое подцнеченное снеторегулирующее известково-натриевое силикатное стекло, содержащее в качестне подцвечивающих компонентов небольшие количества окислов селена и кобальта, которое изготавливается в виде полосы на поверхности ванны расплавленного металла. Пока покрываемое стекло имеет температуру не менее

400 С, его перемешинают 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 этой ванны в виде полосы. Температура стекла близ выходного конца ванны составляет 600-650 С. С другой стороны, покрытие может быть нанесено на полосу стекла, когда она движемся сквозь печь для отжига стекла, где температура .стекла составляет 400-750 С. Нанесению покрцтия подвергнуто стекло, изготовленное прокаткой или при помощи вертикальной пряжи. Предлагаемая смесь может быть применена и при нанесении покрытия на плоское стекло, включая армированное стекло, в виде ленты или полосы, на иэделия из формованного стекла и на стекловодокно.

Для того, чтобы обеспечить заданную скорость разложения силанов, стекло должно иметь температуру не ниже 400оС (в диапазоне 400-850oC), предпочтительно, н диапазоне 500850 С.

В табл. 1 приведены конкретные примеры предлагаемой смеси. В качест не 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 комиссии по освещению.

Табл. 1 показывает, что кремниевое покрытие, полученное на образц4 х 2-12 с использованием этилена в газе, имеет повышенную щелочестойкость 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 характеристики.

Результаты экспериментов показынают, 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, ныразившееся 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 свойства кремнийсодержащего покрытия образцон

1,2,4,5,10 и 12. При выполнении изме". рений была принята компенсация подцвеченности стекла при помощи сравнения подцнеченных образцов стекла, имевших покрытие и не имевших его. Под1цвеченное стекло было заменено прозрачным плоским стеклом толщиной

6 мм.

В табл. 2 приведены оптические свойства образцов прозрачного известково-натриеного силикатного стекла толщиной 6 мм, изготовленного на ванне расплавленного металла и имевшего покрытие, эквивалентное полученному на подцвеченном стекле.

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 которое было нанесено без присутствия этилена в силансодержащем газе.

При повышении 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 менее 5 ч 50 мин при соотношении этилена к силану, равном 1,2:1.

При проведении погодных испытаний

Ф при которых стекло с покрытием подвергается воздействию влажной атмосферы, кремнийсодержащее.покрытие конт- рольного, т".е. 1-ro образца, выдеРживает около 10 дней. Кремниевое покрытие образцов со 2-го по 12-й не имеет видимых изменений после 6-не дельного испытательного периода. Испытанию подвергалисв пакеты из 5 листов стекла с покрытием, каждый иэ которых имеет площадь 300 мм ; причем листы разделены зернистым прослоечным материалом и помещены в камеру, в которой поддерживается температура 60 С и относительная влажность

95-100%.

При повышении содержания этилена в силансодержащем газе уменьшается показатель преломления покрытия.

Следовательно, снижается как светоотражение, так и отражение солнеч878191 ной теплоты. При этом, однако, не происходит какого-либо заметного уве-: личения оптического поглощения кремниевых покрытий, поэтому любое умень" шение отражательной способности сопровождается увеличением светопере» дачи и теплопередачи. Изменение пока зателя преломления происходит беэ каких-либо значительных изменений толщины покрытия, как показано в табл. 1.

1О

В другой серии экспериментов на ванне расплавленного стекла изготовлено известково-натриевое силикатное стекло, на которое затем наносится кремнийсодержащее покрытие по пред- . 15 лагаемому методу, при этом полученное покрытие исключительно стойкое к воз . действию на него щелочи.

Нанесение покрытия производится на выходе из емкости, в которой на- фо ходятся ванна расплавленного металла, где температура стекла составляет

600-650 C.Ïoëó÷åíííå цри этом результаты сведены в табл. 3. В табл. 4 представлены оптические свойства образцов.

Пропуски в данных табл. 3 и 4 . означаот, 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 электронодонорноао состава.

Наиболее удобно использовать такой состав, который находится в газообразном состоянии при комнатной температуре, Предлагаемая смесь может быть ис пользована при обработке различных сортов коммерчески производимого стек. ла разных видов, которое может быть пропущено через позицию нанесения покрытия, например оконного стекла, оптического стекла и стеклянных волокон.

8782gy

1 1 1

l 4

OI3, 3 кои эно

aoы о а («Ъ (3

D (л) с) о а сч

3

1юац х

P5йн лФ (Ч с- с

О О Ф РЪ

Г- СЧ с с

С Ъ (лЪ лй с Ch с . с . сСЧ 3 ((:) сл) РЪ («Ъ

Ch aA an с- ° с. со о

Р ) С Ъ ч)

P) С") с с(1 ъ-( Й Ю.1 1 (II Я (0 ОХ

0! Х овае о

Fb

С Ъ Г с с а (A

Сл) С Ъ

00 с с

CO aA а

О) РЪ с с

Г Ъ 3 а а

aO O с с лФ

° Ф а с (Ч с с

СЧ (LA РЪ и р с с о сч Й л3 о ф (л н х о х о е

u3v тЧ Ф-(%-(Я-(° « « « В ° (Ч CO I Ф

СЧ с-(е-) (Р с с с с

О О О О О

% (cE %(\

° ° ° 1 ° Э г) (о о (Ю (Ч а-1 с с с. с о о (н

% Ч %-(%-(«Ю ° Ф ф«

Ф p) ф

p) p) с « с о о о

I

I

« — — -«

1 I

I Ъ!- 1

1 Х 1

I 1

I (Ъ I

I 1

Г 1

CO ОЭ СО с с с лФ 3 3

Сс 3 с с a3 лФ

О) C)a О) а с с (У Ф л3 ((! н

v о и

1

1 Х

1 с4

)u ((3 С(Ж

Х вЂ” 2 а 1

Ц 1

1 ю .

I о. « — — «

Х 3 . 1

С,) ((3 с(3

v а а а О л3 cf а Ю а а о (3 а (О

LA а an с с о о о о

О@6 о ь х

% (СЧ % (Cal p) p) p) а 1 а о а а а о а D о а а а

co co w w 3 о о а а (о 3 с с с. с с- с с с- с сл) (Ч P) P) (Ч (Ъ С«Ъ СЧ СЧ СЧ СЧ (Ч о а о а а а о а о а а а с ) сч а (1 а (о (ч (о о

° Ф cf a(лФ a(cP Ф cl лФ c3 Ф Ф (3) (-((ч О\ p) а а 3 ( с с с с с с с с с с

aA p) aI (3 (с) p) p) %"(н (ч О) Ю

O) О) О) Cl) ОЪ (3) C(a О) О) C)) CO (3) (-I О) 09 СЧ СО )O )с. (A СЧ 1 (Ч с с с с с с с с с с с о (о о (ч w p) съ () а а

I н н ос о

Х и х х и

N C3 о о аа хо н

30 О о х ха

К х

2 3

Щ е с Q

Е 03 Х о м о. z н ф л Ц и 03 Х онн

9 3 33) а х о дОИ

Э Ф

g нх х х ((3 п«

878191

Таблица 2

Светоотражение, %

Поглощение солнечной теплоты, Ъ

Отражение солнечной теплоты,%

Светопропускание, ф

49

54

21

41

28

0,22

43

37

32

0,17

49

56

41

0,44

53

25

47

0,67

21

66

29

1,10

12

Таблица 3

Состав газа, В

" ис кс нм

Щелочестойкость

Образец с н4/з н

SiH с н+

0 400 3,36 30,0 18 с

0,11 455 3,18 35,8 45 с

0,18 460 3,29 35,0 5 мин

4,6

15 140 0

3,4

91,6

2,6

1,4

91,5

5,5 мин

0,20

2,1

91,4

480 3,23 37,2 30 мин

0 29

91,1 0

Таблица 4

Светопропускание, Светоотражение, Образец

32,0

51,5

29,1

51,8

27,2

54,3

18

27,0

54,9

Покрытие Соотнообразца шение 2Н4/5iH

Общий расход газа, л/мин

16 180 0,6 5г2

17 180 1 1 6 0

18 180 1,1 5,4

19 180 2 6,9

Прямое пропускание солнечно тепЛоты, Показатель преломления

Общее пропускание солнеч" ной теплоты, Ъ

Толщина покры тия, нм

878191

Таблица 5

Состав газа, об. %

Соотношение электронодонорного состава и моносилана

Температура, ОС

Электронодонорный состав, электронодонорный 4

5IÍ состав

Ацетилен

90,27 9 1,2:1

0,33

0,4

605 с н

Бутадиен

90,44 9 0,75:1

0,32

580

0,24

С4н6

Аммиак

89,4 9 4,5:1

1,3

0,3

680 нн

Аммиак

89,67 9 1,1:1

620

0,7

0,63

Дифторэтилен

89,82 9 0,85:1

0,63

605

0,55

Cg H

Бензол

90,04 9 0,5:1

0,64

612

0,32 ь нь

О, 2-6

Составитель Г.Буровцева

Редактор М.Янович Техред А.Бабинец. Корректор М,Коста

Заказ 9659/87 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4

Формула изобретения

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

Моносилан О, 3-7

Азот 89-95

Электронодонорное соединение при отношении электронодонорного сое динения к моносилану от 0,1:1 до

2г1, причем в качестве злектронодо норного соединения она содержит этилен, ацетилен, бутадиен, аммиак, дифторэтилен или бензол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA Р 3801361, кл. 117-124 Е, 1974.

2. Патент США 9. 3821020, кл. 427-226, опублик. 1974 (прототип).