CN110316980B - 结构功能一体钢化真空玻璃及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的显著优势：折边，使真空玻璃形成立体受力构造，从而显著增强抗弯、抗折强度，显著增强真空玻璃的周边强度。独具的折边、多真空层、高厚度真空层的结构和制作方法，赋予产品卓越的保温性能、优异的安全可靠性。从而解决现有真空玻璃安全性低这严重制约行业发展的瓶颈、顽疾，对项目、产品、产业的发展至关重要。产品的耐久性是现有真空玻璃的十倍以上，真正实现与建筑同寿。作为结构功能一体化产品，应用市场广阔。通过折边高度、厚度，真空层厚度、层数和真空度的调整，相应设定抗弯、抗折、抗冲击强度和保温性能，作为结构功能一体化材料，完全满足建筑节能65％、75％，被动式、零能耗等建筑对幕墙、墙体、屋面、门窗的综合要求。
Description
技术领域
本发明属于建材生产技术领域，具体涉及结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法和由所述方法制作的结构功能一体钢化真空玻璃。
背景技术
现有真空玻璃的制作过程是，在钢化平板玻璃上布放支撑物，再在两块平行的钢化平板玻璃之间的边缘布焊料，之后高温焊接密封，最后抽气形成真空。存在：1、在两块平行的钢化平板玻璃边缘高温熔化焊料时，因为加热部位与真空玻璃的内外真空壁在同一平面，无法延长传热距离，难以显著降低加热部位的高温对内外真空壁的影响，从而导致玻璃的钢化性能严重降低，甚至失去钢化性能；2、真空玻璃周边强度会大幅度降低，这是现有真空玻璃常从周边开始产生裂纹，导致碎裂的主要原因；3、两块平行的钢化平板玻璃之间，仅有 0.12mm-0.15mm的空间，依然为平面结构，导致其抗弯强度很低，在弯曲时极易导致两块平板玻璃之间的封接层脱开；4、如以这种制作方法制作多真空层的真空玻璃，其重量、成本均过高。现有真空玻璃安全性低，不具备结构功能，是严重影响真空玻璃行业发展的瓶颈，低强度也导致其不能作为结构材料。
发明内容
本发明目的是解决现有真空玻璃，在制作过程中会严重降低钢化玻璃的性能，甚至失去钢化性能，尤其是钢化平板玻璃的周边强度会大幅度降低，难以制作多真空层真空玻璃，及现有真空玻璃安全性能低，保温性能不理想，而提供的结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法和由所述制作方法制作的结构功能一体钢化真空玻璃。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：
(1)先分别制作成型由面壁、折边、折边封口面构成的单面开口的面壁钢化折边玻璃和内壁钢化折边玻璃，所述内壁钢化折边玻璃的长、宽外尺寸小于面壁折边玻璃的长、宽内尺寸 0.05mm-5mm。
(2)将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置，在其面壁内表面的相应位置放置柱销。
(3)将内壁钢化折边玻璃外表面放在柱销上表面，并使内壁钢化折边玻璃折边外表面与面壁钢化折边玻璃折边内表面相接或留有0.05mm-5mm间隙。
(4)在两个相接或有间隙的折边之间和/或面壁钢化折边玻璃折边封口面、内壁钢化折边玻璃折边封口面，放置熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料，如此完成材料组放。
(5)将完成材料组放的工件转入抽真空封接装置，通过折边表面与封口低温封接料和/或折边封口面与封口低温封接料之间的间隙对真空层进行抽真空。在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，利用钢化玻璃的中心部与边缘可耐受250-300℃温差的特性，开启封接加热装置，对放有封口低温封接料的部位进行300℃-450℃的局部加热，使封口低温封接料熔化，从而将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体。待抽真空封接装置内的真空度、温度与外界相近或相同时，即完成结构功能一体真空玻璃的制作。
进一步的：
(1)将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置在用于吸收热能的水、锡或粉体中，并使工件内外的水、锡或粉体表面高于内壁钢化折边玻璃的外表面3mm-30mm。而后，再开启封接加热装置，对封口低温封接料以逐渐升高温度的方式进行300℃-450℃局部加热，使封口低温封接料熔化并实现与内壁钢化折边玻璃折边的封接。
(2)将完成封接的工件从水、锡或粉体中取出，通过抽真空孔对真空层进行抽真空，待真空层的真空度达到设定真空度后，开启抽真空孔封接装置，对抽真空孔进行局部加热，熔化熔化温度为300℃-450℃的抽真空孔中的低熔点抽真空管或抽真空孔低温封接料，气密性封接抽真空孔。
进一步的：
(1)在面壁内表面的相应位置放置柱销后，在柱销上表面放置预先形成的分隔层，分隔层折边与面壁钢化折边玻璃折边内表面相接或留有0.05mm-5mm间隙。
(2)在分隔层上表面的相应位置放置第二层柱销，并使第二层柱销与柱销上下对齐，再在第二层柱销上表面放置第二层分隔层，再在第二层分隔层上表面的相应位置放置第三层柱销，如此重复，即可形成多真空层构造。
(3)将内壁钢化折边玻璃外表面放在最上层柱销上表面，并使内壁钢化折边玻璃折边外表面与分隔层折边相接或留有0.05mm-5mm间隙。
(4)在相接或有间隙的折边之间和/或面壁钢化折边玻璃折边封口面、内壁钢化折边玻璃折边封口面之间，放置熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料，并使封口低温封接料与分隔层折边的折边封口面相接，如此完成材料组放。
(3)将完成材料组放的工件转入抽真空封接装置，通过折边之间的间隙、封口低温封接料和各折边、各封口面之间的间隙对各真空层进行抽真空。在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置，对放有封口低温封接料的部位进行300℃ -450℃的局部加热，使封口低温封接料熔化，从而将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体。待抽真空封接装置内的真空度、温度与外界相近或相同时，即完成多真空层结构功能一体真空玻璃的制作。
进一步的：将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置或放置在水、锡或粉体中，在对折边封口面以280℃-300℃预热的同时熔化锡为液体，再在折边封口面和/或折边之间布放已经熔化的熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料。
进一步的：
(1)将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置在水、锡或粉体中后，在折边封口面布放熔化温度 350℃-450℃的封口低温封接料。
(2)对封口低温封接料进行400℃-450℃的局部短时加热，使封口低温封接料熔化并封接在折边封口面，形成封接过度层后从水、锡或粉体中取出。
(3)在封接过度层上放置熔化温度为300℃-320℃的封口低温封接料后，将工件转入抽真空封接装置，通过封接过度层与封口低温封接料之间的间隙进行抽真空。在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置，对封口低温封接料进行短时300℃-320℃局部加热，使封口低温封接料熔化，从而将折边封口面之间气密性封接为一体。
进一步的：将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体后，通过折边或内壁上预设或后开的抽真空孔，对真空层进行抽真空，待真空层的真空度达到设定真空度后，开启抽真空孔封接装置，对抽真空孔进行局部加热，熔化熔化温度为300℃-450℃的抽真空孔中的低熔点抽真空管或抽真空孔低温封接料，气密性封接抽真空孔。
所述制作方法制作的结构功能一体钢化真空玻璃，所述面壁、内壁均设有折边，面壁折边与内壁折边呈平行状的套在内壁折边外表面，面壁折边与内壁折边之间和/或面壁折边与内壁折边封口面被封口低温封接料气密性封接为一体。
进一步的：所述分隔层折边被封口低温封接料气密性封接在面壁折边、内壁折边之间。根据产品不同用途，确定各折边高度、厚度，折边高度为10mm-50mm或50mm-250mm，分隔层折边厚度为1mm-3mm，面壁、内壁折边厚度为3mm-10mm。
进一步的：所述折边上设有安装孔、穿线孔或固定有安装件，所述面壁外表面设有装饰层，所述真空层或玻璃中设有发光件。
进一步的：所述面壁和内壁钢化折边玻璃之间，设有多层分隔层、多层柱销，形成多层结构功能一体钢化真空玻璃。
本发明的优点在于：
1、制作过程的预热、加热，不影响产品的钢化性能。
折边对衰减热影响的作用：①延长局部加热时的传热距离，衰减热能影响。②为采用沸点较高的液体或粉体覆盖面壁、显著吸收对面壁传导的热能提供必需的条件。③减小热桥截面积，从而减少传热量。三项共同作用，使受热时间最长、受热能最大的折边封接面的热能，显著降低后再传导给面壁，确保面壁温度低于280℃以下，从而确保钢化性能。各折边的高度、厚度，是根据产品不同用途，对强度、保温性能的要求而设定，优选的各折边高度为50mm-150mm，各折边厚度为2mm-5mm。
2、折边，使真空玻璃形成立体受力构造，从而显著增强抗弯、抗折强度，显著增强真空玻璃的周边强度。
3、折边、多真空层、高厚度真空层共同作用，赋予产品卓越的保温性能、优异的安全可靠性。从而解决现有真空玻璃不能作为结构材料使用，安全性低这严重制约行业发展的瓶颈、顽疾，对项目、产品、产业的发展至关重要。
4、在成型折边玻璃的过程中，不影响平板玻璃或浮法玻璃的平面度，依然保持其完好的透明、呈像性能。
5、产品的耐久性是现有真空玻璃的十倍以上，真正实现与建筑同寿。
多层隔热组件层数越少，真空度对其当量导热系数的影响越大；由于真空玻璃内是相对真空，所以真空层厚度、层数，对保温性能依然有着重要作用。
(1)通过反射分隔层将真空腔分隔为多个1mm-12mm厚度的真空层，为大幅度降低真空度，并显著提高保温性能，创造了必须的、绝好的前提条件。
(2)1mm-12mm厚度的真空层，对相对保持真空层的真空度，从而保证持续、长久的保温性能，亦有着重要作用。优选的真空层厚度为6mm-12mm，即使以6mm厚度计，真空层容积亦比现有真空玻璃大50倍，也就是说，可以50倍的降低材料放气对真空度的影响，从而极大地抑制产品在服役过程中功能退化，严重制约产品应用、行业发展的顽疾。再加之各自独立的多真空层的共同作用，产品的耐久性是现有真空玻璃的十倍以上，真正实现与建筑同寿。
(3)优选的优选的真空度为20Pa——2Pa，即使以2Pa计，亦比现有真空玻璃1×10- 1Pa -1×10-3Pa的高真空度低十倍、百倍，从而极大地减小真空壁、柱销所承受的大气压强；
(4)处于中、低量级的真空度，为选用热堕性材料的玻璃为柱销、为增加柱销高度和加大柱销间距，创造了极其有利的条件。为了抵抗1×10-1Pa-1×10-3Pa高真空度造成的巨大压强，现有真空玻璃的支撑物为直径0.5mm的不锈钢，不锈钢的导热系数为17W/m.K，而玻璃导热系数为0.76W/m.K-1.1W/m.K，二者相差约19倍。
6、产品应用市场广阔。
通过折边高度、厚度，真空层厚度、层数和真空度的调整，相应设定抗弯、抗折、抗冲击强度和保温性能，作为结构功能一体化材料，完全满足建筑节能65％、75％，被动式、零能耗等建筑对幕墙、墙体、屋面、门窗的综合要求。
附图说明
图1是实施例一的制作方法示意图；
图2是实施例一的制作方法示意图；
图3是实施例二的制作方法示意图；
图4是实施例三的产品结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图详细说明。
实施例一：根据图1、图2所示的制作方法：
(1)先分别制作成型由面壁1、折边2、折边封口面3构成的单面开口的面壁钢化折边玻璃 4和内壁钢化折边玻璃5，所述内壁钢化折边玻璃5的长、宽外尺寸小于面壁折边玻璃4的长、宽内尺寸0.05mm-5mm。
(2)将面壁钢化折边玻璃4开口向上的放置，在其面壁内表面6的相应位置放置柱销7。
(3)将内壁钢化折边玻璃5外表面8放在柱销上表面9，并使内壁钢化折边玻璃折边外表面 10与面壁钢化折边玻璃折边内表面11相接或留有0.05mm-5mm间隙。
(4)在两个相接或有间隙的折边之间和/或面壁钢化折边玻璃折边封口面12、内壁钢化折边玻璃折边封口面13，放置熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料14，如此完成材料组放。
(5)将完成材料组放的工件转入抽真空封接装置，通过折边表面10、11与封口低温封接料 14和/或折边封口面12、13与封口低温封接料14之间的间隙对真空层15进行抽真空。在以 280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，利用钢化玻璃的中心部与边缘可耐受250-300℃温差的特性，开启封接加热装置，对放有封口低温封接料14的部位进行300℃-450℃的局部加热，使封口低温封接料14熔化，从而将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体。待抽真空封接装置内的真空度、温度与外界相近或相同时，即完成结构功能一体钢化真空玻璃的制作。
实施例二：根据图3所示的制作方法：
(1)将面壁钢化折边玻璃4开口向上的放置在水、锡或粉体16中，并使工件内外的水、锡或粉体16表面高于内壁钢化折边玻璃5的外表面3mm-30mm。而后，再开启封接加热装置，对封口低温封接料14以逐渐升高温度的方式进行300℃-450℃局部加热，使封口低温封接料14熔化并实现与内壁钢化折边玻璃折边的封接。
(2)将完成封接的工件从水、锡或粉体16中取出，通过抽真空孔17对真空层15进行抽真空，待真空层15的真空度达到设定真空度后，开启抽真空孔封接装置，对抽真空孔17进行局部加热，熔化熔化温度为300℃-450℃的抽真空孔中的低熔点抽真空管或抽真空孔低温封接料18，气密性封接抽真空孔。
实施例三：根据图4所示的产品结构示意图：
(1)在面壁内表面6的相应位置放置柱销7后，在柱销7上表面放置预先形成的分隔层19，分隔层折边20与面壁钢化折边玻璃折边内表面11相接或留有0.05mm-5mm间隙。
(2)在分隔层19上表面的相应位置放置第二层柱销7-1，并使第二层柱销7-1与柱销7上下对齐，如此重复，即可形成多真空层构造。
(3)将内壁钢化折边玻璃5外表面8放在最上层柱销上表面，并使内壁钢化折边玻璃折边外表面10与分隔层折边20相接或留有0.05mm-5mm间隙。
(4)在相接或有间隙的折边之间和/或面壁钢化折边玻璃折边封口面12、内壁钢化折边玻璃折边封口面13之间，放置熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料14，并使封口低温封接料14与分隔层折边20的折边封口面21相接，如此完成材料组放。
(3)将完成材料组放的工件转入抽真空封接装置，通过折边之间的间隙、封口低温封接料 14和各折边、各封口面之间的间隙对各真空层15进行抽真空。在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置，对放有封口低温封接料14的部位进行300℃-450℃的局部加热，使封口低温封接料14熔化，从而将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体。待抽真空封接装置内的真空度、温度与外界相近或相同时，即完成多真空层结构功能一体钢化真空玻璃的制作。
分隔层亦可以为平面结构，平面结构的分隔层周边与折边相接或设有间隙。
本方法也同样适用于用非钢化玻璃制作结构功能一体真空玻璃。
上述具体实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，凡在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)先分别制作成型由面壁、折边、折边封口面构成的单面开口的面壁钢化折边玻璃和内壁钢化折边玻璃，所述内壁钢化折边玻璃的长、宽外尺寸小于面壁折边玻璃的长、宽内尺寸0.05mm-5mm；
(2)将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置，在其面壁内表面的相应位置放置柱销；
(3)将内壁钢化折边玻璃外表面放在柱销上表面，并使内壁钢化折边玻璃折边外表面与面壁钢化折边玻璃折边内表面相接或留有0.05mm-5mm间隙；
(4)在两个相接或有间隙的折边之间和/或面壁钢化折边玻璃折边封口面、内壁钢化折边玻璃折边封口面之间，放置熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料，如此完成材料组放；
(5)将完成材料组放的工件转入抽真空封接装置，通过折边表面与封口低温封接料和/或折边封口面与封口低温封接料之间的间隙对真空层进行抽真空，在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，利用钢化玻璃的中心部与边缘可耐受250-300℃温差的特性，开启封接加热装置，对放有封口低温封接料的部位进行300℃-450℃的局部加热，使封口低温封接料熔化，从而将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体，待抽真空封接装置内的真空度、温度与外界相近或相同时，即完成结构功能一体钢化真空玻璃的制作。
2.根据权利要求1所述结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置在用于吸收热能的水、锡或粉体中，并使工件内外的水、锡或粉体表面高于内壁钢化折边玻璃的外表面3mm-30mm，而后，再开启封接加热装置，对封口低温封接料以逐渐升高温度的方式进行300℃-450℃局部加热，使封口低温封接料熔化并实现与内壁钢化折边玻璃折边的封接；
(2)将完成封接的工件从水、锡或粉体中取出，通过抽真空孔对真空层进行抽真空，待真空层的真空度达到设定真空度后，开启抽真空孔封接装置，对抽真空孔进行局部加热，熔化熔化温度为300℃-450℃的抽真空孔中的低熔点抽真空管或抽真空孔低温封接料，气密性封接抽真空孔。
3.根据权利要求1、2中任一项所述结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)在面壁内表面的相应位置放置柱销后，在柱销上表面放置预先形成的分隔层，分隔层折边与面壁钢化折边玻璃折边内表面相接或留有0.05mm-5mm间隙；
(2)在分隔层上表面的相应位置放置第二层柱销，并使第二层柱销与柱销上下对齐，再在第二层柱销上表面放置第二层分隔层，再在第二层分隔层上表面的相应位置放置第三层柱销，如此重复，即可形成多真空层构造；
(3)将内壁钢化折边玻璃外表面放在最上层柱销上表面，并使内壁钢化折边玻璃折边外表面与分隔层折边相接或留有0.05mm-5mm间隙；
(4)在相接或有间隙的折边之间和/或面壁钢化折边玻璃折边封口面、内壁钢化折边玻璃折边封口面之间，放置熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料，并使封口低温封接料与分隔层折边的折边封口面相接，如此完成材料组放；
(5)将完成材料组放的工件转入抽真空封接装置，通过折边之间的间隙、封口低温封接料和各折边、各封口面之间的间隙对各真空层进行抽真空，在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置，对放有封口低温封接料的部位进行300℃-450℃的局部加热，使封口低温封接料熔化，从而将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体，待抽真空封接装置内的真空度、温度与外界相近或相同时，即完成多真空层结构功能一体钢化真空玻璃的制作。
4.根据权利要求2所述结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法，其特征在于：将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置或放置在水、锡或粉体中，在对折边封口面以280℃-300℃预热的同时熔化锡为液体，再在折边封口面和/或折边之间布放已经熔化的熔化温度为300℃-450℃的封口低温封接料。
5.根据权利要求2、4中任一项所述结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法，其特征在于：
(1)将面壁钢化折边玻璃开口向上的放置在水、锡或粉体中后，在折边封口面布放熔化温度350℃-450℃的封口低温封接料；
(2)对封口低温封接料进行400℃-450℃的局部短时加热，使封口低温封接料熔化并封接在折边封口面，形成封接过度层后从水、锡或粉体中取出；
(3)在封接过度层上放置熔化温度为300℃-320℃的封口低温封接料后，将工件转入抽真空封接装置，通过封接过度层与封口低温封接料之间的间隙进行抽真空，在以280℃-300℃预热工件的同时进行抽真空，待达到设定真空度后，开启封接加热装置，对封口低温封接料进行短时300℃-320℃局部加热，使封口低温封接料熔化，从而将折边封口面之间气密性封接为一体。
6.根据权利要求5所述结构功能一体钢化真空玻璃的制作方法，其特征在于：将折边之间、折边封口面之间气密性封接为一体后，通过折边或内壁上预设或后开的抽真空孔，对真空层进行抽真空，待真空层的真空度达到设定真空度后，开启抽真空孔封接装置，对抽真空孔进行局部加热，熔化熔化温度为300℃-450℃的抽真空孔中的低熔点抽真空管或抽真空孔低温封接料，气密性封接抽真空孔。
7.根据权利要求6所述方法制作的结构功能一体钢化真空玻璃，其特征在于：所述面壁、内壁均设有折边，面壁折边与内壁折边呈平行状的套在内壁折边外表面，面壁折边与内壁折边之间和/或面壁折边与内壁折边封口面被封口低温封接料气密性封接为一体。
8.根据权利要求7所述的结构功能一体钢化真空玻璃，其特征在于：分隔层折边被封口低温封接料气密性封接在面壁折边、内壁折边之间，根据产品不同用途，确定各折边高度、厚度，折边高度为10mm-50mm或50mm-250mm，分隔层折边厚度为1mm-3mm，面壁、内壁折边厚度为3mm-10mm。
9.根据权利要求7、8中任一项所述的结构功能一体钢化真空玻璃，其特征在于：所述折边上设有安装孔、穿线孔或固定有安装件，所述面壁外表面设有装饰层，所述真空层或玻璃中设有发光件。
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