CN107265876A - 一种隔热钢化玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔热钢化玻璃的制备方法，包括如下步骤：（1）玻璃表面预处理；（2）将熔盐置于强化炉盐槽中，加热使其熔化成液体，得熔盐液体；（3）将玻璃浸泡在熔盐液体中进行离子交换处理；（4）将玻璃送入钢化炉中进行热处理；（5）先将玻璃置于弱酸溶液中浸泡、洗净烘干，再将隔热材料喷涂于玻璃表面，烘烤，降温，得到所述隔热钢化玻璃。本发明通过优化生产过程中所使用的原料及配比，严格控制生产工艺参数，制备得到的隔热钢化玻璃隔热保温效果好，防火效果佳，性能优，适合多种场合使用。

Description

一种隔热钢化玻璃的制备方法
技术领域
本发明属于钢化玻璃技术领域，具体涉及一种隔热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。
发明内容
本发明提供了一种隔热钢化玻璃的制备方法，解决上述背景技术中的不足，本发明通过优化生产过程中所使用的原料及配比，严格控制生产工艺参数，制备得到的隔热钢化玻璃隔热保温效果好，防火效果佳，性能优，适合多种场合使用。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种隔热钢化玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）玻璃表面预处理：先对玻璃表面进行打磨、清洗、干燥，再用酸溶液对玻璃进行表面酸处理，然后对玻璃进行清洗、烘干并预热至350～390℃，保温30～50分钟；
（2）先将熔盐置于强化炉盐槽中，在390～450℃加热使其熔化成液体，并搅拌10～20分钟，得熔盐液体，所述熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾83～92份、硝酸铯2～3份、硝酸铷0.2～0.4份、硝酸锡0.2～0.3份、硅藻土0.9～2.7份、氢氧化钾0.3～0.7份、三氧化二铝0.1～0.5份、硝酸银3～9份、氧化锌0.3～0.5份、氟化钾0.6～0.8份；
（3）将步骤（1）预处理得到的玻璃浸泡在所述步骤（2）得到的熔盐液体中进行离子交换处理，其中离子交换处理温度为450～500℃，离子交换处理时间为15～19小时；
（4）将步骤（3）得到的离子交换处理后的玻璃送入钢化炉中进行热处理，热处理的温度为650～680℃，加热时间为每毫米30～45秒，冷却至室温；
（5）先将步骤（4）得到的玻璃置于弱酸溶液中浸泡25～30分钟取出，洗净烘干，再将隔热材料喷涂于玻璃表面，干燥，置于550～580℃温度下烘烤12～27分钟，然后降温至300℃，保温2～6小时，降温至常温，即得所述隔热钢化玻璃。
优选的，所述步骤（1）中酸溶液为HF溶液与H2SO4溶液按2∶1体积比例进行混合得到的混合酸溶液，其中所述HF溶液的浓度为18～23％，所述H2SO4溶液的浓度为27～39％。
优选的，所述步骤（1）中酸处理的时间为18～27min，酸处理温度为15～28℃。
优选的，所述步骤（2）中熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾89份、硝酸铯2.5份、硝酸铷0.3份、硝酸锡0.2份、硅藻土2.4份、氢氧化钾0.6份、三氧化二铝0.2份、硝酸银8份、氧化锌0.4份、氟化钾0.7份。
优选的，所述步骤（5）中隔热材料包括以下重量份的组分：环氧树脂10～40份、丙酮13～25份、焦硅酸5～40份、二氧化硅10～20份、纳米蒙脱石3～5份、氧化铋2～3份、消泡剂1～2份、润湿剂3～5份。
优选的，所述步骤（5）中隔热材料喷涂于玻璃表面的厚度为15～20μm。
优选的，所述步骤（5）中喷涂步骤为：喷涂气源压力在11～15kg，喷涂速度为2～5m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为3～6cm。
优选的，所述步骤（5）中降温至常温时间为4～6小时。
优选的，所述步骤（5）中弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为2～10%。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明通过优化生产过程中所使用的原料及配比，严格控制生产工艺参数，制备得到的隔热钢化玻璃隔热保温效果好，防火效果佳，性能优，适合多种场合使用，具体如下：
（1）本发明所述的制备方法先对玻璃表面进行预处理，再进行离子交换处理，所述交换熔盐采用硝酸钾、硝酸铯、硝酸铷作为原料，硝酸铷进行离子交换，铷离子的半径大于钠离子，能够起到增强玻璃表面结构的效果，而且铷离子的半径又在钾离子和铯离子之间，可以填补钾离子和铯离子间的空隙，玻璃的表层结构更加紧密，并且由于混合碱效应，玻璃各项性能得到大幅加强，热稳定性能高、强度高、耐候性高、使用寿命长，同时所述隔热钢化玻璃具有抗菌功能；
（2）本发明所述的制备方法还对玻璃表面进行喷涂隔热材料，所述隔热材料以环氧树脂、丙酮、焦硅酸、二氧化硅、纳米蒙脱石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，并且可以防眩，防指纹，适合多种场合。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种隔热钢化玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）玻璃表面预处理：先对玻璃表面进行打磨、清洗、干燥，再用酸溶液对玻璃进行表面酸处理，酸处理的时间为18min，酸处理温度为15℃，然后对玻璃进行清洗、烘干并预热至350℃，保温30分钟；
（2）先将熔盐置于强化炉盐槽中，在390℃加热使其熔化成液体，并搅拌10分钟，得熔盐液体，所述熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾83份、硝酸铯2份、硝酸铷0.2份、硝酸锡0.2份、硅藻土0.9份、氢氧化钾0.3份、三氧化二铝0.1份、硝酸银3份、氧化锌0.3份、氟化钾0.6份；
（3）将步骤（1）预处理得到的玻璃浸泡在所述步骤（2）得到的熔盐液体中进行离子交换处理，其中离子交换处理温度为450℃，离子交换处理时间为15小时；
（4）将步骤（3）得到的离子交换处理后的玻璃送入钢化炉中进行热处理，热处理的温度为650℃，加热时间为每毫米30秒，冷却至室温；
（5）先将步骤（4）得到的玻璃置于弱酸溶液中浸泡25分钟取出，洗净烘干，再将隔热材料喷涂于玻璃表面，隔热材料喷涂于玻璃表面的厚度为15μm，干燥，置于550℃温度下烘烤12分钟，然后降温至300℃，保温2小时，降温至常温，降温时间为4小时，即得所述隔热钢化玻璃。
其中，所述步骤（1）中酸溶液为HF溶液与H2SO4溶液按2∶1体积比例进行混合得到的混合酸溶液，其中所述HF溶液的浓度为18％，所述H2SO4溶液的浓度为27％。
其中，所述步骤（5）中隔热材料包括以下重量份的组分：环氧树脂10份、丙酮13份、焦硅酸5份、二氧化硅10份、纳米蒙脱石3份、氧化铋2份、消泡剂1份、润湿剂3份。
其中，所述步骤（5）中喷涂步骤为：喷涂气源压力在11kg，喷涂速度为2m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为3cm。
其中，所述步骤（5）中弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为2%。
实施例2
本实施例涉及一种隔热钢化玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）玻璃表面预处理：先对玻璃表面进行打磨、清洗、干燥，再用酸溶液对玻璃进行表面酸处理，酸处理的时间为27min，酸处理温度为28℃，然后对玻璃进行清洗、烘干并预热至390℃，保温50分钟；
（2）先将熔盐置于强化炉盐槽中，在450℃加热使其熔化成液体，并搅拌20分钟，得熔盐液体，所述熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾92份、硝酸铯3份、硝酸铷0.4份、硝酸锡0.3份、硅藻土2.7份、氢氧化钾0.7份、三氧化二铝0.5份、硝酸银9份、氧化锌0.5份、氟化钾0.8份；
（3）将步骤（1）预处理得到的玻璃浸泡在所述步骤（2）得到的熔盐液体中进行离子交换处理，其中离子交换处理温度为500℃，离子交换处理时间为19小时；
（4）将步骤（3）得到的离子交换处理后的玻璃送入钢化炉中进行热处理，热处理的温度为680℃，加热时间为每毫米45秒，冷却至室温；
（5）先将步骤（4）得到的玻璃置于弱酸溶液中浸泡30分钟取出，洗净烘干，再将隔热材料喷涂于玻璃表面，隔热材料喷涂于玻璃表面的厚度为20μm，干燥，置于580℃温度下烘烤27分钟，然后降温至300℃，保温6小时，降温至常温，降温时间为6小时，即得所述隔热钢化玻璃。
其中，所述步骤（1）中酸溶液为HF溶液与H2SO4溶液按2∶1体积比例进行混合得到的混合酸溶液，其中所述HF溶液的浓度为23％，所述H2SO4溶液的浓度为39％。
其中，所述步骤（5）中隔热材料包括以下重量份的组分：环氧树脂40份、丙酮25份、焦硅酸40份、二氧化硅20份、纳米蒙脱石5份、氧化铋3份、消泡剂2份、润湿剂5份。
其中，所述步骤（5）中喷涂步骤为：喷涂气源压力在15kg，喷涂速度为5m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为6cm。
其中，所述步骤（5）中弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为10%。
实施例3
本实施例涉及一种隔热钢化玻璃的制备方法，包括如下步骤：
（1）玻璃表面预处理：先对玻璃表面进行打磨、清洗、干燥，再用酸溶液对玻璃进行表面酸处理，酸处理的时间为24min，酸处理温度为20℃，然后对玻璃进行清洗、烘干并预热至370℃，保温40分钟；
（2）先将熔盐置于强化炉盐槽中，在420℃加热使其熔化成液体，并搅拌15分钟，得熔盐液体，所述熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾89份、硝酸铯2.5份、硝酸铷0.3份、硝酸锡0.2份、硅藻土2.4份、氢氧化钾0.6份、三氧化二铝0.2份、硝酸银8份、氧化锌0.4份、氟化钾0.7份；
（3）将步骤（1）预处理得到的玻璃浸泡在所述步骤（2）得到的熔盐液体中进行离子交换处理，其中离子交换处理温度为480℃，离子交换处理时间为17小时；
（4）将步骤（3）得到的离子交换处理后的玻璃送入钢化炉中进行热处理，热处理的温度为665℃，加热时间为每毫米38秒，冷却至室温；
（5）先将步骤（4）得到的玻璃置于弱酸溶液中浸泡27分钟取出，洗净烘干，再将隔热材料喷涂于玻璃表面，隔热材料喷涂于玻璃表面的厚度为18μm，干燥，置于565℃温度下烘烤20分钟，然后降温至300℃，保温4小时，降温至常温，降温时间为5小时，即得所述隔热钢化玻璃。
其中，所述步骤（1）中酸溶液为HF溶液与H2SO4溶液按2∶1体积比例进行混合得到的混合酸溶液，其中所述HF溶液的浓度为20％，所述H2SO4溶液的浓度为33％。
其中，所述步骤（5）中隔热材料包括以下重量份的组分：环氧树脂25份、丙酮19份、焦硅酸35份、二氧化硅15份、纳米蒙脱石4份、氧化铋2.3份、消泡剂1.2份、润湿剂4.1份。
其中，所述步骤（5）中喷涂步骤为：喷涂气源压力在13kg，喷涂速度为4m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为5cm。
其中，所述步骤（5）中弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为7%。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）玻璃表面预处理：先对玻璃表面进行打磨、清洗、干燥，再用酸溶液对玻璃进行表面酸处理，然后对玻璃进行清洗、烘干并预热至350～390℃，保温30～50分钟；
（2）先将熔盐置于强化炉盐槽中，在390～450℃加热使其熔化成液体，并搅拌10～20分钟，得熔盐液体，所述熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾83～92份、硝酸铯2～3份、硝酸铷0.2～0.4份、硝酸锡0.2～0.3份、硅藻土0.9～2.7份、氢氧化钾0.3～0.7份、三氧化二铝0.1～0.5份、硝酸银3～9份、氧化锌0.3～0.5份、氟化钾0.6～0.8份；
（3）将步骤（1）预处理得到的玻璃浸泡在所述步骤（2）得到的熔盐液体中进行离子交换处理，其中离子交换处理温度为450～500℃，离子交换处理时间为15～19小时；
（4）将步骤（3）得到的离子交换处理后的玻璃送入钢化炉中进行热处理，热处理的温度为650～680℃，加热时间为每毫米30～45秒，冷却至室温；
（5）先将步骤（4）得到的玻璃置于弱酸溶液中浸泡25～30分钟取出，洗净烘干，再将隔热材料喷涂于玻璃表面，干燥，置于550～580℃温度下烘烤12～27分钟，然后降温至300℃，保温2～6小时，降温至常温，即得所述隔热钢化玻璃。
2.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中酸溶液为HF溶液与H2SO4溶液按2∶1体积比例进行混合得到的混合酸溶液，其中所述HF溶液的浓度为18～23％，所述H2SO4溶液的浓度为27～39％。
3.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中酸处理的时间为18～27min，酸处理温度为15～28℃。
4.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中熔盐包括以下重量份的组分：硝酸钾89份、硝酸铯2.5份、硝酸铷0.3份、硝酸锡0.2份、硅藻土2.4份、氢氧化钾0.6份、三氧化二铝0.2份、硝酸银8份、氧化锌0.4份、氟化钾0.7份。
5.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中隔热材料包括以下重量份的组分：环氧树脂10～40份、丙酮13～25份、焦硅酸5～40份、二氧化硅10～20份、纳米蒙脱石3～5份、氧化铋2～3份、消泡剂1～2份、润湿剂3～5份。
6.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中隔热材料喷涂于玻璃表面的厚度为15～20μm。
7.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中喷涂步骤为：喷涂气源压力在11～15kg，喷涂速度为2～5m/s，喷嘴口径为3mm，喷涂距离为3～6cm。
8.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中降温至常温时间为4～6小时。
9.根据权利要求1所述隔热钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为2～10%。
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