CN102617046B

CN102617046B - 含有保护性涂料层的玻璃

Info

Publication number: CN102617046B
Application number: CN201210105713.5A
Authority: CN
Inventors: 林嘉宏
Original assignee: 林嘉宏
Current assignee: Changjiang Glass Co., Ltd., Taibo
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: CN102617046A

Abstract

本发明属于玻璃基底的防护涂料领域，具体涉及一种含有保护性涂料层的玻璃，包括基底层，所述的基底层为只包括玻璃基片的玻璃基底或者在玻璃基片上镀有功能膜层的玻璃基底，功能膜层为单层或多层，形成于玻璃基片的一面或两面，其特征在于：还包括形成于基底层外表面的全部或部分区域的保护性涂料层；所述的保护性涂料层为溶剂溶解型或物理剥离式涂膜。本发明在制备保护性涂料层时不使用醇助溶剂作为水的助溶剂和共载体，减少了有机溶剂使用量，简化了玻璃镀膜完成后的加工处理过程；通过添加表面活性剂，增加涂料组合物应用于基底或功能性涂膜时的湿润性，使保护性涂料层的厚度更均一；保护性涂料层具有良好的水溶性，易水洗清除且清除较为彻底。

Description

含有保护性涂料层的玻璃

技术领域

本发明属于玻璃基底的防护涂料领域，具体涉及一种可清除的防护涂料，无论基底是否镀有功能性涂膜，该涂料皆有适用性。可清除的防护涂料可在加工、操作、运输或储存玻璃基底或镀有一种或一种以上功能性涂料的玻璃基底时，降低基底和功能性涂料对机械损伤的敏感性。

背景技术

在玻璃行业，通常先由玻璃制造商生产出大块的玻璃，这种玻璃的体积通常大于4英寸(1.2m)×6英寸(1.8m)，然后运往加工商，加工商将大块的玻璃进行切割，制造出各种成品(如建筑窗户、汽车用透明玻璃、中空玻璃(IG)单元、镜子)。通常，这种需要进一步加工或切割为成品的大型基底被称为“制造基底”。制造的基底可能镀有一种或一种以上的功能性涂膜，如太阳能控制膜、传导膜、抗反射及/或低辐射膜。

加工商一般大量采购和运输这种基底，把基底捆绑在一起，然后置于木质货板上进行运输。该运输方式十分适用于未镀有功能性涂膜或尺寸一致的基底，但是，如果运输的是镀有功能性涂膜或尺寸不一致的基底时，某个基底的突出部分或边角可能会触碰并损坏邻近基底的功能性涂膜表面或邻近基底表面。

在某些行业，保护性涂膜已经用于降低运输损失，例如法国专利FR2,295,100公开了一种用于金属、玻璃和塑料表面的可剥离的保护性涂膜，由5-40％可溶性共聚多酰胺、55-85％乙醇和0-20％水的液体组合物制成，但是这种保护性涂膜大量使用有机溶剂，完成镀膜后，这些有机溶剂必须可循环利用或者能够进行有效处理，同时，剥离下来的固体膜层也需有效处理。由于剥离膜层时可能会残留部分在表面，需增加时间和劳动成本来检查和除去残留膜层。另外，一些有机溶剂可能是易燃物。

因此，有必要提供一种在基底(无论是否镀有功能性涂膜)表面形成的可清除的保护性涂膜，该保护性涂膜尤其适用于玻璃这种导光性良好的基底，该涂膜还应当容易从基底或功能性涂膜表面清除且使用更少的有机溶剂。

发明内容

本发明的技术目的是解决现有技术中的问题，提供一种表面设有保护玻璃基底和功能性涂膜的保护性涂料层、该涂料层容易清除且减少有机溶剂使用量的玻璃。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：含有保护性涂料层的玻璃，包括基底层，所述的基底层为只包括玻璃基片的玻璃基底或者在玻璃基片上镀有功能膜层的玻璃基底，功能膜层为单层或多层，形成于玻璃基片的一面或两面，其特征在于：还包括形成于基底层外表面的全部或部分区域的保护性涂料层；所述的保护性涂料层为溶剂溶解型或物理剥离式涂膜。

前述的含有保护性涂料层的玻璃，所述的保护性涂料层由如下质量百分比的组分制成：聚乙烯醇聚合物12.0％～30.0％、表面活性剂0.3％～0.5％、杀菌剂0～5％、醇助溶剂0～50％、去离子水15％～87.5％。

前述的含有保护性涂料层的玻璃，所述的保护性涂料层由如下质量百分比的组分制成：聚乙烯醇聚合物12.0％、表面活性剂0.5％、杀菌剂0.115％、去离子水87.385％。

前述的含有保护性涂料层的玻璃，所述的保护性涂料层的厚度为0.013厘米。

前述的含有保护性涂料层的玻璃，所述的保护性涂料层的质量密度为1.03g/cm³，pH为5.5，粘度为60～140厘泊，可滤过性固体为120～180ppm。

本发明在制备保护性涂料层时不使用醇助溶剂作为水的助溶剂和共载体，减少了有机溶剂使用量，简化了玻璃镀膜完成后的加工处理过程，提高了安全性；通过添加表面活性剂，增加涂料组合物应用于基底或功能性涂膜时的湿润性，使保护性涂料层的厚度更均一；保护性涂料层具有良好的水溶性，易水洗清除且清除较为彻底。

附图说明

图1是本发明含有保护性涂料层的玻璃的结构示意图；

其中，10玻璃，12玻璃基片，14功能膜层，16保护性涂料层。

具体实施方式

为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，含有保护性涂料层的玻璃10，包括基底层，所述的基底层为只包括玻璃基片12的玻璃基底或者在玻璃基片12上镀有功能膜层14的玻璃基底，功能膜层14为单层或多层，形成于玻璃基片12的一面或两面，其特征在于：还包括形成于基底层外表面的全部或部分区域的保护性涂料层16；所述的保护性涂料层16为溶剂溶解型或物理剥离式涂膜。

值得注意的是，保护性涂料层16不仅仅用于玻璃基底，也可以是其它材料，如金属或塑料基底。但在本发明的优选应用中，优选材料应拥有至少一个光发射表面(如玻璃)。玻璃可以是传统的不可着色的钠钙硅酸盐玻璃或可着色的钠钙硅酸盐玻璃，或其他有色玻璃(如硼硅玻璃、铅玻璃、钢化玻璃、未回火玻璃、退火玻璃或热增强玻璃)。玻璃可以是浮法玻璃或平板玻璃，并可能有各种光学性能(如拥有任意值的可见光透射率、紫外线传输、红外线传输等)。无涂膜的玻璃基底优选为平板玻璃。玻璃基底可以是任何厚度，但是优选厚度在1毫米到大约50毫米之间，更优选在2毫米到大约13毫米之间，更优选在2毫米到大约6毫米之间。

一种或一种以上功能性涂料覆盖玻璃基片12表面的至少一部分。从形体面来看，功能性涂料可以覆盖玻璃基片12的一面或双面。“功能性涂料”指的是修改基底一种或一种以上物理性质的涂料，例如光学性质、热学性质、化学性质或力学性质，且无法从玻璃基片12表面清除。功能膜层14由一层或多层拥有相同或不同的组合材料或功能材料制成的功能性涂膜构成。

功能膜层14可通过多种方式镀于玻璃基片12之上，包括磁控溅射气象沉积法(MSVD)、化学气相沉积(CVD)、喷雾热分解(即热解沉积)、常压化学气相沉积(APCVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PEVCD)、等离子辅助化学气相沉积(PACVD)、阴极电弧沉积、等离子喷涂沉积、湿化学沉积(如溶胶-凝胶法，镜子镀银法等等)。

本发明的实用性尤其体现在对磁控溅射气象沉积法镀膜的保护上。这种涂膜比热解沉积涂膜更容易划伤或损坏。磁控溅射气象沉积涂膜技术作为玻璃涂膜的公知技术，在此不作详细讨论。

当玻璃基片12包裹有功能膜层14，保护性涂料层16将优选地镀在功能膜层14的至少部分区域上，功能膜层14至少有部分区域位于可清除的保护性涂料层16以及玻璃基片12之间。可清除的保护性涂料层16还应用于玻璃基片12侧面的至少部分区域。保护性涂料层16优选覆盖视觉可见区域的50％，更优选为覆盖80％，更优选为覆盖整个视觉可见区域。

清除保护性涂料层16时不会损坏下层的玻璃基片12或功能膜层14。优选的，保护性涂料层16通过液体溶剂清除，更优选的，使用足量的水冲洗清除。尽管非优选，保护性涂料层16可以通过水或非水溶剂、有机物、碱性溶剂或酸性溶剂经擦拭、喷洒或者浸渍清除。此外，尽管非优选，保护性涂料层16还可以经过机械剥离清除。

可清除的保护性涂料层16由水溶性或水分散性膜构成，涂膜组分应当是水溶性的，涂膜组分在成膜材料中占一定范围的重量百分比。成膜材料可以是溶液形式，或者部分以沉淀的形式存在，但固体比重应当介于11.5-12.5％之间。

涂料组合物由聚乙烯醇聚合物的水相溶液组成，聚乙烯醇聚合物的重量百分比可以达到大约30％，更优选达到大约24％，更优选达到大约12％，更优选在大约5％到12％之间。水的体积百分比大于15％，优选为87.385％。聚乙烯醇聚合物来自塞拉尼斯的Celanese公司，商品名为水相涂料组分可以进一步包括一种低分子量醇，例如甲醇、乙醇或异丙醇，作为水的助溶剂和共载体。优选地，醇助溶剂在涂料组合物中的体积百分比应不高于50％，更优选地大约10％，更优选的0％。涂料组合物还可包含表面活性剂，以增加涂料组合物的湿润性。本发明使用的表面活性剂购自美国的BYK-Chemie公司，商品名为BYK-306、307或333，化学成分为聚醚改性聚二甲基聚硅氧烷，表面活性剂的质量百分比可以达到大约0.5％，优选0.3％。涂料组合物还包含杀菌剂，对于磁控溅射气象沉积法制成的功能膜层14，特别是包含银的功能涂料，杀菌剂应当基本无卤化物，本发明的杀菌剂购自Rohm-Haas公司，商品名为Kathon 1.5LX，质量百分比优选5％以内，更优选低于0.115％。

本发明的涂料组合物通过浇筑、喷涂、浸涂、流涂、淋涂、刷、滚动、泼洒、喷雾、抽提、橡胶滚轴或者旋转等方式，包覆于镀有或未镀有功能膜层14的玻璃基片12的一个或多个表面。

涂有涂料组合物的玻璃基片12或带有功能膜层14的玻璃基片12需经固化处理，即采用蒸汽成膜机制或反应固化成膜机制。固化可通过对流气流(常温或加热)、热辐射(如石英灯、燃气辐射加热器、电辐射加热器)、对流传热(强制气流)、热传导、真空干燥(如从涂料组合物中抽吸出溶剂)或辐射固化(如红外、紫外、微波或射频辐射固化)。

目前优选的做法是，玻璃基片12与其上镀有的保护性涂料组合物通过对流空气干燥。将一个或多个气刀或者槽状空气喷嘴连接到鼓风机上，在周围空气制造气流波动。气流以每分钟1000英尺(305米/分钟)的速度喷射在保护性涂料组合物上，蒸发水相溶剂以及助溶剂，形成保护性涂料层16。从气刀中喷射出的气流方向与玻璃基片12或功能膜层14表面的夹角在90°到180°之间。传统的风扇也可以用来蒸发水相溶液。

具体实施例1：

本实施例的保护性涂料层的制造组分、来源、各部分含量如表1所示，聚乙烯醇树脂12.0％、表面活性剂0.5％、杀菌剂0.115％、去离子水87.385％。

制备过程：将2272毫升的去离子水(DI)加热至80℃左右，使用磁力搅拌器迅速搅拌的同时缓缓加入312克聚乙烯醇、12gBYK-333表面活性剂，3克杀菌剂，保持在85℃左右约15分钟，停止加热、继续搅拌至溶液温度降至室温(约20℃)。此过程生成的溶液中聚乙烯醇(PVOH)聚合物所占的质量百分比为12％。在玻璃样坯镀上银为主、多层、太阳能控制、磁控溅射气象沉积法制成的功能性涂料，再用聚乙烯吸管将上述制备的溶液涂于厚度为2毫米、长×宽为4英寸×4英寸(10厘米×10厘米)的镀有功能性涂料的玻璃上，用不锈钢的涂料棒将上述溶液更均匀地涂于样品表面，制得的湿膜厚度为0.005英寸(5密尔或0.013厘米)，置于250瓦的热灯(购于西尔韦尼亚)下干烤约五分钟。然后使用负重均为500克的两个耐磨轮，对镀有保护性涂料层的玻璃样品进行100次的改良泰伯磨损试验，比较在同样条件下进行泰伯试验的对照组样品，镀有保护性涂料层的样品的磨损程度要明显低得多。

表1中显示了本实施例的保护性涂料层的性能参数，均一干燥的的保护性涂料层16的平均密度大概为1.03g/cm³，pH值为5.5，固体比重介于11.5-12.5％之间(优选12.0％)，发光仪的光产生量测试数据为不高于100BLU(相对光单位)，可滤过性固体为120-180ppm(优选150ppm)。

表1保护性涂料层的配方及性能参数

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.含有保护性涂料层的玻璃，包括基底层，所述的基底层为只包括玻璃基片的玻璃基底或者在玻璃基片上镀有功能膜层的玻璃基底，功能膜层为单层或多层，形成于玻璃基片的一面或两面，其特征在于：还包括形成于基底层外表面的全部或部分区域的保护性涂料层；所述的保护性涂料层为溶剂溶解型或物理剥离式涂膜；所述的保护性涂料层由如下质量百分比的组分制成：聚乙烯醇聚合物12.0%、表面活性剂0.5%、杀菌剂0.115%、去离子水87.385%。

2. 根据权利要求1所述的含有保护性涂料层的玻璃，其特征在于：所述的保护性涂料层的厚度为0.013厘米。

3. 根据权利要求1任意一项所述的含有保护性涂料层的玻璃，其特征在于：所述的保护性涂料层的质量密度为1.03 g/cm³，pH为5.5，粘度为60～140厘泊，可滤过性固体为120～180ppm。