CN102729545A - 一种建筑节能玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑节能玻璃,包括两片平板玻璃以及位于所述两片平板玻璃之间的密封间隔体,所述密封间隔体与所述平板玻璃间形成密闭空腔,所述密闭空腔内填充有透明绝热SiO2气凝胶板,所述密闭空腔与透明绝热SiO2气凝胶板之间用透明SiO2气凝胶水性胶封接,所述密封间隔体与平板玻璃之间用丁基胶密封。由于极大地降低了空气传递导致的对流热损失以及结露现象,与现有技术中的中空玻璃、低辐射中空玻璃等相比,填充透明绝热SiO2气凝胶板的节能玻璃,不仅可获得高的保温性能,还能同时获得高的光透过率;与真空玻璃相比,不仅可获得相近的保温性能外,使用寿命将大大地提高。

Description

一种建筑节能玻璃
技术领域
[0001] 本发明涉及一种建筑节能玻璃。
背景技术
[0002] 对于我国北方严寒地区和寒冷地区来说 ,冬季采暖期长,需要消耗大量能源以满足采暖需求。在我国北方的建筑围护结构中,虽然外门窗面积约占整个围护结构的2(Γ30%,但是,通过外门窗或玻璃幕墙等能耗已超过整个建筑围护结构能耗的50%以上。现有技术的解决方案主要有以下几种:
[0003] (I)由两层或两层以上玻璃组成中空玻璃,中间充有干燥的空气或惰性气体;
[0004] (2)由镀有低辐射镀膜、隔热膜玻璃做成中空玻璃组成的低辐射镀膜中空玻璃;
[0005] (3)由两层或两层以上玻璃组成中空玻璃,中间抽成真空。
[0006] 但是,对于像我国北方严寒或寒冷地区冬季,室内外温差大,通过外门窗围护结构的热传递损耗大,上述节能玻璃的保温性能并不令人满意。如对于低辐射涂层中空玻璃来说,其仅仅是通过低辐射涂层阻隔环境温度引起的中远红外热辐射以达到节约采暖能耗,但另一方面,低辐射镀膜的存在又阻隔了白天大部分太阳辐射能进入室内,导致未能有效地利用可再生能源来达到最大化的节能目的。对于真空玻璃,虽然具有好的透光保温性能,但由于密封技术要求高,且实际应用中,容易造成漏气,导致实际寿命短。
[0007] 此外,虽然中空玻璃密封腔中充填了干燥的空气或惰性气体,以及内装有干燥齐U,但由于密封胶密封寿命有限,导致潮湿空气侵入空腔中,一方面带来保温性能的下降,另一方面易形成结露现象,严重者导致结露并形成水珠。水汽在玻璃表面上的存在,可将入射的太阳光反射到室外,轻则阻止10%以上的太阳光的入射,高者则阻止30%的太阳光的入射,从而影响了北方冬季采暖期太阳能的有效利用问题。
[0008] 气凝胶(aerogel)具有密度低、孔隙率高、热导率极低,能有效透过太阳光,并阻隔环境温度的红外热辐射,是冬季采暖地区的一种理想的透明隔热外门窗材料。然而,由于SiO2气凝胶的强度较低,脆性大,在采用通常的两块平板玻璃与密封间隔体之间构成的密封腔中填充SiO2气凝胶板时,一方面导致接触部分常无法填充密实,由于玻璃与气凝胶之间存在间隙,存在对流导致的热传递现象,降低了玻璃的绝热特性,而且当密封胶性能不佳时冬季还会出现结露现象;另一方面在装配过程中或运输过程中,易导致气凝胶损坏。
发明内容
[0009] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种建筑节能玻璃,特别是适用于北方严寒和寒冷地区的一种建筑节能玻璃,其具有成本适中、隔热保温性能好、填充的透明绝热SiO2气凝胶在装配以及运输过程中不易损坏、不易结露以及长寿命等优点。
[0010] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案为,一种建筑节能玻璃,包括两片平行设置的平板玻璃以及设置于所述两片平板玻璃之间的密封间隔体,所述密封间隔体与所述平板玻璃之间形成密封空腔,所述密封空腔内填充透明绝热SiO2气凝胶板。[0011 ] 所述的一种建筑节能玻璃,所述透明绝热SiO2气凝胶板为疏水性,与水的接触角为 125。 -180。。
[0012] 所述的一种建筑节能玻璃,所述密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间通过透明绝热SiO2气凝胶水性胶封接。
[0013] 所述的一种建筑节能玻璃,所述的透明绝热SiO2气凝胶的密度为5(Tl20kg/m3,孔径为l(T40nm,当温度为25°C时热导率为0. 010、. 018W/mk,当厚度为15mm时,可见光透过率不低于80%,近红外透过率不低于85%,当厚度为IOmm时,可见光透过率不低于89%,近红外透过率不低于96%,当厚度为5mm时,可见光透过率不低于95%,近红外透过率不低于98%。
[0014] 所述的一种建筑节能玻璃,所述透明绝热SiO2气凝胶水性胶中所含的SiO2气凝胶的质量百分比为(Tio%,透明绝热SiO2气凝胶水性胶中的成膜树脂为透明水性丙烯酸树脂或水性聚氨酯树脂。 [0015] 所述的一种建筑节能玻璃,所述密封间隔体和所述平板玻璃之间采用单道胶密 封,所述单道胶为丁基胶。
[0016] 所述密封间隔体和所述平板玻璃之间采用双道密封,所述双道密封包括粘结在所述密封间隔体和所述平板玻璃之间的第一道密封胶以及粘结在所述建筑节能玻璃边缘的第二道密封胶,其中,所述单道密封胶为丁基胶,所述第二道密封胶为双组分聚硫密封胶或双组分硅酮密封胶。
[0017] 所述的一种建筑节能玻璃,所述平板玻璃为浮法玻璃或钢化玻璃或半钢化玻璃或着色玻璃或镀膜玻璃或夹胶玻璃,所述平板玻璃的厚度为3〜15mm。
[0018] 所述的一种建筑节能玻璃,所述密封间隔体是由金属或塑料或纤维增强树脂基复合材料制成,其中,密封间隔体为实心或中空结构。
[0019] 所述的一种建筑节能玻璃,所述密封空腔的厚度为3〜20mm。
[0020] 本发明的技术效果在于,(I)本发明提供的一种建筑节能玻璃实现了保温性能与透光性能的高度统一,利用透明绝热SiO2气凝胶具有热导率极低,能有效透过太阳光,同时又能阻隔室内环境温度的红外热辐射,冬季有效地利用太阳能实现采暖节能,从而获得非常好的节能效果,是冬季采暖地区的一种理想的透明隔热外门窗玻璃;
[0021] (2)在密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶封接,能很好地保护了透明绝热SiO2气凝胶,防止强度低、脆性大的透明绝热SiO2气凝胶板在装配和运输过程中造成的损坏,大大地提高了 SiO2气凝胶的工程实用性,解决了现有气凝胶玻璃在工程化过程的弊端,同时提高了生产效率和产品成品率,降低了成本;
[0022] (3)在密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶,可实现密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间良好封接,极大地解决了中空玻璃或真空玻璃或现有气凝胶玻璃因封接技术问题导致的漏气以及导致的结露现象问题;
[0023] (4)在密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶,可实现密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶之间良好封接,因此省去了空心密封间隔体内干燥剂的使用,而且还可将密封间隔体做成实心,厚度可大大减薄,减少了热导率相对透明绝热SiO2气凝胶高的间隔体导致的热损问题,提高了玻璃整体节能效果;
[0024] (5)所提供的填充透明绝热SiO2气凝胶节能玻璃,由于采用的透明SiO2气凝胶板具有一定的弹性,便于组装成夹层玻璃,用于双层中空玻璃的保温层,即不惧怕热胀冷缩的影响,又无空气泄露影响保温性能之忧,是一种可与建筑物同寿命的优异节能外门窗玻璃;
[0025] (6)所提供的填充透明绝热SiO2气凝胶节能玻璃,无需充入惰性气体,不必担心气体泄露造成的隔热保温性能下降问题,具有绿色环保、轻质、阻燃、安全、防结露、抗压、抗震性能良好,特别适用于公共建筑等玻璃幕墙、围栏窗。
附图说明
[0026] 图I为本发明的剖视示意图;
图2为本发明实施例2的剖视示意图;
图3为本发明实施例3的剖视示意图;
图4为本发明实施例4的剖视示意图;
[0027] 其中,I-平板玻璃;2_密封间隔体;3_透明绝热SiO2气凝胶板;4_透明绝热SiO2气凝胶水性胶;5_ 丁基密封胶;6_双组分聚硫密封胶或双组分硅酮密封胶。
具体实施方式
[0028] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细地说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,但保护范围不受这些实施例的限制。
[0029] 请参照图1,为本发明的实施例1,该建筑节能玻璃包括两片平板玻璃I以及位于所述两片玻璃之间的实心密封间隔体2,所述实心密封间隔体2与所述平板玻璃I之间形成密封空腔,所述密封间隔腔内填充透明绝热SiO2气凝胶板3。在实心密封间隔体2与透明绝热SiO2气凝胶板3之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶4封接。在实心密封间隔体2与平板玻璃I之间,采用单道丁基胶5密封。
[0030] 与现有技术中中空玻璃、低辐射涂层中空玻璃、真空玻璃以及现有的气凝胶玻璃相比,填充透明绝热SiO2气凝胶板3以及采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶4封接的建筑节能玻璃,有效地减少了空气对流传热和固体传热,使得节能玻璃具有更好的保温性能;有效地减少了潮湿空气的侵入而导致的结露问题以及克服了透明绝热SiO2气凝胶板易损坏问题,显著提高了透明绝热SiO2气凝胶板的工程实用性。
[0031] 以下对上述各组成部分分别作详细说明。
[0032] 所述透明绝热SiO2气凝胶板3可通过现有技术中的常规超临界干燥工艺制备,更具体地是通过低温CO2超临界干燥工艺和高温乙醇超临界干燥工艺制备,其密度在5(Tl20kg/m3范围内,这大大地减轻了节能玻璃的重量;孔径在l(T40nm范围内,小于空气平均分子自由程,使其具有超低的固体热导率和气体热导率,使其在室温即25°C下的热导率在O. 01(T0. 018ff/mk范围内,赋予其远低于空气的热导率;孔径在l(T40nm范围内,可与三维网络骨架的直径具有较好的耦合效应,可减少瑞利散射,可获得高的可见光透过率,当厚度为15mm时,可见光透过率不低于80%,近红外透过率不低于85%”,当厚度为IOmm时,可见光透过率不低于89%,近红外透过率不低于96%,当厚度为5mm时,可见光透过率不低于95%,近红外透过率不低于98%,从而实现了保温性能与透光性能的高度统一;
[0033] 所述透明绝热SiO2气凝胶水性胶4主要含有SiO2气凝胶含量(质量百分比)在(Tio%范围内,成膜树脂为水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂等。水性胶组分主要有:(I)水性丙烯酸树脂或水性聚氨酯树脂的透明成膜物质,(2)去离子水,(3)透明绝热Si02气凝胶填料,(4)助剂(固化剂等)以及助溶剂(如消泡剂、分散剂、流平剂等,其中成膜树脂是涂料体系中最为重要的组成部分之一,对涂料和涂膜的性能起着决定性的作用,且具有粘结涂料中其他各组分、形成涂膜的功能。而对于本涂料体系的成膜物质来说,除了具备这些基本的性能之外,它还要能与涂料中所加入的其余组份很好的共溶,形成均匀分散的稳定状态。此外,作为透明隔热涂料用的树脂,除了具有一般基体所具有的性能外还要求其可以对紫外光和近红外光有一定的吸收率越,同时对可见光的透过率高,透明度高。一般可用于水性透明隔热涂料的树脂主要有如下的几类:丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂
坐寸o
[0034] 作为本体系的丙烯酸树脂还具有很好的耐候和耐水性,优异的柔韧性和附着力,且水性丙烯酸树脂为单组份涂料,施工方便,且绿色环保。通过采用疏水性的透明绝热SiO2气凝胶作为水性胶的透明隔热功能组元,使成膜剂树脂等基本上进入不了气凝胶纳米孔洞内,仍可保持SiO2气凝胶的透明隔热功能特性,实现密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间良好的封接,并且,可省去密封间隔体内干燥剂的使用。此外,还降低了密封间隔体的传热性能,同步实现封装和隔热保温能以及透明等功能。还很好地保护了透明绝热SiO2气凝板胶,防止强度低、脆性大的透明绝热SiO2气凝胶板在装配和运输过程中造成的损坏,大大地提高了透明绝热SiO2气凝胶的工程实用性。
[0035] 所述平板玻璃I为下列玻璃中的一种,浮法玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、夹胶玻璃等,所述平板玻璃I的厚度在3〜15mm之间,两片平板玻璃I平行排列与密封间隔体2密封连接以在三者之间形成密闭空腔。
[0036] 所述密封间隔体2可由下列材料中的一种制成,金属、塑料、或纤维增强树脂基复合材料等。
[0037] 所述两片平板玻璃I平行排列,所述空腔的厚度在3〜20mm范围内。在本实施例中,所述密封间隔体2为实心结构。
[0038] 所述空腔的厚度在:T20mm范围内。由于在空腔中已采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶封接,本实施例中,所述节能玻璃可采用单道密封,所述单道密封为丁基胶。
[0039] 本实施例的建筑节能玻璃具有非常好的隔热保温性能,热传递系数可低至0. 25W/m2 -k,并且还具有高的可见光透过率,可见光透过率可达75%,最大化地提高采光性能,节省照明用电。在严寒或寒冷地区的冬季,除了可实现有效的采光外,还可充分利用太阳能实现房屋内采暖,同时好的隔热保温性能使通过玻璃外门窗的热损失降低最低,节约能源,降低采暖费用。无需采用厚重、昂贵的三层或四层中空玻璃以及对真空封接技术要求严厉的真空玻璃,就可以明显地提高外门窗玻璃的隔热保温杯性能,也无需充入惰性气体,不必担心气体泄露造成的隔热保温性能下降问题和结露问题,具有绿色环保、轻质、阻燃、安全、防结露、抗压、抗震性能良好,特别适用于公共建筑等玻璃幕墙、围栏窗。
[0040] 请参照图2,为本发明的实施例2,该建筑节能玻璃包括两片平板玻璃I以及位于所述两片玻璃之间的空心密封间隔体2,所述空心密封间隔体2与所述平板玻璃I之间形成密封空腔,所述密封间隔腔内填充透明绝热SiO2气凝胶板3。在空心密封间隔体2与透明绝热SiO2气凝胶板3之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶4封接。在空心密封间隔、体2与平板玻璃I之间,采用丁基胶5密封。
[0041] 请参照图3,为本发明的实施例3,该建筑节能玻璃包括两片平板玻璃I以及位于所述两片玻璃之间的实心密封间隔体2,所述实心密封间隔体2与所述平板玻璃I之间形成密封空腔,所述密封间隔腔内填充透明绝热SiO2气凝胶板3。在实心密封间隔体2与透明绝热SiO2气凝胶板3之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶4封接。在实心密封间隔体2与平板玻璃I之间,采用丁基胶5密封。在实心密封间隔体2周边用双组分聚硫密封胶或双组分娃酮密封胶6封边。
[0042] 请参照图4,为本发明的实施例4 ,该建筑节能玻璃包括两片平板玻璃I以及位于所述两片玻璃之间的空心密封间隔体2,所述空心密封间隔体2与所述平板玻璃I之间形成密封空腔,所述密封间隔腔内填充透明绝热SiO2气凝胶板3。在空心密封间隔体2与透明绝热SiO2气凝胶板3之间,通过采用透明绝热SiO2气凝胶水性胶4封接。在空心密封间隔体2与平板玻璃I之间,采用丁基胶5密封。在空心密封间隔体2周边用双组分聚硫密封胶或双组分娃酮密封胶6封边。
[0043] 以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种建筑节能玻璃,包括两片平行设置的平板玻璃以及设置于所述两片平板玻璃之间的密封间隔体,所述密封间隔体与所述平板玻璃之间形成密封空腔,其特征在于,所述密封空腔内填充透明绝热SiO2气凝胶板。
2.根据权利要求I所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述透明绝热SiO2气凝胶板为疏水性,与水的接触角为125° -180°。
3.根据权利要求I所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述密封间隔体与透明绝热SiO2气凝胶板之间通过透明绝热SiO2气凝胶水性胶封接。
4.根据权利要求I或2或3所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述的透明绝热SiO2气凝胶的密度为5(Tl20kg/m3,孔径为l(T40nm,当温度为25 °C时热导率为0. 01(T0. 018ff/mk,当厚度为15mm时,可见光透过率不低于80%,近红外透过率不低于85%,当厚度为IOmm时,可见光透过率不低于89%,近红外透过率不低于96%,当厚度为5mm时,可见光透过率不低于95%,近红外透过率不低于98%。
5.根据权利要求3所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述透明绝热SiO2气凝胶水性胶中所含的SiO2气凝胶的质量百分比为(Tio%,透明绝热SiO2气凝胶水性胶中的成膜树脂为透明水性丙烯酸树脂或水性聚氨酯树脂。
6.根据权利要求I所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述密封间隔体和所述平板玻璃之间采用单道密封,所述单道胶为丁基胶。
7.根据权利要求I所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述密封间隔体和所述平板玻璃之间采用双道密封,所述双道密封包括粘结在所述密封间隔体和所述平板玻璃之间的第一道密封胶以及粘结在所述建筑节能玻璃边缘的第二道密封胶,其中,所述单道密封胶为丁基胶,所述第二道密封胶为双组分聚硫密封胶或双组分硅酮密封胶。
8.根据权利要求I所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述平板玻璃为浮法玻璃或钢化玻璃或半钢化玻璃或着色玻璃或镀膜玻璃或夹胶玻璃,所述平板玻璃的厚度为3〜15mm。
9.根据权利要求I所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述密封间隔体是由金属或塑料或纤维增强树脂基复合材料制成,其中,密封间隔体为实心或中空结构。
10.根据权利要求I至9中所述的一种建筑节能玻璃,其特征在于,所述密封空腔的厚度为3〜20mm。
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