CN108997702A - 一种气凝胶夹胶膜及其制备方法 - Google Patents

一种气凝胶夹胶膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于玻璃制造技术领域，具体涉及一种气凝胶夹胶膜及其制备方法。本发明的气凝胶夹胶膜，包括以下按质量份计的组分：橡胶或热塑性弹性体40‑99份、气凝胶0.1‑30份、增塑剂0‑50份、活性稀释剂0‑30份、抗氧剂0‑2份、自由基引发剂0.1‑2份、偶联剂0‑10份。在夹胶膜中掺入一定比例的气凝胶制成气凝胶夹胶膜后，将其用于夹胶玻璃，既能够保留夹胶玻璃良好的通透性、防暴性和防水性，还能够提高玻璃的保温隔热性能，有利于减少建筑能耗，环保节能。

Description

一种气凝胶夹胶膜及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，具体涉及一种气凝胶夹胶膜及其制备方法。
背景技术
我国现有建筑面积为400亿m2，绝大部分为高能耗建筑，且每年新建建筑近20亿m2，其中95％以上仍是高能耗建筑。建筑节能是建设低碳经济、完成节能减排目标、保持经济可持续发展的重要环节之一。建筑幕墙行业经过近二十多年的发展，其高能耗的问题日益严重。为了减少建筑的能耗，通常使用真空玻璃或中空玻璃。真空玻璃可以起到较好的节能效果，但是其造价高、安装不便，并且使用期限短，严重地限制了真空玻璃的应用；中空玻璃虽然造价较低，但节能效果有限。
夹胶玻璃(也称为夹层玻璃)是在两片或多片玻璃之间夹了一层或多层有机聚合物中间膜，经过特殊的高温预压(或抽真空)及高温高压工艺处理后，使玻璃和中间膜永久粘合为一体的复合玻璃产品。常用的夹胶玻璃中间膜有PVB、SGP、EVA、PU等。现有的夹胶玻璃虽然具有良好的通透性、防暴性和防水性，但是其隔热保温效果一般，限制了其应用。
气凝胶是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体之一。硅气凝胶是常见的气凝胶之一，其纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比达100以上，能有效地透过太阳光，并阻止环境温度的红外热辐射，是一种理想的透明隔热材料。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种气凝胶夹胶膜。在夹胶膜中掺入一定比例的气凝胶制成气凝胶夹胶膜后，将其用于夹胶玻璃，既能够保留夹胶玻璃良好的通透性、防暴性和防水性，还能够提高玻璃的保温隔热性能，有利于减少建筑能耗，环保节能。
本发明的另一个目的是提供所述气凝胶夹胶膜的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种气凝胶夹胶膜，包括以下按质量份计的组分：
优选地，所述橡胶或热塑性弹性体包括天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、苯乙烯系热塑性弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性橡胶中的一种或几种混合。
优选地，所述气凝胶为硅气凝胶。
优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、N,N-二乙基丙炔胺、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、均苯四酸四酯、1,2,4-偏苯三酸三异辛酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、邻苯二甲酸聚酯、环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧化甘油三酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、顺丁烯二酸二丁酯、马来酸二辛酯、丙烯酸/甲基丙烯酸多元醇酯、富马酸酯、衣康酸酯、不饱和聚酯树脂中的一种或几种。
优选地，所述活性稀释剂包括甲基丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯中的一种或几种。
优选地，所述抗氧剂包括Irganox 1141、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
优选地，所述自由基引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或几种。
优选地，所述偶联剂包括有机铬络合物、硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝酸化合物中的一种或几种。
进一步优选地，所述硅烷类偶联剂为硅烷偶联剂KH570。
上述气凝胶夹胶膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所有组分混合均匀；
(2)将混合好的组分进行混炼；
(3)将混炼好的胶料制成膜材，即得气凝胶夹胶膜。
优选地，混炼包括挤出、开炼或密炼。
优选地，将混炼好的胶料通过口模挤出或压延制成膜材。
将制备好的夹胶膜裁切后放在两块玻璃板中间，装上真空夹具，抽真空，加热保温后缓慢降温，即得隔热保温夹胶玻璃。
本发明的有益效果：
在夹胶膜中掺入一定比例的气凝胶制成气凝胶夹胶膜后，将其用于夹胶玻璃，既能够保留夹胶玻璃良好的通透性、防暴性和防水性，还能够提高玻璃的保温隔热性能，有利于减少建筑能耗，环保节能。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
将5份邻苯二甲酸二辛酯、2份甲基丙烯酸异冰片酯、0.5份Irganox 1141、2份过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，1份硅烷偶联剂KH550，再加入90份苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，搅拌混合均匀后，再加入6份硅气凝胶，继续搅拌混合均匀；将混合均匀的混合物放在三辊机上开炼，薄通五次，出片后即得气凝胶夹胶膜。
将夹胶膜裁切后放在两块玻璃板中间，装上真空夹具，抽真空，加热，升温至140℃，保温10分钟，缓慢降温后，即得气凝胶夹胶玻璃。
将实施例1制备的气凝胶夹胶玻璃和中空玻璃、真空玻璃(均为双层玻璃)进行隔热降噪性能对比，结果如下：
从上表可以看出，气凝胶夹胶玻璃的隔热和降噪性能与真空玻璃相差不大，但是其隔热和降噪性能明显好于中空玻璃。与真空玻璃相比，气凝胶夹胶玻璃的成本更低、安装方便、耐用期长(真空玻璃会因为密封不严而漏气，从而导致隔热效果下降)。另外，气凝胶夹胶玻璃还具有夹胶玻璃的优点，安全性高，在受到外来冲击时，由于弹性中间层的作用，可以阻止冲击物穿透，即使玻璃破损，玻璃碎片也会粘在胶上，避免了碎玻璃可能造成的人身伤害；夹胶膜本身能有效隔绝90％以上的紫外线，可以整体切割安装，施工方便。因此，气凝胶夹胶玻璃不仅具备了真空玻璃的节能优势，还具备了夹胶玻璃安全性高、安装施工方便等优点，是一种具有广泛应用前景的节能建材。
实施例2
将4份DIP、2.5份三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.5份抗氧剂1010、1.5份偶氮二异丁腈搅拌混合均匀，1.2份硅烷偶联剂KH570，再加入98份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和5份硅气凝胶，搅拌混合均匀。将混合均匀的混合物加入到螺杆挤出拉片机中，挤拉出片后即得气凝胶夹胶膜。
将夹胶膜裁切好后放在两块玻璃中间，装上真空夹具，抽真空，加热，升温至120℃，保温10分钟，缓慢降温后，即得隔热保温夹胶玻璃。
双层玻璃夹气凝胶结构隔热降噪性能为：
实施例3
将25份邻苯二甲酸二异壬酯、15份三丙二醇二丙烯酸酯、1份抗氧剂168、1份过氧化甲乙酮搅拌混合均匀，加入5份钛酸酯类偶联剂，再加入70份热塑性聚氨酯弹性体橡胶，搅拌混合均匀后，再加入10份硅气凝胶，继续搅拌混合均匀；将混合均匀的混合物放在三辊机上开炼，薄通五次，出片后即得气凝胶夹胶膜。
将夹胶膜裁切后放在两块玻璃板中间，装上真空夹具，抽真空，加热，升温至140℃，保温10分钟，缓慢降温后，即得气凝胶夹胶玻璃。
实施例4
将45份环氧大豆油、28份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2份抗氧剂1076、0.5份二叔丁基过氧化物搅拌混合均匀，加入9份有机铬络合物，再加入45份顺丁烯二酸二丁酯，搅拌混合均匀后，再加入25份硅气凝胶，继续搅拌混合均匀；将混合均匀的混合物放在三辊机上开炼，薄通五次，出片后即得气凝胶夹胶膜。
将夹胶膜裁切后放在两块玻璃板中间，装上真空夹具，抽真空，加热，升温至140℃，保温10分钟，缓慢降温后，即得气凝胶夹胶玻璃。

Claims (9)

1.一种气凝胶夹胶膜，其特征在于，包括以下按质量份计的组分：
2.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述橡胶或热塑性弹性体包括天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、苯乙烯系热塑性弹性体、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性橡胶中的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述气凝胶为硅气凝胶。
4.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、N,N-二乙基丙炔胺、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、偏苯三酸三辛酯、偏苯三酸三己酯、均苯四酸四酯、1,2,4-偏苯三酸三异辛酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯、己二酸丙二醇聚酯、癸二酸丙二醇聚酯、邻苯二甲酸聚酯、环氧大豆油、环氧亚麻子油、环氧油酸丁酯、环氧硬脂酸辛酯、环氧化甘油三酸酯、环氧四氢邻苯二甲酸二辛酯、顺丁烯二酸二丁酯、马来酸二辛酯、丙烯酸/甲基丙烯酸多元醇酯、富马酸酯、衣康酸酯、不饱和聚酯树脂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述活性稀释剂包括甲基丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇单丙烯酸酯、甲氧基丙氧基新戊二醇单丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述抗氧剂包括Irganox 1141、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述自由基引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化月桂酰、叔丁基过氧化氢、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的气凝胶夹胶膜，其特征在于，所述偶联剂包括有机铬络合物、硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝酸化合物中的一种或几种。
9.权利要求1-8中任一项所述的气凝胶夹胶膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将所有组分混合均匀；
(2)将混合好的组分进行混炼；
(3)将混炼好的胶料制成膜材，即得气凝胶夹胶膜。
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