CN108558236B - 防弹玻璃及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防弹玻璃及其制备工艺，其技术方案要点是包括中间玻璃层、设置在中间玻璃层两侧的外玻璃层和内玻璃层，供中间玻璃层、内玻璃层和外玻璃层四周卡嵌的圈框，外玻璃层与中间玻璃层间形成有第一空腔，内玻璃层与中间玻璃层间形成有第二空腔，所述第一空腔内设置有若干气囊，气囊囊壁设置为隐形性PVC透明膜材料，所述气囊内填充惰性气体，所述外玻璃层上粘黏有pvb膜片，所述外玻璃层和内玻璃层间设置有热熔胶条圈，所述气囊与热熔胶条圈间设置有绝热板。第一空腔内的多个气囊的设置能够起到支撑的作用效果，pvb膜片的设置能够是的防弹玻璃在受到撞击的情况下能够减少碎渣飞溅的现象，使用安全。

Description

防弹玻璃及其制备工艺
技术领域
本发明涉及玻璃领域，特别涉及一种防弹玻璃及其制备工艺。
背景技术
防弹玻璃是由玻璃和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型材料，不同厂商生产的防弹玻璃各异，但基本上都是在普通的玻璃层中夹上聚碳酸酯材料层，这一过程称为层压。在这个过程中，形成了一种类似普通玻璃但比普通玻璃更厚的物质。
聚碳酸酯是一种硬性透明塑料。防弹玻璃的厚度在7~75mm之间。设在防弹玻璃上的子弹会将外层的玻璃击穿，但聚碳酸酯玻璃材料层能够吸收子弹的能量，从而阻止它穿透玻璃层。这些大块的防弹玻璃已经在第二次世界大战期间做了公共的用途。
公告号为CN205467676U的中国专利公开了一种新型中空防弹玻璃，由五层结构体依次组成，依次包括第一层玻璃层、第二层玻璃层、第三层夹碎玻璃层、第四玻璃层及第五玻璃层；第一玻璃层与第二玻璃层之间设置有干燥剂层。
该中空防弹玻璃旨在通过在中间的基层设置夹碎玻璃层和干燥基层以使得玻璃具有良好的抗噪能力，但是实际的使用中，当玻璃受到冲击的作用力时很容易出现破碎，而破碎的玻璃则会对处在玻璃附近的人的安全造成影响。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种防弹玻璃，该防弹玻璃具有在破裂后减少碎渣飞溅以减少对处在玻璃附近的人的安全造成影响的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种防弹玻璃，包括中间玻璃层、设置在中间玻璃层两侧的外玻璃层和内玻璃层，供中间玻璃层、内玻璃层和外玻璃层四周卡嵌的圈框，外玻璃层与中间玻璃层间形成有第一空腔，内玻璃层与中间玻璃层间形成有第二空腔，所述第一空腔内设置有若干气囊，气囊囊壁设置为隐形性PVC透明膜材料，所述气囊内填充惰性气体，所述外玻璃层上粘黏有pvb膜片，所述外玻璃层和内玻璃层间设置有热熔胶条圈，所述气囊与热熔胶条圈间设置有绝热板。
通过上述技术方案，外玻璃层上粘贴的pvb膜片能够在玻璃受到外力撞击时一定程度上缓冲撞击力，当玻璃受到撞击碎裂时，pvb膜片的胶黏作用会使得玻璃碎屑仍牢固的粘黏在一起，减少了受到外力造成玻璃破碎时给靠近玻璃的人造成的安全隐患；气囊的设置一方面能够起到隔绝噪音的效果，另一方面在玻璃受到外力的撞击时，能够起到减震的作用效果，而热熔胶条圈的存在能够在熔融后进一步的增强外玻璃层与中间玻璃层、内玻璃层与外玻璃层间的粘黏性。
本发明进一步设置为：所述圈框上设置有供外玻璃层、中间玻璃层和外玻璃层卡嵌的嵌槽，且供外玻璃层卡嵌的嵌槽中设置有将外玻璃层向远离中间玻璃层方向压紧的弹性件。
通过上述技术方案，弹性件的设置能起到缓冲的作用效果，常规状态下弹性件能够将外玻璃层向远离中间玻璃层的方向压紧，而当外玻璃层受到冲击时外玻璃层能够在撞击力的作用下向靠近中间玻璃层发生微小的移动，对撞击的作用起到一定的缓冲。
本发明进一步设置为：所述热熔胶条圈上开设有分别与第一空腔和第二空腔连通的安装槽，所述安装槽内设置有干燥剂盒，干燥剂盒上开设有与第一空腔或第二空腔连通的开口，且干燥剂盒内置有分子筛干燥剂。
通过上述技术方案，分子筛干燥剂的使用能够吸收第一空腔和第二空腔中可能存在的湿气。
本发明进一步设置为：所述热熔胶条圈包括如下重量份数的组分，丁晴橡胶90~95份、分子筛活化粉80~100份、硫化剂1~2份、发泡剂5~10份、偶联剂1~2份、助剂1~1.5份、白炭黑5~10份。
通过上述技术方案，选择上述组分形成的热熔胶条圈粘黏性能良好，且加入的助剂和白炭黑使得组分间分散均匀，形成的热熔胶条圈粘黏效果持续时间长。
本发明进一步设置为：所述硫化剂选择双 2,5(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷)。
通过上述技术方案，硫化剂选择2,5(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷)能够增加热熔胶条圈的加工性能。
本发明进一步设置为：所述偶联剂选择双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
通过上述技术方案，偶联剂的使用能够增加各分间的粘黏性能。
本发明进一步设置为：所述热熔胶条圈包括如下的制备步骤：
步骤1: 一段混炼 ，使用捏炼机或开炼机进行对丁晴橡胶、分子筛活化粉、助剂和白炭黑的混炼；采用捏炼机时，温度控制在100~130℃，采用开炼机时，不超过 50℃，时间为10~15 分钟，获得母炼胶备用；
步骤2：二段混炼：采用开炼机进行对母炼胶、发泡剂、偶联剂和硫化剂的混炼，获得混炼胶并挤出为混炼胶胶条备用，温度控制在 50℃以下，时间 15~20 分钟 ；
步骤3：将混炼胶胶条置于冷喂料挤出机中挤出成型为未硫化胶条，挤出机各段温度控制在30~70℃，由加料段至机头段逐渐提升，挤出的产品形状:依据热熔胶条圈结构确定 ；
步骤4：将未硫化胶条通过热空气-微波联动生产线进行硫化、冷却后获得热熔胶条圈，热空气-微波联动生产线包括高温定型段、微波硫化段、热空气硫化段和冷却段组成，长度分别为 3 米、6 米和 18 米，加工温度分别为 220~300℃、200~240℃、200~260℃和常温，挤出速度 5~15 米/分 。
通过上述技术方案，经过上述步骤能够完成热熔胶条圈的制作，且生成的热熔胶条圈的使用寿命长，使用性能好。
本发明的又一发明目的在于提供一种防弹玻璃的制备工艺，包括如下的制备过程：
S1：切割，将采购的玻璃原片按照中间玻璃层、外玻璃层和内玻璃层的规格进行切割；
S2：磨洗，对切割后的玻璃边角进行磨光，在磨光时对设备加工部位与玻璃接触部位冲水，以免产生玻璃扬尘，冲洗水进入沉淀池，静置沉淀后，上层清液循环回用，玻璃粉末作为固废收集；
S3：在外层玻璃层上粘黏pvb膜片；
S4：合片，在中间玻璃层的四周缠绕热熔胶条圈，利用自动合片机进行合片，全过程包括排布外玻璃层于工作台上，然后将气囊整齐的排布于外玻璃层的表面，再将中间玻璃层排布于气囊的上方，再在中间玻璃层的上方铺设内玻璃层，然后将三层玻璃片放入中空架平压合片，最后将圈框卡嵌在三层玻璃的外周；
S5：将叠放在一起的玻璃运送网热压箱，对三层玻璃的外周加热使得热熔胶条圈的外周与各层玻璃紧密贴合；
S6：补胶，对圈框与外玻璃层间进行补胶固化操作，采用自动旋转涂胶机涂布聚硫胶或硅酮胶密封。
通过上述技术方案，通过上述步骤能够完成中空玻璃的生产，且生产后的补胶过程能够使得中空玻璃的密封性能更加优良。
本发明进一步设置为：加工结束后在外玻璃远离中间玻璃层侧一侧喷涂疏水层。
通过上述技术方案，疏水层的喷涂能够增加防弹玻璃的清洁度，当在雨天时雨水打在中空玻璃上，能将玻璃上的粉尘冲刷掉，减少了清洗玻璃的频次。
本发明进一步设置为：所述疏水层包括树脂乳液20~30份、水50~80份、硅胶10~20份、荷叶疏水剂1~5份、白土0.5~1份、抗氧化剂0.8~1.5份、空心玻璃微珠0.1~1份、乙醇30~60份。
通过上述技术方案，疏水层中空心玻璃微珠的设置能够起到隔热保温的作用效果，荷叶疏水剂的加入能够增加防弹玻璃外表面的疏水性能。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
1、供外玻璃层卡嵌的嵌槽中弹性件的设置能够起到缓冲的作用效果，在外玻璃层受到撞击的效果是，外玻璃层能够发生一定的位移，缓减撞击作用力；
2、本申请文件中第一空腔内的多个气囊的设置能够起到支撑的作用效果，在防弹玻璃加工的过程中，气囊的支撑作用一定程度上避免了单纯的热熔橡胶条圈形变造成的厚度不均匀的现象；
3、在气囊外侧接近热熔胶条圈处设置的绝热板能够减少在热熔热熔胶条圈时出现的气囊囊壁熔融的现象，气囊的性能稳定；
4、防弹玻璃外层疏水层的涂覆能够增加玻璃的抗水性能，玻璃在长时间使用后表面会沾覆灰尘，沾覆的灰尘甚至会影响到玻璃的视觉效果，而疏水层的设置能够一定程度上改善该现象，当雨天时雨水打在玻璃上，由于玻璃表面的疏水结构，则雨水会形成滚珠带着灰尘一起掉落；
5、防弹玻璃制作时补胶的过程增加了防弹玻璃的密封性能，尤其是当雨水打落在玻璃表面时不易渗透至第一空腔内。
附图说明
图1为实施例1的防弹玻璃结构图。
附图标记：11、中间玻璃层；12、外玻璃层；121、pvb膜片；122、疏水层；13、内玻璃层；14、圈框；141、嵌槽；1411、弹性件；15、第一空腔；151、气囊；152、绝热板；16、第二空腔；17、热熔胶条圈；171、安装槽；173、干燥剂盒；174、分子筛干燥剂。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
一种防弹玻璃，如图1所示，包括中间玻璃层11、设置在中间玻璃层11两侧的外玻璃层12和内玻璃层13，供中间玻璃层11、内玻璃层13和外玻璃层12四周卡嵌的圈框14，外玻璃层12与中间玻璃层11间形成有第一空腔15，内玻璃层13与中间玻璃层11间形成有第二空腔16，第一空腔15内设置有若干气囊151，气囊151囊壁设置为隐形性PVC透明膜材料，气囊151内填充惰性气体，外玻璃层12上粘黏有pvb膜片121，外玻璃层12和内玻璃层13间设置有热熔胶条圈17，气囊151与热熔胶条圈17间设置有绝热板152。圈框14上设置有供外玻璃层12、中间玻璃层11和外玻璃层12卡嵌的嵌槽141，且供外玻璃层12卡嵌的嵌槽141中设置有将外玻璃层12向远离中间玻璃层11方向压紧的弹性件1411，弹性件1411设置为弹簧。
其中绝热板152选择真空绝热板，其导热系数相对较高，使用在防弹玻璃内能够减少热熔热熔胶条圈17时对气囊151造成的干涉。
热熔胶条圈17上开设有分别与第一空腔15和第二空腔16连通的安装槽171，安装槽171内设置有干燥剂盒173，干燥剂盒173上开设有与第一空腔15或第二空腔16连通的开口，且干燥剂盒173内置有分子筛干燥剂174。
本实施例中热熔胶条圈按照如下组分配比。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
注：硫化剂选择双 2,5(2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷)；
偶联剂选择双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
助剂选择聚乙烯蜡；
偶联剂选择双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物；
发泡助剂选择AC发泡剂或碳酸氢钠对苯磺酰肼中的一种。
热熔胶条圈17包括如下的制备步骤：
步骤1: 一段混炼 ，使用捏炼机或开炼机进行对丁晴橡胶、分子筛活化粉、助剂和白炭黑的混炼；采用捏炼机时，温度控制在100~130℃，采用开炼机时，不超过 50℃，时间为10~15 分钟，获得母炼胶备用；
步骤2：二段混炼：采用开炼机进行对母炼胶、发泡剂、偶联剂和硫化剂的混炼，获得混炼胶并挤出为混炼胶胶条备用，温度控制在 50℃以下，时间 15~20 分钟 ；
步骤3：将混炼胶胶条置于冷喂料挤出机中挤出成型为未硫化胶条，挤出机各段温度控制在30~70℃，由加料段至机头段逐渐提升，挤出的产品形状:依据热熔胶条圈17结构确定；
步骤4：将未硫化胶条通过热空气-微波联动生产线进行硫化、冷却后获得节能型微闭孔硅橡胶热熔胶条圈17，热空气-微波联动生产线包括高温定型段、微波硫化段、热空气硫化段和冷却段组成，长度分别为3米、6米和18米，加工温度分别为 220~300℃、200~240℃、200~260℃和常温，挤出速度 5~15 米/分 。
隐形性PVC透明膜材料包括如下的制备步骤：
1) 将树脂、增塑剂、浆料、助剂、改性剂和稳定剂依次投入高速捏合机内捏合，形成蓬松状物料；其中，所述浆料主要由分散剂、增塑剂、高分子反射材料混合组成；所述高分子反射材料为由金属氧化物与纳米二氧化钛晶体结合的高分子反射材料；所述助剂为2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚或四季戊四醇酯或环氧大豆油或亚磷酸三苯脂；所述改性剂为纳米碳酸钙或乙烯——醋酸乙烯共聚物；所述金属氧化物为氧化铬或氧化铋或氧化铁；
2) 将捏合好的蓬松状物料塑化成胶溶状，然后压延形成 PVC 薄膜；
3) 在pvb膜片的两面贴合 PVC 薄膜，再经压辊定型后降温、收卷 ；其中，压辊温度为 160℃～ 180℃。
实施例2
一种防弹玻璃的制备工艺：包括如下的制备过程：
S1：切割，将采购的玻璃原片按照中间玻璃层11、外玻璃层12和内玻璃层13的规格进行切割；
S2：磨洗，对切割后的玻璃边角进行磨光，在磨光时对设备加工部位与玻璃接触部位冲水，以免产生玻璃扬尘，冲洗水进入沉淀池，静置沉淀后，上层清液循环回用，玻璃粉末作为固废收集；
S3：在外层玻璃层上粘黏pvb膜片121；
S4：合片，在中间玻璃层11的四周缠绕热熔胶条圈17，利用自动合片机进行合片，全过程包括排布外玻璃层12于工作台上，然后将气囊151整齐的排布于外玻璃层12的表面，再将中间玻璃层11排布于气囊151的上方，再在中间玻璃层11的上方铺设内玻璃层13，然后将三层玻璃片放入中空架平压合片，最后将圈框14卡嵌在三层玻璃的外周；
S5：将叠放在一起的玻璃运送网热压箱，对三层玻璃的外周加热使得热熔胶条圈的外周与各层玻璃紧密贴合；
S6：补胶，对圈框14与外玻璃层12和内玻璃层13间进行补胶固化操作，采用自动旋转涂胶机涂布聚硫胶或硅酮胶密封。
加工结束后在外玻璃层12远离中间玻璃层11侧一侧喷涂疏水层122。
本实施例中疏水层按照如下重量份数配比。
组分 组分a 组分b 组分c 组分d 组分e
树脂乳液 20 22 25 27 30
水 50 55 60 70 80
硅胶 10 12 15 17 20
荷叶疏水剂 1 2 3 4 5
白土 0.5 0.6 0.7 0.9 1
抗氧化剂 0.8 1 1.2 1.4 1.5
空心玻璃微珠 0.1 0.3 05 0.7 1
乙醇 30 35 40 50 60
将本申请文件的防弹玻璃与传统的防弹玻璃相比较，本申请的防弹玻璃在碎裂时无飞溅现象，且透光率在89~92%，透光效果好。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (8)

1.一种防弹玻璃，其特征是：包括中间玻璃层(11)、设置在中间玻璃层(11)两侧的外玻璃层(12)和内玻璃层(13)，供中间玻璃层(11)、内玻璃层(13)和外玻璃层(12)四周卡嵌的圈框(14)，所述圈框(14)上设置有供外玻璃层(12)、中间玻璃层(11)和外玻璃层(12)卡嵌的嵌槽(141)，且供外玻璃层(12)卡嵌的嵌槽(141)中设置有将外玻璃层(12)向远离中间玻璃层(11)方向压紧的弹性件(1411)，外玻璃层(12)与中间玻璃层(11)间形成有第一空腔(15)，内玻璃层(13)与中间玻璃层(11)间形成有第二空腔(16)，所述第一空腔(15)内设置有若干气囊(151)，气囊(151)囊壁设置为隐形性PVC透明膜材料，所述气囊(151)内填充惰性气体，所述外玻璃层(12)上粘黏有pvb膜片(121)，所述外玻璃层(12)和内玻璃层(13)间设置有热熔胶条圈(17)，所述气囊(151)与热熔胶条圈(17)间设置有绝热板(152)。
2.根据权利要求1所述的防弹玻璃，其特征是：所述热熔胶条圈(17)上开设有分别与第一空腔(15)和第二空腔(16)连通的安装槽(171)，所述安装槽(171)内设置有干燥剂盒(173)，干燥剂盒(173)上开设有与第一空腔(15)或第二空腔(16)连通的开口，且干燥剂盒(173)内置有分子筛干燥剂(174)。
3.根据权利要求1所述的防弹玻璃，其特征是：所述热熔胶条圈(17)包括如下重量份数的组分，丁晴橡胶90~95份、分子筛活化粉80~100份、硫化剂1~2份、发泡剂5~10份、偶联剂1~2份、助剂1~1.5份、白炭黑5~10份。
4.根据权利要求3所述的防弹玻璃，其特征是：所述硫化剂选择2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷。
5.根据权利要求4所述的防弹玻璃，其特征是：所述偶联剂选择双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物。
6.一种权利要求1-5任一所述防弹玻璃的制备工艺，其特征是：包括如下的制备过程：
S1：切割，将采购的玻璃原片按照中间玻璃层(11)、外玻璃层(12)和内玻璃层(13)的规格进行切割；
S2：磨洗，对切割后的玻璃边角进行磨光，在磨光时对设备加工部位与玻璃接触部位冲水，以免产生玻璃扬尘，冲洗水进入沉淀池，静置沉淀后，上层清液循环回用，玻璃粉末作为固废收集；
S3：在外层玻璃层上粘黏pvb膜片(121)；
S4：合片，在中间玻璃层(11)的四周缠绕热熔胶条圈(17)，利用自动合片机进行合片，全过程包括排布外玻璃层(12)于工作台上，然后将气囊(151)整齐的排布于外玻璃层(12)的表面，再将中间玻璃层(11)排布于气囊(151)的上方，再在中间玻璃层(11)的上方铺设内玻璃层(13)，然后将三层玻璃片放入中空架平压合片，最后将圈框(14)卡嵌在三层玻璃的外周；
S5：将叠放在一起的玻璃运送网热压箱，对三层玻璃的外周加热使得热熔胶条圈(17)的外周与各层玻璃紧密贴合；
S6：补胶，对圈框(14)与外玻璃层(12)和内玻璃层(13)间进行补胶固化操作，采用自动旋转涂胶机涂布聚硫胶或硅酮胶密封。
7.根据权利要求6所述的防弹玻璃的制备工艺，其特征是：加工结束后在外玻璃层(12)远离中间玻璃层(11)侧一侧喷涂疏水层(122)。
8.根据权利要求7所述的防弹玻璃的制备工艺，其特征是：所述疏水层(122)包括树脂乳液20~30份、水50~80份、硅胶10~20份、荷叶疏水剂1~5份、白土0.5~1份、抗氧化剂0.8~1.5份、空心玻璃微珠0.1~1份、乙醇30~60份。
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