玻璃管增透膜的制备方法[0001]玻璃管增透膜的制备方法。【技术领域】。[0003]对物体进行镀膜的方法有多种，如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、电沉积和物理沉积等。[0004]本发明所述的等离子喷涂法属于化学气相沉积法(CVD)中的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术。等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapordeposition, PECVD),也称等离子体化学气相沉积(PCVD),是将低压气体放电形成的等离子体应用于化学气相沉积的一种新技术。[0005]PECVD 的原理: 利用低温等离子体作为能量源，样品置于低气压下辉光放点的阴极上，利用辉光放电(或另加发热体)使样品升温到预定的温度，然后通过适量的反应气体，气体经过一系列化学反应和等离子体反应，使得样品表面形成固态薄膜。[0006]溶胶-凝胶(sol-gel)法原理:
溶胶-凝胶法是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经一定时间陈化，胶粒间聚合形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶，凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
[0007]等离子喷涂法生产太阳能集热管玻璃管的方式已经产生，该方法是在一定真空条件下，利用一种化学药品气化并与氧气充分混合后通入太阳能集热管玻璃管，再利用高频电源辉光放电使管内的混合气体生成等离子体,气体经过一系列化学反应和等离子体反应生成一层均匀的固体薄膜附着在玻璃管的内表面，从而达到增加太阳能集热管玻璃管光透射率的目的。
[0008]溶胶-凝胶法生产太阳能集热管玻璃管的方法现已被广泛采用，该方法是利用几种不同的化学药品进行混合，制备出一种低折射率的胶体，通过一定的方法，均匀的涂覆在玻璃管上，同样可以达到增加玻璃管光透射率的目的。
[0009]以上两种方法各有优缺点，等离子喷涂法生产的介质膜透过率好，但不耐划伤，在太阳能集热管的生产过程中极易划伤这层膜层，对生产过程造成极大的不便；溶胶-凝胶法生产的介质膜透过率较好，耐划伤性能好。


[0010]本发明提供了一种玻璃管增透膜的制备方法，此方法制得的玻璃管透光率高且耐划伤性能高。[0011]本发明采用的技术方案如下:
一种玻璃管增透膜的制备方法，包括以下步骤:
51、以含有六甲基二硅氧烷的气体为原料，通过等离子化学气相沉积法在玻璃管表面形成等离子喷涂膜层；
52、将步骤SI处理后玻璃管浸入含有正硅酸乙酯的硅溶胶，采用浸溃提拉法在玻璃管表面形成溶胶层，烧结后在等离子喷涂膜层表面形成溶胶-凝胶膜层。
[0012]优选地，步骤SI中所述等离子化学气相沉积法在玻璃管表面形成等离子喷涂膜层的步骤包括: 玻璃管抽真空至f5Pa;向玻璃管中通入气化后的六甲基二硅氧烷与氧气的混合气至压力为l(T20Pa后，并持续进行辉光放电。
[0013]优选地，六甲基二硅氧烷与氧气体积比为:1:10
优选地，步骤S2中正硅酸乙酯的硅溶胶各原料体积比如下:正硅酸乙酯:无水乙醇:水:盐酸=1:6~10:0.5~0.9:0.03~0.1。
[0014]优选地，步骤S2中正硅酸乙酯的硅溶胶制备方法如下:①将正硅酸乙酯与无水乙醇以摩尔比1: 12~19混合，搅拌均匀作为溶液a ;②将剩余的无水乙醇、水、盐酸以摩尔比12^19:6^11:0.08、.27混合，搅拌均匀作为溶液b 将溶液a、溶液b以重量比3:1混合，搅拌均匀即可。
[0015]优选地，浸溃提拉法过程中将玻璃管以8(Tl20mm/min的速度浸入溶胶液，静止l(T20min后以5(T100mm/min的速度平稳提拉出溶胶液。
[0016]优选地，浸溃提拉后在20±2°C、相对湿度为60~70%的环境下，干燥3(T60min。
[0017]优选地，烧结温度为330~405°C，烧结时间为3(T90min。
[0018]优选地，浸溃提拉后干燥玻璃管放入马弗炉或其他可控温设备中以2~1(TC /min升温至20(T25(rC，然后以15~25°C /min升温至330~405°C，保温3(T90min。
[0019]本发明的有益效果:
本发明的玻璃管以含有六甲基二硅氧烷的气体为原料，通过等离子化学气相沉积法在玻璃管表面形成高透过率膜层提高了透光率，正硅酸乙酯的硅溶胶浸溃提拉法在玻璃管表面形成溶胶层，烧结后形成耐划伤膜层，试验结果显示增透值较未增透的玻璃管高出4-5个点，表面铅笔硬度值6H，大气环境下耐温50(TC，具有涂层透过率高、表面硬度高、耐高温的优良性能，可广泛应用于中、高温集热管罩玻璃管，以及其它需要高透过率玻璃管的设备。

[0020]下面通过实施例对本发明做进一步详细描述。
[0021]实施例1
S1、制作等离子喷涂膜层。
[0022]①玻璃管放置在等离子喷涂设备中；
②将玻璃管内真空抽至IPa后，等离子喷涂设备自动向玻璃管中持续通入气化后的六甲基二硅氧烷与氧气的混合气，六甲基二硅氧烷与氧气体积比为1:10 ;
③混合气压强达到IOPa后，高频电源辉光放电设备自动从玻璃管的一侧至另一侧横向移动并持续进行辉光放电；④辉光放电完毕后，将玻璃管拿出设备。
[0023]S2、制作溶胶-凝胶膜层。
[0024]I)正硅酸乙酯的硅溶胶各原料体积之比如下:正硅酸乙酯:无水乙醇:水:盐酸=1:6:0.5:0.03，正硅酸乙酯的硅溶胶制备方法如下:①将正硅酸乙酯与部分无水乙醇以摩尔比1:12混合，搅拌均匀作为溶液a ;②将剩余的无水乙醇、水、盐酸以摩尔比12:6:0.08混合，搅拌均匀作为溶液b 将溶液a、溶液b以重量比3:1混合，搅拌均匀即可；
2)将等离子化学气相沉积法制作完膜层的玻璃管以80mm/min的速度垂直浸入正硅酸乙酯的硅溶胶中，浸泡IOmin ；
3)浸泡IOmin后，以50mm/min的速度垂直提拉出溶胶溶液，在20.5°C，相对湿度66%的条件下干燥30min ；
4)将干燥后的玻璃管放入马弗炉中，以2°C/min升至200°C，再以15°C /min升至330°C，持续保温30min ；
5 )保温完毕待其自然降温至室温后取出玻璃管，此时生产过程结束。
[0025]测试例
取单纯等离子喷涂法制作膜层的玻璃管一支，标记为A ;取单纯溶胶-凝胶法制作膜层的玻璃管一支；标记为B,取本发明制备方法制作膜层的玻璃管一支,标记为C。
[0026]1、硬度测试