CN107630653A

CN107630653A - 透气玻璃材料结构加工工艺及透气玻璃材料结构

Info

Publication number: CN107630653A
Application number: CN201710995138.3A
Authority: CN
Inventors: 陈武; 吕晓莉
Original assignee: Shanghai Valley Nuclear Membrane Polytron Technologies Inc
Current assignee: Shanghai Valley Nuclear Membrane Polytron Technologies Inc
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2018-01-26

Abstract

一种透气玻璃材料结构加工工艺，其先在基材正、反面涂布石墨烯或抗静电抗划伤的功能性涂料，石墨烯涂料配方：胶粘剂20～50份，石墨烯分散液2～15份，表面活性剂0.01～0.5份，去离子水5～20份，形成位于基材正、反面的功能层；在功能层表面涂复或热复保护膜；采用激光或等离子或针辊或化学腐蚀或机械连续作业方式在材料表面打孔；分切收卷、包装；该工艺制成透气玻璃材料结构。本发明加工工艺简单，成本低，制出的透气玻璃材料结构简单，可解决室内因空气不流通导致致病微生物滋生及降低甲醛、二氧化碳等有害气体浓度问题，满足在密闭空间内开窗换气的同时保持室内温度损失量最低，并具有良好隔音、防尘、防风、防雨、防蚊虫、防跌撞及采光性能的需求。

Description

透气玻璃材料结构加工工艺及透气玻璃材料结构

技术领域

本发明涉及透气材料结构加工技术领域，特别指一种能够换气、隔音、防尘、保温隔热、防风、防雨、防高楼跌撞及采光性能需求的透气玻璃材料结构及其加工工艺。

背景技术

众所周知，PM2.5及室外颗粒物是粒径在微米级的空气污染颗粒物。以筛分原理，当我们用窗纱进行室外颗粒物阻挡时，窗纱网的网孔只有小于微米级时才能有效阻隔颗粒物，这不失为用物理方法进行颗粒物防护的一种行之有效的方法。这种方法在一些雾霾防护产品上使用过。但是我们知道，室外颗粒物防护只是目的之一，我们更多的时间都处于室内环境中，无论是春夏秋冬，开空调或暖气与否，人们通常在保持门窗紧闭的状态下生活，室内有害气体成为侵害人体健康的主要污染源，因此，进行室内外气体的交换、减少室内有害气体的污染才是我们最重要的目的。

随着生活水平的不断提高，越来越多的人依赖于空调来调节室内温度。而在开空调时，我们一般会通过紧闭门窗来保持室内温度的恒定。然而，长时间在空调环境下工作学习的人，因空间相对密闭，空气不流通，使致病微生物和有害气体不断滋生，而且由于室内外温差较大，机体适应不良，会出现鼻塞、头昏、打喷嚏、耳鸣、乏力、记忆力减退、四肢肌肉关节酸痛等症状，常有一些皮肤过敏的症状，如皮肤发紧发干、易过敏、皮肤变差等等。

因此，如何在不改变人们日常使用习惯的前提下，解决室内密闭环境中因空气不流通而导致的致病微生物滋生问题，满足人们在密闭空间内开窗换气的同时能够保持室内温度损失量达到最低，同时具有良好的隔音、防尘、防蚊虫、防高楼跌撞及采光性能需求的窗纱，是本发明人潜心研究的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透气玻璃材料结构加工工艺及透气玻璃材料结构，其加工工艺简单，成本低，加工出的透气玻璃材料结构的结构简单，使用时该透气玻璃材料结构可以解决室内因空气不流通导致的致病微生物滋生问题，满足在密闭空间内开窗换气的同时能保持室内温度损失量达到最低，同时具有良好的隔音、防尘、防蚊虫、防高楼跌撞及采光性能的需求。

为了达到上述目的，本发明提供一种透气玻璃材料结构加工工艺，其工艺步骤为：

(1)在基材的正、反面分别涂布石墨烯涂料或抗静电抗划伤的功能性涂料，所述石墨烯涂料由以下成分按重量份数的配方是：胶粘剂20～50份，石墨烯分散液2～15份，表面活性剂0.01～0.5份，去离子水5～20份，其中石墨烯分散液固含量为0.3～8％，形成位于基材正、反面的功能层；

(2)在所述石墨烯或抗静电抗划伤的功能性涂料功能层的表面再次涂复或者热复一层保护膜；

(3)采用激光或等离子或针辊或化学腐蚀或机械连续作业的方式，在步骤(2)制得的材料表面打孔；

(4)然后分切收卷、包装即可。

优选地，所述步骤(1)中的所述石墨烯涂料以干重2～30g/m²的涂布量涂覆于所述基材上。

优选地，所述基材为PET、PETG、ABS、BOPP、PP、PC、PVC、TPU透明树脂材料中的一种。

优选地，所述基材的厚度为0.05～3㎜。

优选地，所述步骤(1)中的石墨烯涂料加工过程包括如下步骤：

(1)将胶粘剂、石墨烯分散液、表面活性剂及去离子水按所述配方比例在200～300转/分钟的搅拌状态下逐步混合在一起；

(2)将步骤(1)的乳液在1000转/分钟的状态下搅拌10～20分种，待乳液完全混合均匀后，用200～300目网布过滤一遍，放置4小时以上；

(3)待完全消泡后即可。

优选地，所述胶粘剂主要包括水性聚氨脂乳液、水性丙稀酸乳液、水性纯丙乳液、水性环氧树脂乳液中的其中一种或几种。

优选地，所述表面活性剂主要包括季胺盐类、OP-10、有机硅表面活性剂、含氟表面活性剂中的其中一种或几种。

优选地，在所述步骤(2)与步骤(3)之间包括：在所述保护膜表面通过印刷或压纹机压制花纹或在所述步骤(1)与步骤(2)之间包括：在所述基材或功能层表面通过印刷或压纹机压制花纹。

优选地，所述步骤(3)的打孔孔径为50～800微米，孔密度为4～900个/cm²。

一种透气玻璃材料结构，其根据所述的透气玻璃加工工艺制成。

采用上述方案后，本发明透气玻璃材料结构加工工艺及透气玻璃材料结构的有益效果是：

1、本发明透气玻璃材料结构加工工艺由于采用优质高透明树酯材料结合石墨烯或抗静电抗划伤等功能性涂料，其美观大方，采光效果好，其加工工艺简单，成本低，加工出的透气玻璃材料结构的结构简单；

2、本发明透气玻璃材料结构采用独特的石墨烯涂料配方使透气玻璃材料结构表面具有极高的硬度、极低的阻抗和高性能的散热性；抗划伤能力强，自洁能力好，隔热保温效果更强；

3、本发明透气玻璃材料结构由于采用适中的孔径设置，既能有效阻隔大部分室外颗粒物、隔音、防风、挡雨，又能高效地交换室内外空气，保证了室内空气的新鲜，有效降低了甲醛、二氧化碳等室内有害气体的含量及人员在密集场合流行性病毒的传播率；

4、本发明制成的透气玻璃材料结构具有极高的机械强度，使其具有良好的抗冲击能力，完全可以替代金刚网，防止高层跌撞等户内冲撞行为，有效地保护了使用者的人身安全，大大地降低了用户的使用成本；

5、本发明制成的透气玻璃材料结构具有良好的隔热保温性能，使得开空调、开暖气的同时开窗户，晚上睡觉开窗户，一年四季不关窗这一行为成为可能；

6、本发明制成的透气玻璃材料结构其独特的锥形微孔结构，可有效地阻隔声音波，具有较好的隔音效果。

附图说明

图1为本发明透气玻璃材料结构的结构示意图；

图2为本发明透气玻璃材料结构的实施例主视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

本发明透气玻璃材料结构加工工艺流程图，其包括如下步骤：

(1)在厚度为0.05～3㎜的基材正、反面以干重2～30g/m²的涂布量分别涂布石墨烯涂料或抗静电抗划伤的功能性涂料，本实施例采用石墨烯涂料，形成位于基材正、反面的功能层，该功能层也可以采用抗静电抗划伤等功能性涂料制成，其中基材为PET、PETG、ABS、BOPP、PP、PC、PVC、TPU透明树脂材料中的一种，所述石墨烯涂料由以下成分按重量份数的配方是：20～40份水性聚氨脂乳液、3～8份石墨烯分散液、0.1～0.4份有机硅表面活性剂、5～20份去离子水，其中石墨烯分散液固含量为0.5～5％；

(2)在所述石墨烯涂料功能层的表面再次涂复或者热复一层保护膜；

(3)采用激光或等离子或针辊或化学腐蚀或机械连续作业的方式，在步骤(2)制得的材料表面打孔，打孔孔径为50～800微米，孔密度为4～900个/cm²；

(4)然后分切收卷、包装即可。

如果需要压制花纹，可以在步骤(2)与步骤(3)之间增加步骤：在所述保护膜表面通过印刷或压纹机压制花纹。

上述步骤(1)中的石墨烯涂料加工过程包括如下步骤：

A1、将20～40份水性聚氨脂乳液、3～8份石墨烯分散液、0.1～0.4份有机硅表面活性剂、5～20份去离子水按成分次序在200～300转/分钟的搅拌状态下逐步混合在一起；

A2、将步骤A1所得乳液在1000转/分钟的状态下搅拌10～20分种，搅拌至乳液完全混合均匀后，用200～300目的网布过滤一遍，放置4小时以上；

A3、待完全消泡后即可。

结合图1所示是经过上述加工工艺制得的透气玻璃材料结构，本实施例该透气玻璃材料结构为透气玻璃，也可以为玻璃窗纱，均是本发明保护的范围。该透气玻璃包括层状基材1，基材1为PET、PETG、ABS、BOPP、PP、PC、PVC、TPU透明树脂材料中的一种制成，在基材1的上、下表面分别设置有功能层2，功能层2是由石墨烯涂料涂制后形成。石墨烯涂料由以下成分按重量份数的配方是：20～40份水性聚氨脂乳液、3～8份石墨烯分散液、0.1～0.4份有机硅表面活性剂、5～20份去离子水，在两个功能层2的外表面设置有保护膜3，结合图2所示，该透气玻璃的表面密布有多个微孔4，微孔4的孔径为50～800微米，孔密度为4～900个/cm²。

本发明制得的透气玻璃(或玻璃窗纱)根据空气动力学原理，通过在透气玻璃(或玻璃窗纱)上设置多个微孔，该微孔孔径的大小使风经过微孔时，在突缩过程中将产生较强冲击及多孔射流混合损失，形成涡流现象。利用空气自然流动在微孔中产生的涡流现象将能阻挡住大部分尘埃及雾霾颗粒，使之滞留在室外，起到了很好的阻隔效果；同时在涡流效应的作用下，只有很小一部分气体通过微孔进入室内形成很微弱的风，不会对室内环境造成风的伤害，使室内温度损失降到最小；其根据气体永远遵循从高浓度到低浓度自由扩散直至浓度平衡的原理，室内甲醛、二氧化碳、苯、氡及其子体、病毒及细菌等有害气体会随着浓度升高逐渐扩散至室外，而室外的氧气也会随之不断地补充进来，由此达到了空气交换的目的，使室内环境一直保持新鲜；另外，由于雨水的自重分力小于微孔表面张力，雨水在经过微孔时会一划而过，不会穿过微孔。本发明通过其原材料本身及功能层的物理及化学性质决定了其高度的透明性、极低的热传导系数和机械性能，使其能满足人们日常生活中的采光、保温及防跌撞安全性能的需求。另外由于有石墨烯涂料加入，使该透气玻璃(或玻璃窗纱)具有很高的硬度和很好的导电性；导热系数极低，另外，石墨烯只吸收2.3％的太阳光，具有很好的散热性。这些性能将能大大提升作为透气玻璃(或玻璃窗纱)基本材料的PET、PETG、ABS、BOPP、PP、PC、PVC、TPU等树脂材料的抗划伤能力、机械强度、自洁能力、隔热性能，使透气玻璃(或玻璃窗纱)具有换气、防尘、隔音、保温隔热、防风、防雨、防高楼跌撞的性能特点成为可能。

经检测所述石墨烯涂料的技术指标如下：

固含量：5～20％；

黏度：200～2000；

玻璃化温度：-40～0℃；

成膜后指标：

涂膜厚度：0.5～2um；

耐水性：25℃，＞720小时；

层间附着力：＞6(N/cm)；

表面电阻：＜10⁹欧姆；

耐黄变性：5～10年。

经检测加工后的透气玻璃技术指标如下：

厚度：0.05～3mm；

孔径：50～800微米；

孔密度：4～900个/cm²；

透光率：＞90％；

表面硬度：＞2.5H；

脆化温度：＞－70℃；

阻燃等级：94-V0；

冲击强度：＞700KJ/m²；

透气量：＞3000L/cm²/min/bar；

热传导率：＜0.2W/M.K。

经上述实际测试，本发明加工出的透气玻璃(或玻璃窗纱)美观大方，具有极高的硬度、极低的阻抗和高性能的散热性；抗划伤能力强，自洁能力好，隔热保温效果更强；既能有效阻隔大部分室外颗粒物、防风、挡雨、隔音，又能高效地交换室内外空气，保证了室内空气的新鲜，有效降低了甲醛、二氧化碳等室内有害气体的含量及人员在密集场合流行性病毒的传播率；极高的机械强度，使其具有良好的抗冲击能力，完全可以替代金刚网，防止高层跌撞等户内冲撞行为，有效地保护了使用者的人身安全，大大地降低了用户的使用成本，具有良好的隔热保温性能。

实施例2

(1)在厚度为0.1～2㎜的基材正、反面以干重2～30g/m²的涂布量分别涂布石墨烯涂料，形成位于基材正、反面的功能层，其中基材为PET、PETG、ABS、BOPP、PP、PC、PVC、TPU透明树脂材料中的一种，所述石墨烯涂料由以下成分按重量份数的配方是：水性丙烯酸乳液25～45份、石墨烯分散液5～10份、有机硅表面活性剂0.2～0.4份、5～15份去离子水；

(4)然后分切收卷、包装即可。

如果需要压制花纹，可以在步骤(1)与步骤(2)之间增加步骤：在所述基材或功能层表面通过印刷或压纹机压制花纹。

上述步骤(1)中的石墨烯涂料加工过程包括如下步骤：

A1、将25～45份水性丙烯酸乳液、5～10份石墨烯分散液、0.2～0.4份有机硅表面活性剂、5～15份去离子水按成分次序在200～300转/分钟的搅拌状态下逐步混合在一起；

A3、待完全消泡后即可。

经过上述加工工艺制得的透气玻璃材料结构的结构参考上述实施例一的图1所示，此处不再赘述，本实施例透气玻璃材料结构为透气玻璃，也可以为玻璃窗纱。

经检测所述石墨烯涂料的技术指标如下：

固含量：5～20％；

黏度：200～2000；

玻璃化温度：-40～0℃；

成膜后指标：

涂膜厚度：5～2um；

耐水性：25℃，＞720小时；

层间附着力：＞6(N/cm)；

表面电阻：＜10⁹欧姆；

耐黄变性：5～10年。

经检测加工后的透气玻璃技术指标如下：

厚度：0.05～3mm；

孔径：50～800微米；

孔密度：4～900个/cm²；

透光率：＞90％；

表面硬度：＞2.5H；

脆化温度：＞－70℃；

阻燃等级：94-V0；

冲击强度：＞700KJ/m²；

透气量：＞3000L/cm²/min/bar；

热传导率：＜0.2W/M.K。

实施例3

(1)在厚度为0.1～0.15㎜的基材正、反面以干重2～30g/m²的涂布量分别涂布石墨烯涂料，形成位于基材正、反面的功能层，其中基材为PET、PETG、BOPP、PP、PC、PVC透明树脂材料中的一种，所述石墨烯涂料由以下成分按重量份数的配方是：纯丙乳液30～40份，石墨烯分散液5～8份，氟表面活性剂0.01～0.03份，去离子水5～10份；

(3)采用激光或等离子或针辊或化学腐蚀或机械连续作业的方式，在步骤(2)制得的材料表面打孔，打孔孔径为200～600微米，孔密度为4～900个/cm²；

(4)然后分切收卷、包装即可。

上述步骤(1)中的石墨烯涂料加工过程包括如下步骤：

A1、将30～40份纯丙乳液、5～8份石墨烯分散液、0.01～0.03份有机氟表面活性剂、5～10份去离子水按成分次序在200～300转/分钟的搅拌状态下逐步混合在一起；

A2、将步骤A1所得乳液在1000转/分钟的状态下搅拌10～20分种，搅拌至乳液完全混合均匀后，用300目的网布过滤一遍，放置4小时以上；

A3、待完全消泡后即可。

经过上述加工工艺制得的透气玻璃材料结构的结构参考上述实施例一的图1所示，此处不再赘述，该实施例透气玻璃材料结构为透气玻璃，也可以为玻璃窗纱。

经检测所述石墨烯涂料的技术指标如下：

固含量：5～20％；

黏度：200～2000；

玻璃化温度：-40～0℃；

成膜后指标：

涂膜厚度：5～2um；

耐水性：25℃，＞720小时；

层间附着力：＞6(N/cm)；

表面电阻：＜10⁹欧姆；

耐黄变性：5～10年。

经检测加工后的透气玻璃技术指标如下：

厚度：0.05～3mm；

孔径：50～800微米；

孔密度：4～900个/cm²；

透光率：＞90％；

表面硬度：＞2.5H；

脆化温度：＞－70℃；

阻燃等级：94-V0；

冲击强度：＞700KJ/m²；

透气量：＞3000L/cm²/min/bar；

热传导率：＜0.2W/M.K。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，工艺步骤为：

(4)然后分切收卷、包装即可。

2.根据权利要求1所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的所述石墨烯涂料以干重2～30g/m²的涂布量涂覆于所述基材上。

3.根据权利要求1所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述基材为PET、PETG、ABS、BOPP、PP、PC、PVC、TPU透明树脂材料中的一种。

4.根据权利要求3所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述基材的厚度为0.05～3㎜。

5.根据权利要求1所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中的石墨烯涂料加工过程包括如下步骤：

(3)待完全消泡后即可。

6.根据权利要求5所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述胶粘剂主要包括水性聚氨脂乳液、水性丙稀酸乳液、水性纯丙乳液、水性环氧树脂乳液中的其中一种或几种。

7.根据权利要求5所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述表面活性剂主要包括季胺盐类、OP-10、有机硅表面活性剂、含氟表面活性剂中的其中一种或几种。

8.根据权利要求1所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，在所述步骤(2)与步骤(3)之间包括：在所述保护膜表面通过印刷或压纹机压制花纹或在所述步骤(1)与步骤(2)之间包括：在所述基材或功能层表面通过印刷或压纹机压制花纹。

9.根据权利要求1所述的透气玻璃材料结构加工工艺，其特征在于，所述步骤(3)的打孔孔径为50～800微米，孔密度为4～900个/cm²。

10.一种透气玻璃材料结构，其特征在于，根据权利要求1-9之一所述的透气玻璃加工工艺制成。