CN105835480A - 一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车与建筑节能玻璃技术领域，具体公开一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃及其制作方法。该夹层中空玻璃，包括第一层玻璃、第二层玻璃，第一层玻璃和第二层玻璃之间夹设掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB中间膜，第二层玻璃的一侧设置第三层玻璃；第二层玻璃与第三层玻璃之间通过中空玻璃间隔条粘合和密封，并形成中空层；第三层玻璃为Low‑E玻璃，其Low‑E膜层朝向第二层玻璃。纳米陶瓷改性PVB中间膜，对红外线和紫外线都具有较高的阻隔作用，结合第三层设置的Low‑E玻璃形成的中空玻璃，大幅降低了玻璃遮阳系数和传热系数，并提高光热比和舒适性，提升了夏季隔热与保温效能、降低空调能耗，达到很好的节能效果。

Description

一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃及其制作方法
技术领域
本发明涉及汽车前挡风玻璃与建筑节能玻璃技术领域，具体涉及一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃及其制作方法。
背景技术
通常汽车使用的挡风玻璃中，或者建筑玻璃幕墙使用的玻璃，通过在两层玻璃板之间夹持中间膜制成夹层玻璃，例如PVB膜、EVA膜等，利用中间膜结构的透明和粘结性，提高玻璃的耐穿透性能，同时玻璃在收到外部冲击时，破碎了的玻璃碎片贴合在透明粘结剂层上，防止其飞溅，提高玻璃的安全性能。但是目前的PVB膜、EVA膜的隔热性能较差，制备的夹层玻璃的隔热保温性能不能满足人们的需求，也不符合现代社会追求舒适与倡导节能环保的理念。
窗玻璃节能包括夏季及冬季，对夏季节能主要是阻挡太阳辐射热能进入室内、车内，而冬季则为室内保温。相对增热RHG(Relative Heat Gain)表示由于室内外温差和太阳辐射传入室内的总热量：
RHG＝Qg+Qf＝U(To－Ti)+SHGF x Sc
Qg为室内外温差引起的传热；Qf为阳光辐射引入的传热；
To、Ti分别为室外、室内温度，To-Ti表示室外相对室内的温差；
SHGF(Solar Heat Gain Factor)为太阳辐射得热因子，根据不同地区有不同取值，为该地区常数；U为传热系数(U值分为夏季和冬季)；Sc为遮阳比：Sc＝SHGC/0.889；SHGC为太阳能总透射比；
U与Sc决定了玻璃能耗的比率，与节能效率成线性正比关系，冬季室内温度高于室外，Qg为负值，表示室内向室外的散热传递；夏季则以Qf为主。现有技术中为降低Sc，所采用的方法是第二层玻璃使用离线遮阳型low-E玻璃；为提高光热比(可见光/SHGC)，使用双银甚至三银遮阳型Low-E玻璃。但是上述这些方法存在以下缺陷：
1)在降低Sc的同时，降低了可见光透光率，造成窗玻璃灰暗，室内采光不足，而且因更多时间使用室内照明而增加耗电；
2)为增加隔热效果必须增加对近红外区的反射，而近红外区与可见光在波长780nm处交界，使部分反射进入可见光区，因而增加了可见光的反射，造成城市光污染；
3)为实现更好的隔热效果，需在第二层使用Low-E玻璃，与室外侧白玻粘合制成夹层玻璃，Low-E膜层面向中空层。由于离线Low-E膜层不坚固及热反射等特性，增加了夹层玻璃生产难度；
4)为提高可见光透射和减少近红外透射，需采用双银或昂贵的三银遮阳型离线Low-E玻璃，增加了材料成本。
5)Low-E、特别是双层或三层镀膜(一般称双银、三银)的Low-E玻璃对电磁波的屏蔽较大，使进入车内、室内的手机、Wi-Fi等信号较弱，影响通信功能。
因此，研究开发出一种较低成本、不改变现有生产设备和工艺、具有高隔热和抗紫外线辐射性能、良好的光学特性、不屏蔽无线信号的夹层中空玻璃，对提高汽车与建筑的玻璃的舒适性与节能性能，具有重要的市场价值。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种隔热、保温、光学性能和安全性能好的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃。
同时，本发明还在于提供一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃的制作方法。
为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，包括第一层玻璃、第二层玻璃，所述第一层玻璃和第二层玻璃之间夹设纳米陶瓷中间膜，所述第二层玻璃的一侧设置第三层玻璃；所述第二层玻璃与第三层玻璃之间通过中空玻璃间隔条粘合和密封，并形成中空层；所述第三层玻璃为Low-E玻璃，其Low-E膜层朝向第二层玻璃；所述纳米陶瓷中间膜为掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜。
所述纳米陶瓷中间膜是以无机复合氧化钨、增塑剂、聚乙烯醇缩丁醛为主要原料制备而得；其制备方法包括首先将无机复合氧化钨原料通过润湿、研磨制成高性能的纳米陶瓷隔热粉体，再将高性能的纳米陶瓷隔热粉体加入有机溶剂中进行稳定化分散，使每一粒粉体长久分离，形成稳定的纳米陶瓷分散液，再将纳米陶瓷分散液与增塑剂混合后，加入到聚乙烯醇缩丁醛中，经过挤塑成型，制得具有隔热功能的纳米陶瓷中间膜。
所述第一层玻璃和第二层玻璃均为厚度为2～6mm的普通透明玻璃。
为了进一步提高夹层玻璃的机械强度，优选的，所述第一层玻璃为钢化玻璃。
所述中空玻璃间隔条为普通隔离条或暖边条。
所述中空层填充有干燥空气，为了进一步提高节能效果，所述中空层填充氩气或氪气。
一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃的制作方法，包括以下操作步骤：
1)取第一层玻璃、第二层玻璃、纳米陶瓷中间膜，进行组装；
2)步骤1)组装完成后依次进行预压合、正压合；
3)步骤2)正压合完成后的夹层玻璃检测合格后，取第三层Low-E玻璃采用中空玻璃间隔条粘贴和密封组装成夹层中空玻璃。
所述步骤1)进行组装操作前还包括将第一层玻璃和第二层玻璃分别依次进行裁切、洗涤和干燥处理；还包括将纳米陶瓷中间膜依次进行伸展、裁切和含水率调整。
所述步骤2)中，如需进一步提高节能效果，还包括对夹层中空玻璃进行充氩气、或氪气。
还包括将组装成的夹层中空玻璃进行质量检测。
所述纳米陶瓷中间膜通过热压工序分别与第一层玻璃和第二层玻璃粘结形成一体。
本发明纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，采用纳米陶瓷中间膜作为夹层形成夹层玻璃后，又增设第三层玻璃，第三层玻璃与夹层玻璃再制成中空玻璃，并且第三层玻璃采用Low-E玻璃，具有以下优势：
1)由于采用掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜，增加了对太阳光谱的选择性，对780nm～2500nm的近红外热能吸收90％以上，对紫外线吸收达99％以上。采用这种PVB胶膜作为中间膜层，太阳光入射第一层玻璃后，90％以上的近红外热能被吸收，部分热能经中间膜接触换热传导到第二层玻璃，由于第二层与第三层玻璃构成的Low-E中空玻璃传热系数较低，因此透过中空玻璃再传递到室内总热量也较低，不足太阳辐射中全部近红外能量的15％，其隔热效果更好；
2)掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜作为中间膜的使用，使制备的夹层中空玻璃具有更高的光热比，可见光透射比高达75％以上，在780nm处透射比下降斜率更陡峭，使得太阳透过夹层玻璃的近红外热源减少80％以上，而近红外是太阳辐射中的主要热源。从而减少了夏天太阳对室内的加热增温作用，降低空调能耗，实现夏季的节能效果。同样的道理，在冬季，室内温度高于室外温度时，由于夹层玻璃较低的传热系数，降低室内热量向室外的传导，具有保温效果；
3)由于纳米陶瓷中间膜反射率极低，使制备的夹层中空玻璃可见光反射率＜8％，远小于现有产品，不会造成城市光污染；
4)对于由第二层玻璃和第三层Low-E玻璃形成的中空层而言，无论Low-E膜层在中空层的哪一面传热系数都是相同的，因而无需在制作夹层玻璃工序中使用Low-E玻璃，从而减少生产难度和增加成品率。
本发明PVB胶膜夹层中空玻璃的制作方法，采用现有夹层玻璃、中空设备、钢化设备生产线生产，生产本发明产品无需重新购买生产设备，节约改造投资。
附图说明
图1是本发明实施例提供的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃的结构示意图；
图2是本发明实施例采用的纳米陶瓷中间膜的制造工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例
一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，包括第一层玻璃1、第二层玻璃2，所述第一层玻璃1和第二层玻璃2之间夹设掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜3，所述第二层玻璃2的一侧设置第三层Low-E玻璃4；所述第二层玻璃2与第三层Low-E玻璃4之间通过中空玻璃间隔条5粘合和密封，并形成中空层6；所述Low-E玻璃的Low-E膜层7朝向第二层玻璃。
其中掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜以无机复合氧化钨、增塑剂、聚乙烯醇缩丁醛为主要原料制备而得；其制备方法包括首先将无机复合氧化钨原料通过润湿、研磨制成高性能的纳米陶瓷隔热粉体，再将高性能的纳米陶瓷隔热粉体加入有机溶剂中进行稳定化分散，使每一粒粉体长久分离，形成稳定的纳米陶瓷分散液，再将纳米陶瓷分散液与增塑剂混合后，加入到聚乙烯醇缩丁醛中，经过挤塑成型，制得具有隔热功能的掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜。其制造流程如图2所示。
第一层玻璃和第二层玻璃可以采用厚度为2～6mm的普通透明玻璃。为了进一步提高夹层玻璃的机械强度，优选的第一层玻璃为钢化玻璃。
其中中空玻璃间隔条5可以采用中空玻璃生产用的普通间隔条或暖边条。
中空层填充有干燥空气，为了进一步提高夹层中空玻璃的节能效果，也可以填充氩气或氪气等惰性气体。
本实施例纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃的制作方法，包括以下操作步骤：
1)取第一层玻璃和第二层玻璃分别进行裁切成所需的尺寸，并分别进行洗涤和干燥处理，备用；取掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜依次进行伸展、裁切和含水率调整处理，然后与洗涤和干燥处理后的第一层玻璃和第二层玻璃进行组装；
2)步骤1)组装完成后依次进行预压合、正压合；
3)步骤2)正压合完成后的夹层玻璃检测合格后，取第三层Low-E玻璃采用中空玻璃间隔条粘贴和密封组装成夹层中空玻璃，在中空层充入氩气或氪气，并进行质量检测，即完成。

Claims (9)

1.一种纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，其特征在于，包括第一层玻璃、第二层玻璃，所述第一层玻璃和第二层玻璃之间夹设纳米陶瓷中间膜，所述第二层玻璃的一侧设置第三层玻璃；所述第二层玻璃与第三层玻璃之间通过中空玻璃间隔条粘合和密封，并形成中空层；所述第三层玻璃为Low-E玻璃，其Low-E膜层朝向第二层玻璃；所述纳米陶瓷中间膜为掺入复合氧化钨纳米陶瓷分散液的改性PVB胶膜。
2.如权利要求1所述的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，其特征在于，所述纳米陶瓷中间膜是以无机复合氧化钨、增塑剂、聚乙烯醇缩丁醛为主要原料制备而得；其制备方法包括首先将无机复合氧化钨原料通过润湿、研磨制成高性能的纳米陶瓷隔热粉体，再将高性能的纳米陶瓷隔热粉体加入有机溶剂中进行稳定化分散，使每一粒粉体长久分离，形成稳定的纳米陶瓷分散液，再将纳米陶瓷分散液与增塑剂混合后，加入到聚乙烯醇缩丁醛中，经过挤塑成型，制得具有隔热功能的纳米陶瓷中间膜。
3.如权利要求1或2所述的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，其特征在于，所述第一层玻璃和第二层玻璃均为厚度为2~6mm的普通透明玻璃。
4.如权利要求1或2所述的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，其特征在于，所述第一层玻璃为钢化玻璃。
5.如权利要求1或2所述的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，其特征在于，所述中空玻璃间隔条为普通隔离条或暖边条。
6.如权利要求1或2所述的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃，其特征在于，所述中空层填充有干燥空气、氩气或氪气。
7.一种如权利要求1所述的纳米陶瓷中间膜夹层中空玻璃的制作方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
1）取第一层玻璃、第二层玻璃、纳米陶瓷中间膜，进行组装；
2）步骤1）组装完成后依次进行预压合、正压合；
3）步骤2）正压合完成后的夹层玻璃检测合格后，取第三层Low-E玻璃采用中空玻璃间隔条粘贴和密封组装成夹层中空玻璃。
8.如权利要求7所述的夹层中空玻璃的制作方法，其特征在于，所述步骤1）进行组装操作前还包括将第一层玻璃和第二层玻璃分别依次进行裁切、洗涤和干燥处理；还包括将纳米陶瓷中间膜依次进行伸展、裁切和含水率调整。
9.如权利要求7所述的夹层中空玻璃的制作方法，其特征在于，步骤2）中还包括在夹层中空玻璃的中空层冲入氩气或氪气。
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