CN102536061B - 一种镀膜中空复合玻璃及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种镀膜中空复合玻璃及其制造方法，该产品包括玻璃上基片、玻璃下基片、间隔框和中空填充件，所述间隔框分别与所述玻璃上基片和所述玻璃下基片的四周粘合并通过密封胶密封，所述玻璃上基片、所述玻璃下基片及所述间隔框共同围合成一中空腔体，所述中空填充件填充于所述中空腔体内，所述中空填充件为一蜂窝板，所述蜂窝板的蜂窝孔内填充有气凝胶。该制造方法包括玻璃上基片与玻璃下基片的预处理、制备中间填充件、贴附间隔框、填充中空填充件及贴附玻璃下基片步骤。本发明能满足公共建筑施工要求及节能要求，具有很好的隔热性能。

Description

一种镀膜中空复合玻璃及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种镀膜玻璃，特别是一种绝热气凝胶镀膜中空复合玻璃及其制造方法。

背景技术

绿色节能是目前国家大力倡导的理念，我国建筑能耗占能源消耗的1/3左右。在建筑能耗中采光玻璃窗和采光顶占总能耗的50％左右，目前主要的节能方案是采用镀膜中空玻璃，其中镀膜多采用低辐射镀膜玻璃达到隔热保温目的。低辐射镀膜玻璃主要以离线玻璃表面镀覆一层或多层氧化物薄膜及功能金属层，使其对近红外线辐射具有低反射率，对远红外线具有高反射率，且可保持其良好透光性能的玻璃。但镀膜中空节能效果有其局限性，无论镀膜中空产品还是镀膜三玻两空产品其隔热系数最低只能达到1.0W/m2K左右，其隔热性能局限在很大程度上影响了其在高寒地区、建筑物的特殊部位(如采光顶)的应用等对于采光及隔热均有较高要求的部位。

气凝胶(Aerogel)是多孔性的硅酸盐凝胶，95％(体积比)为空气。由于它内部的气泡十分细小(小于20mm)为纳米多孔网络构架，所以具有良好的隔热性能，同时又不会阻挡、折射光线(颗粒远小于可见光波长)，具有均匀透光的外观。因此采用气凝胶注入中空玻璃的空腔，可以得到传热系数小于0.5W/m2K的隔热玻璃组件。但也有其局限性，最重要的是如果简单的将气凝胶填充至中空腔体内，无法解决该种物质长时间使用后的沉降现象，同时气凝胶为脆性物质，中空玻璃从生产到安装需要经过运输、付框、吊装安装等加工过程，很容易造成无保护的气凝胶的粉末化、破损等。申请号为“201110046646”，名称为“一体化透明绝热SiO₂气凝胶复合玻璃及其制备方法”的中国发明专利申请公开了一种实现气凝胶与中空玻璃一体化的设计方式和制备方法，但上述的中空产品无法满足大面积幕墙等高端产品的需求，其粘接方式无法承受大面积中空玻璃所要求的剪切力和抗风压能力，同时更无法实现大面积中空玻璃的填充，加工和实施的尺寸有其固有的限制。因此，找到一种能解决剪切力和抗风压力能力的大面积气凝胶复合中空玻璃是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可克服现有技术的上述缺陷，能满足公共建筑施工要求及节能要求的镀膜中空复合玻璃及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种镀膜中空复合玻璃，包括玻璃上基片、玻璃下基片、间隔框和中空填充件，所述间隔框分别粘合在所述玻璃上基片和所述玻璃下基片的四周并通过密封胶密封，所述玻璃上基片、所述玻璃下基片及所述间隔框共同围合成一中空腔体，所述中空填充件填充于所述中空腔体内，其中，所述中空填充件为一蜂窝板，所述蜂窝板的蜂窝孔内填充有气凝胶。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述蜂窝板的表面贴附有用于防止所述气凝胶泄漏的防护层。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述防护层为无纺布防护层或PC透明塑料板。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述间隔框为第一型材框，所述第一型材框为矩形截面的中空框架结构。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述第一型材框为铝型材，所述第一型材框的宽度为9～30毫米。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述间隔框为第二型材框，所述第二型材框为一六边形截面的中空框架结构，所述六边形截面的宽度大于所述六边形截面的高度，所述六边形截面的第一边与第四边平行，所述六边形截面的第二边与第六边平行。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述第二型材框的宽度为30～60毫米。

上述的镀膜中空复合玻璃，其中，所述间隔框为第三型材框，所述第三型材框为一复合截面的中空框架结构，所述复合截面包括相邻的第一中空腔和第二中空腔，所述复合截面的第二边、第三边、第四边及第五边顺序相连并与所述复合截面的第一边共同围合成所述第一中空腔，所述复合截面的第六边、第七边及第八边顺序相连并与所述第一边共同围合成所述第二中空腔，所述第二边与所述第八边互相平行。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种镀膜中空复合玻璃的制造方法，其中，包括如下步骤：

a、玻璃上基片与玻璃下基片的预处理；

b、制备中间填充件，将气凝胶填充入蜂窝板的蜂窝孔内，并在所述蜂窝板的表面贴附防护层，所述蜂窝板的大小和形状与所述玻璃上基片及所述玻璃下基片相适配；

c、贴附间隔框，将间隔框贴附在所述玻璃上基片的四周边缘处并压紧；

d、填充中空填充件，将制备好的所述蜂窝板放置入玻璃上基片与所述间隔框围合的中空腔内，并使所述蜂窝板的边缘与所述间隔框的内表面吻合；

e、贴附玻璃下基片，将所述玻璃下基片贴附在所述间隔框上并压紧。

上述的镀膜中空复合玻璃的制造方法，其中，制备中空填充件的步骤包括：

b1、在蜂窝板的底面粘贴上一防护层，与所述蜂窝板的空隙形成上部开口底部密封的空间；

b2、将所述蜂窝板的孔隙内填充入满足要求的气凝胶颗粒；

b3、将所述蜂窝板的顶面粘贴防护层，将所述气凝胶颗粒密封在所述蜂窝板的封闭空间内。

本发明的技术效果在于：提高了产品的抗风压能力，同时保证产品在屋顶或高层建筑物使用时，不会发生因钢化玻璃自爆而产生的“玻璃雨”现象，夹层玻璃的使用更进一步隔绝了紫外线对腔体内部的照射，避免了蜂窝板出现老化的现象。选用彩釉工艺，产品在屋顶使用时，将阳光进入房间的方式变成漫反射，使光线更加柔和同时又保证了充足的阳光进入到室内。镀膜工艺的采用，进一步提高了产品的隔热性能，气凝胶隔绝了热量以传导和对流的方式进行传递，低辐射镀膜玻璃的使用杜绝了热量以辐射的方式进行传递，使得整个产品的隔热性能成为了目前中空玻璃的隔热性能最好的产品，接近于“绝热”状态。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的镀膜中空复合玻璃结构示意图：

图2为本发明一实施例的复合后中空腔体剖面图；

图3为本发明一实施例的镀膜中空复合玻璃剖面图；

图4为本发明另一实施例的镀膜中空复合玻璃剖面图；

图5为本发明的方法流程图。

其中，附图标记

1玻璃上基片       2间隔框

21第一型材框      22第二型材框

221第一边         222第二边

223第三边         224第四边

225第五边         226第六边

23第三型材框      231第一中空腔

2311第一边        2312第二边

2313第三边        2314第四边

2315第五边        232第二中空腔

2321第六边        2322第七边

2323第八边        3中空填充件

4玻璃下基片       5密封胶

6中空腔体         a～e步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实施例的镀膜中空复合玻璃结构示意图。本发明的镀膜中空复合玻璃，包括玻璃上基片1、玻璃下基片4、间隔框2和中空填充件3，所述间隔框2分别粘合在所述玻璃上基片1和所述玻璃下基片4的四周并通过密封胶5密封，所述玻璃上基片1、所述玻璃下基片4及所述间隔框2共同围合成一中空腔体6，所述中空填充件3填充于所述中空腔体6内，其中，所述中空填充件3为一蜂窝板，所述蜂窝板的蜂窝孔内填充有气凝胶。本实施例中，该蜂窝板优选为PC、PMMA或铝材质的孔状板材。所述蜂窝板的表面可贴附用于防止所述气凝胶泄漏的防护层。所述防护层优选为无纺布防护层或PC透明塑料板。其中，所述气凝胶优选参数为：

1.孔径：20纳米；

2.孔隙率：97％；

3.可见光透过率：91％/厘米；

4.热导率(导热系数)：12mW/mK；

5.密度：70kg/立方米；

7.声音传播速度/声阻：100米/秒；

9.二氧化硅含量：97％；

10.颗粒大小范围：1.2-3.4mm。

其中，玻璃上基片1和玻璃下基片4可为浮法玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃、夹层玻璃、镀膜玻璃、彩釉玻璃及其以上工艺的复合产品。本发明采用双道密封的封装方式，第一道密封胶优选采用丁基胶，起到防止水汽渗透的作用，第二道密封胶优选采用聚硫胶或硅酮结构胶，起到密封和结构性作用。该密封方式与现有技术的中空产品采用第一道丁基胶、第二道结构胶或聚硫胶密封方式相同，保证了中空复合产品的气密性和结构强度的要求，间隔框2使用不同截面的型材，满足不同形状的中空填充件3的要求。气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体之一。它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。本发明主要利用其优良的隔热性能，硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2-3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳光，并阻止环境温度的红外热辐射。

参见图2，图2为本发明一实施例的复合后中空腔体剖面图。该间隔框2可采用但不限于不锈钢、铝型材等热传导系数较低的框架结构，以满足隔热和支撑的要求。该间隔框2的上下表面涂敷丁基胶，与上下平板玻璃形成中空腔体6，满足填充气凝胶的要求，间隔框2厚度优选为9～60mm。该实施例中，所述间隔框2为第一型材框21，所述第一型材框21为矩形截面的中空框架结构。所述第一型材框21优选为铝型材，所述第一型材框21的宽度优选为9～30毫米。

参见图3，图3为本发明一实施例的镀膜中空复合玻璃剖面图。在该实施例中，所述间隔框2为第二型材框22，所述第二型材框22为一六边形截面的中空框架结构，所述六边形截面的宽度大于所述六边形截面的高度，所述六边形截面的第一边221与第四边平行224，所述六边形截面的第二边222与第六边226平行，以配合贴附于互相平行的玻璃上基片1于玻璃下基片4的边缘处表面上。其中，第三边223连接第二边222和第四边224，第五边225连接第四边224和第六边226，第四边223和第五边225可对称设置，也可根据需要设置。所述第二型材框22的宽度优选为30～60毫米。

参见图4，图4为本发明另一实施例的镀膜中空复合玻璃剖面图。在该实施例中，所述间隔框2为第三型材框23，所述第三型材框23为一复合截面的中空框架结构，所述复合截面包括相邻的第一中空腔231和第二中空腔232，所述复合截面的第二边2312、第三边2313、第四边2314及第五边2315顺序相连并与所述复合截面的第一边2311共同围合成所述第一中空腔231，所述复合截面的第六边2321、第七边2322及第八边2323顺序相连并与所述第一边2311共同围合成所述第二中空腔232，所述第二边2312与所述第八边2323互相平行，以配合贴附于互相平行的玻璃上基片1于玻璃下基片4的边缘处表面上。

参见图5，图5为本发明的方法流程图。本发明的镀膜中空复合玻璃的制造方法，包括如下步骤：

步骤a、玻璃上基片1与玻璃下基片4的预处理，其中，该玻璃上基片1和玻璃下基片4可为使用各种玻璃深加工方法，将浮法玻璃加工成要求的尺寸和结构，如：钢化、半钢化产品；彩釉产品；夹层产品；镀膜产品等以及以上产品的复合产品，在合中空前对玻璃上基片1与玻璃下基片4的内表面进行去离子水清洗，保证中空合片的粘接效果及中空腔体6内的清洁；

步骤b、制备中间填充件3，将气凝胶填充入蜂窝板的蜂窝孔内，并在所述蜂窝板的表面贴附防护层，所述蜂窝板的大小和形状与所述玻璃上基片1及所述玻璃下基片4相适配，具体而言，将颗粒状的气凝胶填充至预先准备好的PC、PMMA或铝制的孔状蜂窝板的蜂窝孔隙内，可以人工填充或使用机械设备自动填充，但由于气凝胶在填充过程中易产生静电，优选做相应的设备接地处理。每个蜂窝板的孔隙填满后，对蜂窝板上下表面(或所有外表面)贴敷无纺布或PC透明塑料板做防护层，以保证气凝胶在一个封闭的、稳定的环境中，同时保证气凝胶无法从填充的孔隙中泄漏出来；

步骤c、贴附间隔框2，将间隔框2对齐贴附在所述玻璃上基片1的边缘并压紧，其中，例如，可通过剪裁不同长度的型材或铝条，将等长的四条边框通过焊接或插接件进行连接，形成闭合矩形边框，间隔框2可选择不同型材结构和宽度尺寸，其宽度的变化是根据对于隔热性能要求的高低进行调整，改变间隔框2的宽度也即改变中空腔体6的体积，也就改变了气凝胶的填充量，直接影响产品的隔热性能；

步骤d、填充中空填充件，将制备好的所述蜂窝板放置入玻璃上基片1与所述间隔框2围合的中空腔内，并使所述蜂窝板的边缘与所述间隔框2的内表面吻合；

步骤e、贴附玻璃下基片4，将所述玻璃下基片4对齐上述玻璃上基片1并贴附在所述间隔框2上并压紧。

其中，制备中空填充件的步骤b包括：

步骤b1、在蜂窝板的底面粘贴上一防护层，与所述蜂窝板的空隙形成上部开口底部密封的空间；

步骤b2、将所述蜂窝板的孔隙内填充入满足要求的气凝胶颗粒；

步骤b3、将所述蜂窝板的顶面粘贴防护层，将所述气凝胶颗粒密封在所述蜂窝板的封闭空间内。

其中，蜂窝板厚度可根据隔热性能要求进行选择，其厚度直接影响气凝胶的填充量，气凝胶的填充数量将影响整体玻璃的隔热性能。

例如，该镀膜中空复合玻璃在屋顶使用时，为提高产品的抗风压能力，结合具体需求玻璃上基片1与玻璃下基片4均可选用夹层彩釉镀膜玻璃，同时保证在屋顶或高层建筑物使用时，不会发生因钢化玻璃自爆而产生的“玻璃雨”现象，夹层玻璃的使用更进一步隔绝了紫外线对中空腔体6内部的照射，避免了蜂窝板出现老化的现象。选用彩釉工艺可将阳光进入房间的方式变成漫反射，使光线更加柔和，同时又保证了充足的阳光进入到室内。镀膜工艺的采用可进一步提高产品的隔热性能，气凝胶隔绝了热量以传导和对流的方式进行传递，低辐射镀膜玻璃的使用将杜绝了热量以辐射的方式进行传递，使的整个符合产品的隔热性能接近于“绝热”状态。

蜂窝板选用厚度为60mm的聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，其形状和大小于铝型材间隔框2的内腔一致，保证将制备好的所述蜂窝板放置入玻璃上基片1与所述间隔框2围合的中空腔内时，所述蜂窝板的边缘与所述间隔框2的内表面吻合。首先将蜂窝板的一面使用无纺布或PC透明板密封，同时将准备好的气凝胶(例如美国卡博特公司的产品)填充到蜂窝板的孔隙中，填充时应保证每个孔隙均填满。并将填充后的蜂窝板上表面以同样的方式，使用无纺布或PC透明板密封，形成一个整体的中空填充件3。将填充气凝胶的蜂窝板放置于中空腔体6的内部，然后可按照现有技术的中空工艺进行玻璃的合片，之后可进行产品合格检验。

由于填充的厚度不同，同时对于选用的玻璃基片的加工方式的不同，所以产品的光学和隔热性能会有差异，本实施例提供的性能参数如下表：

产品名称	气凝胶填充厚度	可见光透过(％)	U值	Sc值
					CSG-INE1	30mm	20	0.05	0.15
CSG-INE2	60mm	20	0.02	0.1

表中，CSG-INE1与CSG-INE2为产品名称，该产品名称对应产品结构，或者说，对应气凝胶的填充厚度。

本发明实现了气凝胶与中空玻璃的有效结合和复合中空玻璃产品在结构、性能上的稳定性。本发明以气凝胶(Aerogel)填充中空玻璃，中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种镀膜中空复合玻璃，包括玻璃上基片、玻璃下基片、间隔框和中空填充件，所述间隔框分别与所述玻璃上基片和所述玻璃下基片的四周粘合并通过密封胶密封，所述玻璃上基片、所述玻璃下基片及所述间隔框共同围合成一中空腔体，所述中空填充件填充于所述中空腔体内，其特征在于，所述中空填充件为一蜂窝板，所述蜂窝板的蜂窝孔内填充有气凝胶，所述间隔框为一复合截面的中空框架结构，所述复合截面包括相邻的第一中空腔和第二中空腔，所述复合截面的第二边、第三边、第四边及第五边顺序相连并与所述复合截面的第一边的第一部分共同围合成所述第一中空腔，所述复合截面的第六边、第七边及第八边顺序相连并与所述第一边的第二部分共同围合成所述第二中空腔，所述第二边与所述第八边互相平行，所述第一边的第一部分与所述第一边的第二部分为顺序相连的一体结构。

2.如权利要求1所述的镀膜中空复合玻璃，其特征在于，所述蜂窝板的表面贴附有用于防止所述气凝胶泄漏的防护层。

3.如权利要求2所述的镀膜中空复合玻璃，其特征在于，所述防护层为无纺布防护层或PC透明塑料板。

4.一种镀膜中空复合玻璃的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、玻璃上基片与玻璃下基片的预处理；

b、制备中间填充件，将气凝胶填充入蜂窝板的蜂窝孔内，并在所述蜂窝板的表面贴附防护层，所述蜂窝板的大小和形状与所述玻璃上基片及所述玻璃下基片相适配；

c、贴附间隔框，将间隔框贴附在所述玻璃上基片的四周边缘处并压紧，所述间隔框为一复合截面的中空框架结构，所述复合截面包括相邻的第一中空腔和第二中空腔，所述复合截面的第二边、第三边、第四边及第五边顺序相连并与所述复合截面的第一边的第一部分共同围合成所述第一中空腔，所述复合截面的第六边、第七边及第八边顺序相连并与所述第一边的第二部分共同围合成所述第二中空腔，所述第二边与所述第八边互相平行，所述第一边的第一部分与所述第一边的第二部分为顺序相连的一体结构；

d、填充中空填充件，将制备好的所述蜂窝板放置入玻璃上基片与所述间隔框围合的中空腔内，并使所述蜂窝板的边缘与所述间隔框的内表面吻合；

e、贴附玻璃下基片，将所述玻璃下基片贴附在所述间隔框上并压紧。

5.如权利要求4所述的镀膜中空复合玻璃的制造方法，其特征在于，制备中空填充件的步骤包括：

b1、在蜂窝板的底面粘贴上一防护层，与所述蜂窝板的空隙形成上部开口底部密封的空间；

b2、将所述蜂窝板的孔隙内填充入满足要求的气凝胶颗粒；

b3、将所述蜂窝板的顶面粘贴防护层，将所述气凝胶颗粒密封在所述蜂窝板的封闭空间内。

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