CN104261662A - 一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法，其特征在于，包括以下步骤，1)选择两片平板钢化玻璃，布设支撑体；2)将合片后的平板钢化玻璃放置在托架上；3)加热使之逐步上升至290-310℃；4)使平板钢化玻璃进入高温高压仓内，5)加压后迅速降温，并持续保压至温度降至封边玻璃粉的固化温度，停止保压。本发明在封边玻璃粉中混入支撑体，同时在高温加热阶段、降低温度、缩短加热时间并加压，封边玻璃内的支撑体能防止加压时边缘玻璃在没有支撑的约束下而发生边部弯曲，加压还能使两片玻璃顺利压合挤出多余的封边玻璃粉，同时加压能有效去除钢化玻璃的挠度使其平整。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃深加工技术领域，特别是涉及一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法。
背景技术
近十几年来，建筑物保温节能、隔声的需求推动了真空玻璃生产技术的发展。现有大多数真空玻璃的制造方法，是将两层平板钢化玻璃进行支撑隔离、周圈密封形成空腔，经过烧结、抽真空、封口处理等步骤得到真空的腔体。由于消除了气体传导和对流作用，所以真空玻璃具有优良的隔热、隔音性能，在广泛应用的同时也成为人们竞相研究的课题，目前国内已公开了几十个真空玻璃的新型实用和发明专利。长期以来，真空玻璃都是采用普通平板钢化玻璃制作，用于建筑、日常生活领域，不符合国家安全玻璃的规范要求，尤其是高层建筑应用时潜在的风压破坏和热冲击破坏对真空玻璃提出了更为严格的强度和安全要求。在提高玻璃自身强度、提高抗力冲击和热冲击性能的同时，能够产生安全破碎的效果，钢化真空玻璃的概念应运而生。
现有技术中，通常采用低熔点封接材料进行封接时，常以火焰或电热等传导加热或对流加热方式，这些加热方式首先将钢化玻璃进行加热，然后将热量传导给低熔点玻璃粉，从而使低熔点玻璃料熔化而将两片玻璃板气密连接。利用低熔点封接材料经高温熔融封接的方法得到的制品在气体渗透率、透湿度、粘合强度等理化性能最佳。但是目前，根据封接工艺的要求，需在最高温度保温一定时间，以使封料充分熔化流动，获得较高的封接强度和气密性，那么在所述低熔点玻璃粉进行熔化的过程中，钢化玻璃的长时间的高温会造成钢化玻璃的严重退火，引起应力衰退，甚至衰退至50％以下，从而失去钢化玻璃的安全特性。同时，现有的钢化玻璃一般都存在一定的应力弯曲，这种弯曲直接影响制造真空玻璃的封边质量。
为解决上述问题，有人提出局部加热的方式，局部加热方式尽管采用了复杂的工艺及设备，但也只能保证中心部位的钢化度，且成品率低、成本较高致使其可行性不高，而且也不能克服钢化玻璃固有应力弯曲的影响。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法，包括以下步骤，
1)选择两片平板钢化玻璃，布设支撑体并在两平板钢化玻璃边部填放封边玻璃粉后合片，其中所述的封边玻璃粉内混有支撑体，所述的封边玻璃粉的熔化温度在360-450℃，其中，因为平板钢化玻璃自身具有3‰左右的挠度，将两片平板钢化玻璃合片时，需要将两平板钢化玻璃的外鼓面均在外侧，即在两平板钢化玻璃中间的间距要稍大于周边的间距，
2)将合片后的平板钢化玻璃放置在托架上，推入加热炉中；
3)加热使之逐步上升至290-310℃，温度逐步上升能避免玻璃发生爆裂，同时也使得封边玻璃粉中的有机物在300℃左右得到充分挥发；
4)使平板钢化玻璃进入高温高压仓内，其中，高温高压仓内温度为封边玻璃粉的软化温度，待2-10min封边玻璃粉软化后，对高温高压仓内加压以将多余的封边玻璃粉挤出，压力在0.05—1.5mp，将预热后的钢化玻璃迅速进入高温高压仓，在玻璃粉软化后再进行加压保压，在加压时，软化的封边玻璃粉将两平板钢化玻璃间形成一个密闭低气压空间，突然施加的高压可以上下同时挤压两平板钢化玻璃，将多余的封边玻璃粉挤出完善封边的同时，两个平板钢化玻璃都受到向内的压力，能有效消除应力弯曲，使两平板钢化玻璃趋于平整，同时采用比封边玻璃粉融化温度低30℃左右的软化温度进行封边加热，封边玻璃粉在软化点温度下，封边玻璃粉中的吸热材料产生的热蓄积效应，能使封边玻璃粉实际温度高于周围环境温度10-20℃，即可保证封边玻璃粉在软化点充分软化，保证在加压前将平板钢化玻璃周边密封，同时将封边温度控制在软化温度，能进一步消除高温对钢化玻璃强度的影响，同时通过加压缩短高温时间，避免钢化玻璃钢化度降低；
5)加压1-3min，优选2min左右后迅速降温，并持续保压至温度降至封边玻璃粉的固化温度，停止保压，完成封边；其中，所述的迅速降温为采用机械制冷或者通风式降温，在30min左右将温度降低至封边玻璃粉的固化温度，一般在50-150摄氏度。
所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有复合返热板，所述的复合返热板包括呈两层状设置的金属板层和与所述的金属板层固定连接的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层，所述的复合返热板的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层与平板钢化玻璃接触且不将封边玻璃粉填放区域遮蔽，其中，金属板层为金属材料，如铝、不锈钢板等，在金属板层上设置一层玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层，金属板层用来反射热辐射能，毛毡层用来阻隔热能导入。把平板钢化玻璃的边部露出是为了不影响玻璃粉被加热，因金属及毛毡均有吸热、返热、隔热作用。其中，金属板层和毛毡层的总体厚度在1-20mm，金属板层的厚度在0.1-1mm，视不同的情况而选择不同的厚度。
所述的封边玻璃粉内支撑体为球状或三棱锥，密度为2—50个/cm3，在封边玻璃粉中加入支撑体，能有效保证加压时封边玻璃粉不被过份挤出，同时采用球形或三棱锥形不易上下叠加的结构，能有效保证封边玻璃粉的保留厚度，保证封边厚度均匀，提高产品质量。
优选地，上片和下片构成的边差为3-7mm，所述的封边玻璃粉以上片玻璃四周边长为中心线打在底片玻璃上，上片的平板钢化玻璃四周边缘压在底片四周的封边玻璃粉的中心线上，其中，封边玻璃粉的布放宽度为5-10mm，高0.3-3mm。
所述的步骤2每个托架上设置有1-5层合片后的真空玻璃半成品，每层真空玻璃半成品的底部均设置有隔条，所述隔条为空心管或良导热耐高温的无机条或绳。所述的托架上下间隔地设置在母托架上，所述的母托架可承载2-30个托架。为提高产能，每个托架上设置有2-5层合片后的真空玻璃半成品，每层真空玻璃半成品的底部均设置有隔条，所述隔条为空心管或良导热耐高温的无机条或绳或者角状等。其中，隔条高度在10—50mm，宽度10—40mm。为减小因重力对下层玻璃及支撑点的重力挤压而出现的加热局部变形，最下层隔条两侧的焊柱支点或条越多，压力分解能力越强,摆放方式优选等号摆放形式。每一层上的隔条必须重合重心一致，为提高隔条支撑强度在隔条两侧固定设置的支柱及辅助条不得高出隔条高度且与玻璃表面保持平行，装置角度为同玻璃平面形成30—45°夹角；所述的托架上下间隔地设置在母托架上，所述的母托架可正在2-30个托架。这样每个母托架即可承载数十甚至上百个真空玻璃半成品同时加工，有效提高了生产效率，同时，托架上每增加一层真空玻璃，则保温保压时间相应增加5-10分钟，即可保证加工效果，每个托架上叠放是增加产能数倍而能耗只增加10-20％，有效降低加工成本，提高产品竞争力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在封边玻璃粉中混入支撑体，同时在高温加热阶段、降低温度、缩短加热时间并加压，封边玻璃内的支撑体能防止加压时边缘玻璃在没有支撑的约束下而发生边部弯曲，加压还能使两片玻璃顺利压合挤出多余的封边玻璃粉，封边高度同支撑点高度保持一致，同时加压能有效去除钢化玻璃的挠度使其平整。
2、在上下片玻璃上设置复合返热板，结合金属反射层和毛毡隔热层，复合返热板的隔热及高温高压仓限时加热加压，都能保证玻璃本身受热可钢化应力减退小，确保钢化性质。
3、在托架上的堆叠放置，叠放是增加产能数倍以上而能耗只增加10％左右。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一实施例
一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法，包括以下步骤，
1)选择两片钢化平板钢化玻璃，采用涂布或者喷洒等常用手段在下方的平板钢化玻璃(底片玻璃)上布设支撑体，同时以上片玻璃四周边长为中心线，将其中含有20个/cm3的支撑体的低熔点封边玻璃粉打在底片玻璃上，所述的封边玻璃粉的熔化温度在380℃，软化温度在350摄氏度；所述的支撑体可为金属微珠，三棱锥等形状，然后将上片玻璃合片，上片的平板钢化玻璃四周边缘压在底片四周的封边玻璃粉的中心线上，其中，上片和下片(底片)形成的边差为6mm，封边玻璃粉的布放宽度为5mm，高0.8mm，合片时保证两钢化玻璃的外凸面在外侧。
2)将上片和下片合片后用人工或机械托起下片平板钢化玻璃的底部，平行移动放置在金属制成的托架上，且所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有复合返热板,且复合返热板四边小于玻璃四边20mm；
3)加热使之逐步上升至290℃；
4)迅速使平板钢化玻璃进入高温高压仓内，其中，高温高压仓内温度在350℃，待1min玻璃粉软化后，对高温高压仓内加压，压力在0.08mp，并保压；其中，封边玻璃粉在升温软化后将上片玻璃周边与下片间形成无缝状态，当加压时，炉内压力大于大气压力，而两平板钢化玻璃间的腔内及熔化的封边玻璃粉内小于一个大气压力，这样能将两片玻璃顺利压合并挤出多余的玻璃粉，封边玻璃粉内的支撑体能有效防止加压时边缘玻璃在没有支撑的约束下而发生边部弯曲；且封边高度同支撑体的高度保持一致，同时加压过程还能有效去钢化玻璃的挠度，使其趋于平整，提高钢化玻璃的强度，避免因为挠度产生的局部接触不良或者密封不佳；
5)2min后开始降温并停止保压，30min内降温至封边玻璃粉固化然后进行抽真空封口；具体为降温至玻璃粉固化后进入降温缓冲炉体内，继续降温至70℃以下出炉，然后将焊有盲头抽气管和封边的真空玻璃半成品移至抽气箱内，升温250℃抽真空2小时，当真空玻璃腔内压力达到4×10-1pa时即封口，再次降温至70℃以下出炉制得。
本实施例中，平板钢化玻璃从温度从290℃左右迅速进入高温区，使玻璃粉在2-3min内快速软化，然后进行加压，第一，将高温区温度控制在软化温度，比融化温度低20-30℃，而且温度的突然升高，能降低高温对钢化玻璃的影响，第二能减少钢化玻璃在360℃以上时的应力退变。3分钟内迅速使玻璃粉熔化并完成保温加压封边后仍能保持钢化玻璃的应力在90-97之间，仍属于安全玻璃。第三可以省去梯度加热，直接进入高温区这样可节省玻璃封边时间，减少能耗，因玻璃均匀受热即是300℃→500℃也不会导致玻璃出现质量问题。
第二实施例
1)选择两片钢化平板钢化玻璃，采用涂布或者喷洒等常用手段在下侧的平板钢化玻璃上布设支撑体，将其中含有100个/cm3的支撑体的低熔点封边玻璃粉打在底片玻璃的四周边缘，所述的封边玻璃粉的熔化温度在450℃；所述的支撑体可为金属微珠，然后将上片玻璃齐边合片；
2)将上片和下片合片后用人工或机械托起下片平板钢化玻璃的底部，平行移动放置在金属制成的托架上，且所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有复合返热板,且四边小于玻璃四边30mm；构成复合返热板的金属板层和毛毡层的总体厚度在20mm，金属板层的厚度在1mm，每个托架上设置有3层合片后的真空玻璃半成品，每层真空玻璃半成品的底部均设置有隔条，所述隔条为空心管或良导热耐高温的无机条或绳。其中，隔条高度在30mm，宽度10mm。为减小因重力对下层玻璃及支撑点的重力挤压而出现的加热局部变形，最下层隔条两侧的焊柱支点或条越多，压力分解能力越强,摆放方式优选等号摆放形式。每一层上的隔条必须重合重心一致，为提高隔条支撑强度在隔条两侧固定设置的支柱及辅助条不得高出隔条高度且与玻璃表面保持平行，装置角度为同玻璃平面形成45°夹角；所述的托架上下间隔地设置在母托架上，所述的母托架可承载20个托架。这样每个母托架即可承载六十个真空玻璃半成品同时加工，有效提高了生产效率，同时，托架上每增加一层真空玻璃，则保温保压时间相应增加5-10分钟，即可保证加工效果，每个托架上叠放是增加产能数倍而能耗只增加10-20％，有效降低加工成本，提高产品竞争力，
3)加热使之逐步上升至300℃；
4)使平板钢化玻璃进入高温高压仓内，其中，高温高压仓内温度在420℃，为该封边玻璃粉的软化温度，5分钟后玻璃粉熔化后，对高温高压仓内加压，压力在1.5mp，其中，封边玻璃粉在升温熔化后将上片玻璃周边与下片间形成无缝状态，当加压时，炉内压力大于大气压力，而两平板钢化玻璃间的腔内及熔化的封边玻璃粉内小于一个大气压力，这样能将两片玻璃顺利压合并挤出多余的玻璃粉，且能使弯曲的钢化玻璃被压平，便于封边，同时封边玻璃粉内的支撑体能有效防止加压时边缘玻璃在没有支撑的约束下而发生边部弯曲；且封边高度同支撑体的高度保持一致。
5)1min后开始降温并继续保压，降温至封边玻璃粉固化然后进行抽真空封口；具体为降温至玻璃粉固化后且降温至300℃，然后将焊有盲头抽气管和封边的真空玻璃半成品移至抽气箱内，抽真空5小时，当真空玻璃腔内压力达到4×10-1pa时即封口，降温至70℃以下出炉制得。
本实施例中，通过增加复合返热板，能够延长钢化玻璃在高温下的可承受时间，经以上处理后仍能保持钢化应力在90-97之间。
综上所述，本发明可采用隧道窑进行加工处理，在其高温区设加压仓炉体，前后有闸板式密封门以构成独立的高温高压仓，高温高压仓内设置加热装置，加热装置为电阻丝及红外照射加热管或天然气，隧道窑整体为联体装置，每个托架运行速度和温度可利用炉体外链条带动滚轴控制，具体在此不赘述。封边炉内可以直接抽真空，即在隧道窑后半段设置独立真空仓段，且为多层闸阀，至少为二层，开启关闭实现多级压力仓的进料和出料结构。当然也可以是一个仓二个门也能实现，但必须要把负压仓进行出一次料，泄一次压费时耗能大。
当然，也可采用多加热仓式设计，只要满足上述加工条件即可实现本发明志目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种控温控时控压制造钢化真空玻璃的封边方法，其特征在于，包括以下步骤，
1)选择两片平板钢化玻璃，布设支撑体并在两平板钢化玻璃边部填放封边玻璃粉后合片，其中所述的封边玻璃粉内混有支撑体，所述的封边玻璃粉的熔化温度在300-450℃；
2)将合片后的平板钢化玻璃放置在托架上；进入炉内加热。
3)加热使之逐步上升至290-310℃；
4)使平板钢化玻璃进入高温高压仓内，其中，高温高压仓内温度为封边玻璃粉的软化温度，待封边玻璃粉软化后，对高温高压仓内加压以将多余的封边玻璃粉挤出，压力在0.05—1.5mpa，
5)加压后迅速降温，并持续保压至温度降至封边玻璃粉的固化温度，停止保压；完成封边。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的两平板钢化玻璃合片后的上表面和下表面分别放置有复合返热板，所述的复合返热板包括呈两层状设置的金属板层和与所述的金属板层固定连接的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层，所述的复合返热板的玻璃纤维毛毡层或陶瓷毛毡层与平板钢化玻璃接触且不将封边玻璃粉填放区域遮蔽。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，金属板层和毛毡层的总体厚度在1-20mm，金属板层的厚度在0.1-1mm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的封边玻璃粉内支撑体为球状或三棱锥，密度为2—50个/cm3。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上片和下片构成的边差为3-7mm，所述的封边玻璃粉以上片玻璃四周边长为中心线打在底片玻璃上，上片的平板钢化玻璃四周边缘压在底片四周的封边玻璃粉的中心线上，其中，封边玻璃粉的布放宽度为5-10mm，高0.3-3mm。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2每个托架上设置有1-5层合片后的真空玻璃半成品，每层真空玻璃半成品的底部均设置有隔条，所述隔条为空心管或良导热耐高温的无机条或绳。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的托架上下间隔地设置在母托架上，所述的母托架可承载2-30个托架。
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