CN104496199B - 一种车用钢化玻璃的制备方法 - Google Patents

一种车用钢化玻璃的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车用钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：将玻璃在620℃~700℃下钢化处理12~25分钟，冷却；将隔热涂料喷涂于玻璃表面，干燥，所述隔热涂料包括以下成分：水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料、溶剂、消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂；在500~600℃温度下烘烤10~30分钟，然后降温至180~280℃保温20~40分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。与现有技术相比，本发明以水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料作为隔热材料的主要成分，在各个组分的协同作用下，可以阻隔绝大多数的红外线和紫外线，具有优良的隔热保温性能。

Description

一种车用钢化玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及钢化玻璃技术领域，尤其涉及一种车用钢化玻璃的制备方法。
背景技术
作为最常用的安全玻璃的一种形式，钢化玻璃的强度是普通玻璃的 4~5倍，抗折弯度是普通玻璃的3~5倍，抗冲击强度是普通玻璃的5~10倍。另外，钢化玻璃被破坏后呈无锐角的小碎片，耐急冷急、热性质较之普通玻璃有 2~3倍的提高，一般可承受150℃以上的温差变化，已广泛应用于汽车行业，成为汽车技术领域不可缺少的一员。根据生产工艺的不同，钢化玻璃分为物理钢化玻璃和化学钢化玻璃。钢化处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高。
但是，随着社会的发展和进步，人类的活动对于气候的影响越来越大，全球由于温室效应，有不断变暖的趋势，世界各地频繁出现极端的高温天气，汽车内乘客需要忍受夏季的烘烤。为了保持车内温度，只能长时间的开启空调制冷，这会增加汽车的动力负荷，并且加剧了世界能源危机。然而能源是有限的，如何更好的隔热，开发具有高效隔热的车用玻璃，市场前景极为广阔。
现有技术中，申请号为201010610540.3的中国专利文献报道了一种环保夹层防晒隔热玻璃，其包括内外两层玻璃，所述内玻璃和外玻璃之间设有防晒隔热膜，所述防晒隔热膜通过其两侧的夹胶膜与所述两层玻璃粘结成一体。但是，其隔热效果并不理想。本发明人考虑，提供一种车用钢化玻璃的制备方法，具有良好的隔热效果。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种车用钢化玻璃的制备方法，该方法制备的车用钢化玻璃具有良好的隔热效果。
有鉴于此，本发明提供了一种车用钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a）将玻璃在620℃~700℃下钢化处理 12~25分钟，冷却；
b）将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，干燥，所述隔热涂料包括以下成分：
水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料、溶剂、消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂；
c）将步骤b 得到的玻璃在500~600℃温度下烘烤10~30分钟，然后降温至180~280℃保温20~40分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。
优选的，所述玻璃的厚度为3~15mm。
优选的，还包括对玻璃进行预处理，具体为：
将玻璃打磨、清洗、干燥，然后在300~320℃预热 2~5小时。
优选的，所述喷涂步骤为：
喷涂气源压力在 10~14kg，喷涂速度为 3~4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5~8cm。
优选的，所述隔热涂料包括以下成分：
水性树脂 50~80重量份；
纳米蒙脱石 2~8重量份；
铟锡氧化物 3~6重量份；
Cu3Mo2O9纳米材料 10~20重量份；
溶剂 100~200重量份；
消泡剂 0.1~2重量份；
流平剂 0.1~2重量份；
润湿剂 0.1~2重量份；
分散剂 0.02~0.1重量份。
优选的，所述隔热涂料包括以下成分：
水性树脂 60~70重量份；
纳米蒙脱石 5~7重量份；
铟锡氧化物 3~5重量份；
Cu3Mo2O9纳米材料 12~18重量份；
溶剂 100~160重量份；
消泡剂 0.2~1.5重量份；
流平剂 0.2~1.5重量份；
润湿剂 0.2~1.5重量份；
分散剂 0.03~0.08重量份。
优选的，所述水性树脂选自丙烯酸、聚氨酯、改性聚氨酯共聚体、硅烷基或环氧树脂。
优选的，所述消泡剂为聚乙二醇醚；流平剂为纯聚丙烯酸酯流平剂；润湿剂为聚羧酸酯 ；分散剂为十二烷基硫酸钠。
优选的，所述溶剂为乙醇、异丙醇或正丁醇。
优选的，所述玻璃包括以下成分：
40 wt%～55wt%的SiO2；
12~18 wt %的Al2O3；
6~14 wt %的B2O3；
5~12wt %的Na2O
5~15wt%的ZrO2；
2~5wt%的Y2O3；
4~10wt%的TiO2。
本发明提供了一种车用钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：将玻璃在620℃~700℃下钢化处理 12~25分钟，冷却；将隔热涂料喷涂于玻璃表面，干燥，所述隔热涂料包括以下成分：水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料、溶剂、消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂；在500~600℃温度下烘烤10~30分钟，然后降温至180~280℃保温20~40分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。与现有技术相比，本发明以水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料作为隔热材料的主要成分，在各个组分的协同作用下，可以阻隔绝大多数的红外线和紫外线，具有优良的隔热保温性能。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种车用钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：
a）将玻璃在620℃~700℃下钢化处理 12~25分钟，冷却；
b）将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，干燥，所述隔热涂料包括以下成分：
水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料、溶剂、消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂；
c）将步骤b 得到的玻璃在500~600℃温度下烘烤10~30分钟，然后降温至180~280℃保温20~40分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。
本发明以水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物、Cu3Mo2O9纳米材料作为隔热材料的主要成分，并结合使用一定量的溶剂、消泡剂、流平剂、润湿剂和分散剂，在各个组分的协同作用下，可以阻隔绝大多数的红外线和紫外线，具有优良的隔热保温性能。
作为优选方案，本发明所述玻璃的厚度优选为3~15mm，更优选为5~10mm，更优选为6~9mm。在将隔热涂料喷涂于玻璃表面之前，本发明还优选包括对玻璃进行预处理，具体为：将玻璃打磨、清洗、干燥，然后在 300~320℃预热 2~5小时。其中，对玻璃进行清洗，保证玻璃具有较高的结晶度，利于后序隔热涂料的喷涂。并且对干燥后的玻璃进行预热，通过预热，保证后序喷涂的隔热涂料在玻璃表面具有较高的附着力，从而不易脱落。所述预热的温度优选为305~315℃，更优选为310~315℃；预热的时间优选为4小时。
对玻璃进行预处理后，将玻璃在620℃~700℃下钢化处理 12~25分钟，冷却。优选的，所述钢化处理的温度为630℃~680℃，更优选为650℃~670℃；钢化处理的时间为15~22分钟，更优选为17~20分钟。
钢化处理完成后，将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，所述喷涂步骤优选为：喷涂气源压力在 10~14kg，喷涂速度为 3~4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5~8cm，喷涂镀膜次数为2~3次，喷涂得到的隔热涂层厚度为30~200nm。喷涂工序优选在封闭环境里，保证环境内无风、空气洁净，温度为20~ 30℃，湿度为 30% 以下；通过采用上述参数进行喷涂，保证隔热涂料在玻璃表面的均匀附着，并且具有较高的附着力。
本发明对于步骤b中的干燥方法并没有特别限制，优选采用本领域技术人员熟知的风干、烘干等。
所述隔热涂料优选包括以下成分：
水性树脂 50~80重量份；
纳米蒙脱石 2~8重量份；
铟锡氧化物 3~6重量份；
Cu3Mo2O9纳米材料 10~20重量份；
溶剂 100~200重量份；
消泡剂 0.1~2重量份；
流平剂 0.1~2重量份；
润湿剂 0.1~2重量份；
分散剂 0.02~0.1重量份。
更优选的，所述隔热涂料包括以下成分：
水性树脂 60~70重量份；
纳米蒙脱石 5~7重量份；
铟锡氧化物 3~5重量份；
Cu3Mo2O9纳米材料 12~18重量份；
溶剂 100~160重量份；
消泡剂 0.2~1.5重量份；
流平剂 0.2~1.5重量份；
润湿剂 0.2~1.5重量份；
分散剂 0.03~0.08重量份。
按照本发明，所述水性树脂选自丙烯酸、聚氨酯、改性聚氨酯共聚体、硅烷基或环氧树脂。
蒙脱石又名微晶高岭石，是一种层状结构、片状结晶的硅酸盐粘土矿，具有胶体分散特性，具有很强的吸附能力和离子交换能力，同时还具有高度的胶体性、可塑性和粘结力。本发明采用的纳米蒙脱石的粒径优选为40~80nm，更优选为50~70nm。
作为优选方案，所述Cu3Mo2O9纳米材料按照如下方法制备：在空气中，将铜箔置于盛有MoO3粉末的坩埚上，将坩埚加热到 500℃温度，加热时间为 2 小时，取出坩埚，在铜的箔片上形成了Cu3Mo2O9的三元氧化物纳米线材料，即Cu3Mo2O9纳米材料。Cu3Mo2O9纳米材料具有良好的阻隔红外线和紫外线的性质，并结合一定量的水性树脂、纳米蒙脱石、铟锡氧化物，保证了本发明制备的车用钢化玻璃具有良好的隔热效果，对汽车起到良好的保温作用。
本发明对于所述溶剂、消泡剂、流平剂、润湿剂、分散剂并无特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的产品。作为优选方案，所述消泡剂为聚乙二醇醚；流平剂为纯聚丙烯酸酯流平剂；润湿剂为聚羧酸酯；分散剂为十二烷基硫酸钠；所述溶剂为乙醇、异丙醇或正丁醇。
作为优选方案，本发明采用的玻璃优选包括以下成分：
40 wt%～55wt%的SiO2；
12~18 wt %的Al2O3；
6~14 wt %的B2O3；
5~12wt %的Na2O
5~15wt%的ZrO2；
2~5wt%的Y2O3；
4~10wt%的TiO2。
更优选的，所述玻璃优选包括以下成分：
45 wt%～52wt%的SiO2；
15~18 wt %的Al2O3；
8~12 wt %的B2O3；
6~11wt %的Na2O
6~14wt%的ZrO2；
2~4wt%的Y2O3；
5~8wt%的TiO2。
本发明优选采用上述成分的玻璃进行钢化处理以及喷涂隔热涂料，上述玻璃具有一定的隔热紫外线的性质。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
实施例1
Cu3Mo2O9三元氧化物纳米线材料的制备
采用北京化学试剂公司生产的纯度为 99.99％的 MoO3粉末作为 B 金属的氧化物，金属箔为中国化学试剂有限公司生产的纯度为 99.9％、厚度约为 100 微米的铜箔，其直径为 10cm。其中铜箔既作为基片又作为反应成分之一。在空气中进行本发明的三元氧化物纳米结构的制备。在空气中，将铜箔置于盛有MoO3粉末的坩埚上，将坩埚加热到 500℃温度，加热时间为 2 小时，取出坩埚，在铜的箔片上形成了Cu3Mo2O9的三元氧化物纳米线材料。
实施例2
a）将玻璃在680℃下钢化处理 20分钟，冷却，所述玻璃包括以下成分：42wt%的SiO2；15 wt %的Al2O3；8 wt %的B2O3；10wt %的Na2O；12wt%的ZrO2；3wt%的Y2O3和5wt%的TiO2；
b）将55g丙烯酸树脂、5g纳米蒙脱石、4g铟锡氧化物、12g 实施例1制备的Cu3Mo2O9的三元氧化物纳米线材料、120g乙醇、1g聚乙二醇醚、1g聚丙烯酸酯流平剂、1g聚羧酸酯、0.05g十二烷基硫酸钠混合，得到隔热涂料；
将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，干燥，喷涂气源压力在 10~14kg，喷涂速度为 3~4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5~8cm，喷涂镀膜次数为2~3次，喷涂得到的隔热涂层厚度为30~200nm。喷涂工序优选在封闭环境里，保证环境内无风、空气洁净，温度为20~ 30℃，湿度为 30% 以下；
c）将步骤b 得到的玻璃在550℃温度下烘烤20分钟，然后降温至200℃保温30分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。
实施例3
a）将玻璃在650℃下钢化处理 20分钟，冷却，所述玻璃包括以下成分：42wt%的SiO2；15 wt %的Al2O3；8 wt %的B2O3；10wt %的Na2O；12wt%的ZrO2；3wt%的Y2O3和5wt%的TiO2；
b）将70g丙烯酸树脂、7g纳米蒙脱石、4g铟锡氧化物、12g 实施例1制备的Cu3Mo2O9的三元氧化物纳米线材料、120g乙醇、1g聚乙二醇醚、1g聚丙烯酸酯流平剂、1g聚羧酸酯、0.05g十二烷基硫酸钠混合，得到隔热涂料；
将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，干燥，喷涂气源压力在 10~14kg，喷涂速度为 3~4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5~8cm，喷涂镀膜次数为2~3次，喷涂得到的隔热涂层厚度为30~200nm。喷涂工序优选在封闭环境里，保证环境内无风、空气洁净，温度为20~ 30℃，湿度为 30% 以下；
c）将步骤b 得到的玻璃在550℃温度下烘烤20分钟，然后降温至200℃保温30分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。
实施例4
a）将玻璃在680℃下钢化处理 20分钟，冷却，所述玻璃包括以下成分：50wt%的SiO2；15 wt %的Al2O3；10 wt %的B2O3；10wt %的Na2O；12wt%的ZrO2；3wt%的Y2O3和6wt%的TiO2；
b）将60g丙烯酸树脂、7g纳米蒙脱石、5g铟锡氧化物、18g 实施例1制备的Cu3Mo2O9的三元氧化物纳米线材料、120g乙醇、1g聚乙二醇醚、1g聚丙烯酸酯流平剂、1g聚羧酸酯、0.05g十二烷基硫酸钠混合，得到隔热涂料；
将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，干燥，喷涂气源压力在 10~14kg，喷涂速度为 3~4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5~8cm，喷涂镀膜次数为2~3次，喷涂得到的隔热涂层厚度为30~200nm。喷涂工序优选在封闭环境里，保证环境内无风、空气洁净，温度为20~ 30℃，湿度为 30% 以下；
c）将步骤b 得到的玻璃在550℃温度下烘烤20分钟，然后降温至200℃保温30分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。
对本发明实施例2~4制备的隔热玻璃进行性能检测，结果如下：
可见光透过率大于 76％
红外线阻隔率大于 89％
紫外线阻隔率大于 99％。
由此可见，本发明制备的车用钢化玻璃可以阻隔绝大多数的红外线和紫外线，具有优良的隔热保温性能。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种车用钢化玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将玻璃在620℃～700℃下钢化处理12～25分钟，冷却；
b)将隔热涂料喷涂于步骤a得到的玻璃表面，干燥，所述隔热涂料包括以下成分：
50～80重量份的水性树脂、2～8重量份的纳米蒙脱石、3～6重量份的铟锡氧化物、10～20重量份的Cu3Mo2O9纳米材料、100～200重量份的溶剂、0.1～2重量份的消泡剂、0.1～2重量份的流平剂、0.1～2重量份的润湿剂和0.02～0.1重量份的分散剂；
c)将步骤b得到的玻璃在500～600℃温度下烘烤10～30分钟，然后降温至180～280℃保温20～40分钟，冷却后得到车用钢化玻璃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃的厚度为3～15mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括对玻璃进行预处理，具体为：
将玻璃打磨、清洗、干燥，然后在300～320℃预热2～5小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂步骤为：
喷涂气源压力在10～14kg，喷涂速度为3～4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5～8cm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述隔热涂料包括以下成分：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水性树脂选自丙烯酸、聚氨酯、改性聚氨酯共聚体、硅烷基或环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述消泡剂为聚乙二醇醚；流平剂为纯聚丙烯酸酯流平剂；润湿剂为聚羧酸酯；分散剂为十二烷基硫酸钠。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇、异丙醇或正丁醇。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃包括以下成分：
40wt％～55wt％的SiO2；
12～18wt％的Al2O3；
6～14wt％的B2O3；
5～12wt％的Na2O
5～15wt％的ZrO2；
2～5wt％的Y2O3；
4～10wt％的TiO2。
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