CN107522988A - 一种高强度复合琉璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种琉璃,具体涉及一种高强度复合琉璃,属于玻璃材料领域。该高强度复合琉璃包括琉璃基体及压覆在琉璃基体表面的PVB膜,所述PVB膜包括如下重量份的组分:PVB树脂:50‑80份,纳米ATO:5‑10份,蓖麻油:5‑10份,纳米二氧化锆:5‑10份,加工助剂:5‑10份。本发明高强度复合琉璃在压覆的PVB薄膜中加入了纳米ATO,能显著提高PVB薄膜的耐热性及机械强度,同时能防止有机溶剂对琉璃基体的侵蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种琉璃,具体涉及一种高强度复合琉璃,属于玻璃材料领域。
背景技术
琉璃,亦作"瑠璃",是用各种颜色(颜色是由各种稀有金属形成)的人造水晶(含24%的二氧化铅)为原料,是在1000多度的高温下烧制而成的。其色彩流云漓彩;其品质晶莹剔透、光彩夺目。琉璃作为一种新的建筑装潢材料,因其细腻的细节表现、优异的光线效果及丰富的色彩,在建筑装潢领域的应用越来越广泛。
目前琉璃建材在建筑装饰市场应用范围尚未完全展开,不仅由于琉璃属于易碎品,需要妥善保管,且琉璃表面尚没有简单的可用于初步防水防油的保护性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种高强度复合琉璃。
本发明的目的通过如下技术方案来实现:一种高强度复合琉璃,所述高强度复合琉璃包括琉璃基体及压覆在琉璃基体表面的PVB膜,所述PVB膜包括如下重量份的组分:PVB树脂:50-80份,纳米ATO:5-10份,蓖麻油:5-10份,纳米二氧化锆:5-10份,加工助剂:5-10份。
在本发明高强度复合琉璃中,在PVB薄膜的组分中加入了纳米ATO,纳米ATO具有优良的耐活性、耐有机溶剂、热塑性、耐磨性、分散性和安全性,加入到PVB树脂中,能显著提高PVB薄膜的耐热性及机械强度,同时能防止有机溶剂对琉璃基体的侵蚀。
在本发明高强度复合琉璃中,所述纳米ATO为经过预处理的纳米ATO,所述预处理包括如下步骤:将纳米ATO、纳米ATO质量2%的偶联剂以及纳米ATO质量16%分散剂在超声波下分散30-40min。本发明通过原位分散法在PVB膜成分中加入预处理后的纳米ATO粒子,有利于纳米粒子更均匀地分散在PVB基体中,能使制得的PVB膜的力学性能尤其是韧性得到明显提高;另外,加入的纳米ATO粒子,改变了纳米ATO/PVB复合材料的耐热性能,使复合材料热稳定性能得到较大提高。纳米ATO/PVB复合材料中的纳米ATO粒子均匀分散在PVB树脂基体中;所合成原位复合材料的PVB链上的羟基与ATO表面的羟基发生键合及交联结合,有利于ATO在PVB基体中形成网状结构,使纳米ATO/PVB复合材料表现出良好的韧性。
在本发明高强度复合琉璃中,所述PVB薄膜在PVB树脂的基础上加入了一定量的蓖麻油。蓖麻油含有三个羟基,它能够形成具有一定交联度的网络结构,同时蓖麻油中的双键在成膜固化时能氧化自交联,进一步提高PVB薄膜的交联度。另外蓖麻油的分子中含有三个疏水的长链,能赋予PVB薄膜较强的疏水性。蓖麻油分子中的酯基能够加强分子间的作用力和内聚能,使PVB薄膜的力学性能有较大的提高。
在上述一种高强度复合琉璃中,所述PVB薄膜中还加入了少量纳米二氧化锆。纳米二氧化锆与PVB中的羟基反应生成交联网络结构,从而使热膨胀薄膜的温度下降1到2个数量级。此外,纳米二氧化锆的加入能提升薄膜的杨氏模量但同时降低断裂生长,增强薄膜的硬度同时获得适当的韧度。同时,本发明采用上述成分的纳米二氧化锆,能够堵塞PVB树脂的膜孔,使水通量下降,使得到的PVB薄膜的疏水性增强。
在本发明高强度复合琉璃中,所述加工助剂包括增塑剂、抗氧化剂和光稳定剂,且三者的份数比为(1-2):1:1。所述增塑剂为邻苯二甲酸二异辛酯、聚乙二醇中的一种或两种;所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或两种;所述光稳定剂为UV-9、UV-21中一种或两种。本发明琉璃表面的防水防油工艺中,在PVB薄膜的组成中加入了增塑剂,减弱树脂分子间的范德华力,增加树脂分子间的移动性,降低树脂分子链的结晶性,从而增加树脂的可塑性;抗氧剂的加入,对PVB薄膜具有突出的加工稳定性和长效保护作用,还能有效的抑制PVB树脂的热降解和氧化降解;光稳定剂的加入,能屏蔽或吸收紫外线的能量,淬灭单线态氧及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能阻止或延迟老化过程,延长PVB薄膜的使用寿命。
本发明的另一个目的是提供一种上述高强度复合琉璃的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
将PVB树脂、纳米ATO、蓖麻油、纳米二氧化锆及加工助剂在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品。
在上述一种高强度复合琉璃的制备方法中,所述双螺杆挤出机的机身温度为100-120℃,机头温度为150-160℃,挤出机转速为20-30r/min。
在上述一种高强度复合琉璃的制备方法中,所述单螺杆挤出机的机身温度为100-140℃,口模温度为130-140℃,挤出机转速为25-30r/min。
在上述一种高强度复合琉璃的制备方法中,所述预压排气法先在60-100℃预压,再在180-200℃保温并施加压力。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1、本发明高强度复合琉璃在压覆的PVB薄膜中加入了纳米ATO,能显著提高PVB薄膜的耐热性及机械强度,同时能防止有机溶剂对琉璃基体的侵蚀;
2、本发明高强度复合琉璃在压覆的PVB薄膜中加入了纳米二氧化锆和蓖麻油,使制得的PVB薄膜的疏水性能和力学性能显著提高;
3、本发明高强度复合琉璃在PVB薄膜的成分配制合理,且采用特定的方法及制备参数,制得的琉璃不仅强度高,且兼具防水耐湿、耐热的性能。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
表1:实施例1-5高强度复合琉璃的PVB薄膜的组分及其重量份
实施例1
称取表1实施例1中PVB薄膜的材料在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料,其中,双螺杆排气式挤出机的机身温度为100℃,机头温度为150℃,挤出机转速为20r/min;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品,其中,单螺杆挤出机的机身温度为100℃,口模温度为130℃,挤出机转速为25r/min,预压排气法先在60℃预压,再在180℃保温并施加压力。
实施例2
称取表1实施例2中PVB薄膜的材料在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料,其中,双螺杆排气式挤出机的机身温度为104℃,机头温度为152℃,挤出机转速为22r/min;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品,其中,单螺杆挤出机的机身温度为108℃,口模温度为132℃,挤出机转速为26r/min,预压排气法先在68℃预压,再在184℃保温并施加压力。
实施例3
称取表1实施例3中PVB薄膜的材料在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料,其中,双螺杆排气式挤出机的机身温度为110℃,机头温度为155℃,挤出机转速为25r/min;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品,其中,单螺杆挤出机的机身温度为120℃,口模温度为135℃,挤出机转速为27r/min,预压排气法先在78℃预压,再在190℃保温并施加压力。
实施例4
称取表1实施例4中PVB薄膜的材料在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料,其中,双螺杆排气式挤出机的机身温度为115℃,机头温度为158℃,挤出机转速为28r/min;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品,其中,单螺杆挤出机的机身温度为129℃,口模温度为138℃,挤出机转速为28r/min,预压排气法先在89℃预压,再在195℃保温并施加压力。
实施例5
称取表1实施例5中PVB薄膜的材料在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料,其中,双螺杆排气式挤出机的机身温度为120℃,机头温度为160℃,挤出机转速为30r/min;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品,其中,单螺杆挤出机的机身温度为140℃,口模温度为140℃,挤出机转速为30r/min,预压排气法先在100℃预压,再在200℃保温并施加压力。
对比例1
与实施例1的区别仅在于,该对比例琉璃不压覆PVB薄膜,其他与实施例1相同,此处不再赘述。
对比例2
与实施例1的区别仅在于,该对比例高强度复合琉璃的PVB薄膜材料中不含纳米ATO。
对比例3
与实施例1的区别仅在于,该对比例高强度复合琉璃的PVB薄膜材料中不含蓖麻油。
对比例4
与实施例1的区别仅在于,该对比例高强度复合琉璃的PVB薄膜材料中不含纳米二氧化锆。
对比例5
与实施例1的区别仅在于,该对比例高强度复合琉璃的PVB薄膜材料中纳米二氧化锆没有经过预处理。
对上述实施例1-5及对比例1-5的琉璃进行性能测试,其结果如表2所示。测试依据参照《B 15763.3-2009建筑用安全玻璃》的规定。
表2:实施例1-5及对比例1-5的琉璃性能测试结果
从上述结果可看出,本发明高强度复合琉璃在PVB薄膜的成分配制合理,且采用特定的方法及制备参数,制得的琉璃不仅强度高,且兼具防水耐湿、耐热的性能。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例,但是对本领域熟练技术人员来说,只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (8)
1.一种高强度复合琉璃,其特征在于,所述高强度复合琉璃包括琉璃基体及压覆在琉璃基体表面的PVB膜。
2.根据权利要求1所述的一种高强度复合琉璃,其特征在于,所述PVB膜包括如下重量份的组分:PVB树脂:50-80份,纳米ATO:5-10份,蓖麻油:5-10份,纳米二氧化锆:5-10份,加工助剂:5-10份。
3.根据权利要求2所述的一种高强度复合琉璃,其特征在于,所述纳米ATO为经过预处理的纳米ATO,所述预处理包括如下步骤:将纳米ATO、纳米ATO质量2%的偶联剂以及纳米ATO质量16%分散剂在超声波下分散30-40min。
4.根据权利要求5所述的一种高强度复合琉璃,其特征在于,所述加工助剂包括增塑剂、抗氧化剂和光稳定剂,且三者的份数比为(1-2):1:1。
5.一种如权利要求1-4所述的高强度复合琉璃的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:将PVB树脂、纳米ATO、蓖麻油、纳米二氧化锆及加工助剂在高速混合机中搅拌、出料冷却后用双螺杆挤出机挤出造粒得PVB增塑料;将得到的PVB增塑料在单螺杆挤出机中挤出得PVB薄膜,并采用预压排气法将PVB薄膜与琉璃基体压胶成型得成品。
6.根据权利要求5所述的一种高强度复合琉璃的制备方法,其特征在于,所述双螺杆挤出机的机身温度为100-120℃,机头温度为150-160℃,挤出机转速为20-30r/min。
7.根据权利要求5所述的一种高强度复合琉璃的制备方法,其特征在于,所述单螺杆挤出机的机身温度为100-140℃,口模温度为130-140℃,挤出机转速为25-30r/min。
8.根据权利要求5所述的一种高强度复合琉璃的制备方法,其特征在于,所述预压排气法先在60-100℃预压,再在180-200℃保温并施加压力。
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