CN117508456A - 一种船用特种玻璃窗 - Google Patents

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CN117508456A CN202311508331.1A CN202311508331A CN117508456A CN 117508456 A CN117508456 A CN 117508456A CN 202311508331 A CN202311508331 A CN 202311508331A CN 117508456 A CN117508456 A CN 117508456A
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韩滨
黄友奇
彭佳良
田野
徐磊
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Abstract

本发明公开了一种船用特种玻璃窗，包括：外侧玻璃单元，所述外侧玻璃单元中包含有电加温层和电磁屏蔽层；内侧玻璃单元，所述内侧玻璃单元中包含有电致变色层；窗框，用于安装固定所述外侧玻璃单元和内侧玻璃单元。本发明将舰船玻璃窗分为内外两层独立的单元，外侧单元作为承力单元承受海浪冲击并兼具除霜除雾和电磁屏蔽功能，内侧单元作为非承力单元，起遮光遮热作用。本发明实现了外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别单独层合，两个玻璃单元可以分别采用最优的加工工艺进行生产，使外侧玻璃单元和内侧玻璃单元均可达到最佳性能，同时内侧玻璃单元不直接承受外力冲击提高了电致变色玻璃的安全性能，两单元可独立实现更换，降低了更换成本。

Description

一种船用特种玻璃窗
技术领域
本发明涉及玻璃深加工领域，具体涉及一种船用特种玻璃窗。
背景技术
随着科学技术的发展，对舰船玻璃窗的多功能化要求越来越高。目前舰船玻璃窗通常具有电加温、电磁屏蔽的功能，仅起到提供驾驶员观察外界清晰视野的作用，无遮光、隔热和有效阻隔紫外线的功能，在强日照的环境下，舱室内温度会随着环境温度而不断攀升，且船舶长期在海上行驶，太阳光的强照射会造成驾驶舱室内驾驶员视力下降，尤其在迎光航行过程中，强烈光线更影响航行安全。因此，研制一种寿命长、易更换、环境稳定性好且具有调光功能的舰船用多功能复合玻璃是舰船玻璃的迫切需求。
目前船用玻璃基本都是采用夹胶玻璃结构将功能层复合在一起，由于电磁屏蔽电加温玻璃层合工艺为高温高压，层合过程中对电致变色功能衰减较大，且电致变色玻璃较薄强度较低，作为复合结构应用时电致变色玻璃层容易破碎。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船用特种玻璃窗，以解决现有的电致变色玻璃层合工艺与电加温电磁屏蔽不匹配，玻璃薄易破碎等问题。
上述目的可以是通过以下技术方案的实施方式实现：
一种船用特种玻璃窗，包括：
外侧玻璃单元，所述外侧玻璃单元中包含有电加温层和电磁屏蔽层；
内侧玻璃单元，所述内侧玻璃单元中包含有电致变色层；外侧玻璃单元与内侧玻璃单元之间设有中空腔体；
窗框，用于安装固定所述外侧玻璃单元和内侧玻璃单元。
可选的，所述窗框上设有用于安装外侧玻璃单元的第一安装槽、用于安装内侧玻璃单元的第二安装槽；
所述窗框与外侧玻璃单元、内侧玻璃单元之间通过密封材料密封固定。
可选的，所述外侧玻璃单元从外向内依次包括第一玻璃板、第一粘结层、第二玻璃板、第二粘结层、第三玻璃板；
所述电加温层设置在第一玻璃板与第一粘结层之间；
所述电磁屏蔽层设置在第二玻璃板与第二粘结层之间。
可选的，所述外侧玻璃单元与窗框之间设有导电橡胶，所述导电橡胶与电磁屏蔽层导电连接。
可选的，所述导电橡胶设置在第一安装槽的内侧壁上；所述电磁屏蔽层设有暴露在外侧玻璃单元外部的连接部，所述导电橡胶与连接部连接，或者
电磁屏蔽层连接有导电布，电磁屏蔽层通过导电布与所述导电橡胶连接。
优选的，第三玻璃板的四边尺寸比第一玻璃板和第二玻璃板短10-20mm，使电磁屏蔽层形成暴露在外侧玻璃单元外的台阶状的连接部。
可选的，所述外侧玻璃单元上设有温度检测装置；
优选的，所述温度检测装置为热敏电阻，所述热敏电阻设置在第一粘结层内。
可选的，所述外侧玻璃单元从外向内依次包括第四玻璃板、第三粘结层、第五玻璃板；
所述电致变色层设置在第三粘结层与第四玻璃板或第五玻璃板之间。
可选的，所述电致变色层为无机变色膜或有机变色膜；
优选的，所述电致变色层为固态全无机电致变色膜层。
可选的，所述电加温层、温度检测装置和电致变色层的导线通过窗框预留槽口引出后焊接在固定的插座上。
上述船用特种玻璃窗的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：将设有电加温层的第一玻璃板、温度检测装置、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、第三玻璃板按顺序堆叠放置，四周围导气布，放到真空袋中抽真空，然后放在蒸压设备中升温升压，在100-130℃，0.8-1.2Mpa的条件下进行粘接，保温保压1-4h，得到外侧玻璃单元；
步骤二：将设有电致变色层的第四玻璃板、第三粘结胶片、第五玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，四周围导气布，放到真空袋中抽真空，然后放在蒸压设备中升温升压，在80-120℃，0.1-0.2Mpa的条件下进行粘接，保温保压0.5-2h，得到内侧玻璃单元；
步骤三，将外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别安装到第一安装槽和第二安装槽内，采用密封材料固定，得到所述船用特种玻璃窗。
可选的，所述步骤一和步骤二中抽真空至空度至1Pa以下，并且在蒸压设备中保持真空度维持在1Pa以下。
可选的，所述步骤一和步骤二中放入蒸压设备中之前抽真空2～8h。
可选的，所述步骤一中，从室温到指定温度压力时间为1-4小时。
可选的，所述步骤二中，从室温到指定温度压力时间为0.5-1小时。
本发明具有如下的有益效果：
本发明将舰船玻璃窗分为内外两层独立的单元，外侧单元作为承力单元承受海浪冲击并兼具除霜除雾和电磁屏蔽功能，内侧单元作为非承力单元，起遮光遮热作用。
本发明的分体式结构设计实现外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别单独层合，两个玻璃单元可以分别采用最优的加工工艺进行生产，使外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分均可达到最佳性能。可以有效防止电致变色玻璃服役过程中受外力冲击破碎，在保证实现玻璃电磁屏蔽、电加热和电致变色多功能集合的基础上，更提高了玻璃的安全性和更换低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明结构示意图。
图中标记：1-第一玻璃板，2-第一粘接层，3-第二玻璃板，4-第二粘接层，5-第三玻璃版，6-第四玻璃板，7-第三粘结层，8-第五玻璃板，9-导电橡胶，10-密封材料，11-导电搭接材料，12-窗框。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
如图1所示的一种船用特种玻璃窗，包括：
外侧玻璃单元，所述外侧玻璃单元中包含有电加温层和电磁屏蔽层；
内侧玻璃单元，外侧玻璃单元与内侧玻璃单元之间设有中空部；所述内侧玻璃单元中包含有电致变色层。
窗框12，所述窗框上设有用于安装外侧玻璃单元的第一安装槽、用于安装内侧玻璃单元的第二安装槽；所述窗框与外侧玻璃单元、内侧玻璃单元之间通过密封材料10密封固定。窗框上还设有与外部供电电路连接的导电搭接材料11。
具体的，所述外侧玻璃单元包括第一玻璃板1、第二玻璃板3，第三玻璃板5以及夹设第一玻璃板1与第二玻璃板3之间的第一粘结层2，夹设在第二玻璃板3与第三玻璃板5之间的第二粘结层4。其中第一玻璃板1为电加温玻璃，其一面附有电加温膜层，电加温膜层朝向第一粘结层2，电加温膜层四周做断膜处理，电加温膜层上下或左右两端分别布有电极，电极上焊接导线。第二玻璃板3为电磁屏蔽玻璃，其一面附有电磁屏蔽层，膜层朝向第二粘结层4。
所述内侧玻璃单元包括第四玻璃板6、第五玻璃板8以及夹设在其中的第三粘结层7。在第四玻璃板6为电致变色玻璃，其一面附有电致变色膜层，膜层朝向第三粘结层7，所述电致变色膜为无机变色膜或有机变色膜层，首选的为固态全无机电致变色膜层。第五玻璃板为丝印钢化玻璃，第五玻璃板8从边部2-5厘米范围内为黑色遮挡油墨，油墨印于第五玻璃与第三粘接层接近的一面。
所述第一玻璃板1、第二玻璃板3、第三玻璃板5为化学钢化玻璃，其中第一玻璃板1厚度5-6mm，第二玻璃板3厚度为5-10mm，第三玻璃板5厚度为3-6mm，第四玻璃板6为化学钢化玻璃或普通不钢化玻璃，第五玻璃板8为物理钢化或半钢化玻璃，第四玻璃板4厚度为2-4mm，第五玻璃板8为2-6mm玻璃。
所述第一粘接层2、第二粘接层4、第三粘接层7可采用PU、PVB或SGP，可以为其中的一种、两种或三种。第一粘接层厚度为1.5-3mm，第二粘接层厚度为0.38-3mm，第三粘结层厚度为0.38-3mm。
本实施例中所用第一玻璃板厚度5mm，第二玻璃板厚度为8mm，第三玻璃板厚度为5mm，第四玻璃板厚度为3mm，第五玻璃板厚度为3mm。
第一粘接层厚度为2mm，第二粘接层厚度为1mm，第三粘结层厚度为1mm。
如图1所示，所述外侧玻璃单元与窗框之间设有导电橡胶9，所述导电橡胶9与电磁屏蔽层通电连接。由于电磁屏蔽层需要通电之后玻璃才具有电磁屏蔽的作用，所以需要对电磁屏蔽层进行通电。玻璃与窗框之间是密封胶，密封胶是绝缘体，导电橡胶为具有导电性能的弹性橡胶，其主要作用是导电，同时弹性赋予与玻璃软接触，不会因为固定紧致而导致玻璃破碎。通过放置导电橡胶，最终使电磁屏蔽膜层与窗框、船体之间导电连通。
如图所示，导电橡胶设置在第一安装槽的内侧壁上；导电连接的方式有两种，一种是第三玻璃板的四边长度比第一和第二玻璃板要小10-20mm使电磁屏蔽层形成暴露在外侧玻璃单元外的台阶状的连接部，将导电橡胶与连接部紧密接触连接，或者是第三玻璃与第一和第二玻璃尺寸一样，在第二玻璃与第三玻璃之间布导电布，导电布延伸出玻璃2cm左右，安装时延长出的导电布折到第三玻璃下面直接与导电橡胶搭接。
另外，由于电加温玻璃具有电加温功能用来玻璃加热达到除霜除雾，因此需要设置温度检测装置，测量温度给后台一个温度信号反馈，使玻璃加温有上限限制，当玻璃实际的温度已经达到需要的温度时，就不在无限制的加热了。本实施例中的温度检测装置为热敏电阻，设置在第一粘结层内部。
电加温膜层、热敏电阻和电致变色膜层的导线通过玻璃断面四周环绕，最后通过窗框预留槽口引出焊接在固定的航空插座上。
本发明将玻璃分为两个单独的单元，互不影响，相当于是两块单独的玻璃分别镶嵌在两个槽口上，通过边部搭接，结构设计等方式，实现最终玻璃的多功能复合。此方式内外侧玻璃采用不同的工艺单独复合，保证各种性能的实现，本实施例中的制备工艺如下：
步骤一，将设有电加温层的第一玻璃板、热敏电阻、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、第三玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在120℃，1Mpa压力下进行层合，保温保压2h，然后降温降压，得到外侧玻璃单元。
步骤二，将设有电致变色层的第四玻璃板、第三粘结胶片、第五玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在100℃，0.1Mpa压力进行层合，保温保压2h，然后降温降压，得到内侧玻璃单元。
步骤三，将外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别安装到第一安装槽和第二安装槽内，制备的两片玻璃分别进行边部修理，密封胶保护后，然后放置在窗框槽口中，然后继续涂密封胶，静置48h以上，待密封胶固定后，形成玻璃窗。
经过多次制备后，统计产品质量，产品质量稳定,各层之间粘结牢固，无气泡产生。且电致变色玻璃的透光度变色范围大，经检测，透光度的变色范围可达到0.8％～65％，变色效果好。
实施例2
本实施例中玻璃窗的制备工艺如下：
本实施例中所用第一玻璃板厚度5mm，第二玻璃板厚度为5mm，第三玻璃板厚度为3mm，第四玻璃板厚度为3mm，第五玻璃板厚度为6mm。
第一粘接层厚度为2mm，第二粘接层厚度为1mm，第三粘结层厚度为1mm。
步骤一，将设有电加温层的第一玻璃板、热敏电阻、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、第三玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在100℃，0.8Mpa压力进行层合，保温保压4h，然后降温降压，得到外侧玻璃单元。
步骤二，将第四玻璃板、第三粘结胶片、设有电致变色层的第五玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在120℃，0.2Mpa压力进行层合，保温保压1h，然后降温降压，得到内侧玻璃单元。
步骤三，将外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别安装到第一安装槽和第二安装槽内，制备的两片玻璃分别进行边部修理，密封胶保护后，然后放置在窗框槽口中，然后继续涂密封胶，静置48h以上，待密封胶固定后，形成玻璃窗。
经过多次制备后，统计产品质量，产品质量稳定，各层之间粘结牢固，无气泡产生。且电致变色玻璃的透光度变色范围大，经检测，透光度的变色范围可达到1％～66％，变色效果好。
实施例3
本实施例中玻璃窗的制备工艺如下：
本实施例中所用第一玻璃板厚度6mm，第二玻璃板厚度为8mm，第三玻璃板厚度为6mm，第四玻璃板厚度为2mm，第五玻璃板厚度为3mm。
第一粘接层厚度为2mm，第二粘接层厚度为1mm，第三粘结层厚度为1mm。
步骤一，将设有电加温层的第一玻璃板、热敏电阻、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、第三玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在130℃，1.2Mpa压力下进行层合，保温保压1h，然后降温降压，得到外侧玻璃单元。
步骤二，将设有电致变色层的第四玻璃板、第三粘结胶片、第五玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在80℃，0.1Mpa压力进行层合，保温保压4h，然后降温降压，得到内侧玻璃单元。
步骤三，将外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别安装到第一安装槽和第二安装槽内，制备的两片玻璃分别进行边部修理，密封胶保护后，然后放置在窗框槽口中，然后继续涂密封胶，静置48h以上，待密封胶固定后，形成玻璃窗。
经过多次制备后，统计产品质量，产品质量稳定,各层之间粘结牢固，无气泡产生。且电致变色玻璃的透光度变色范围大，经检测，透光度的变色范围可达到0.6％～64％，变色效果好。
对比例1
本对比例中所用第一玻璃板厚度5mm，第二玻璃板厚度为6mm，第三玻璃板厚度为4mm，第四玻璃板厚度为3mm。
第一粘接层厚度为2mm，第二粘接层厚度为1mm，第三粘结层厚度为1mm。
步骤一，将设有电加温层的第一玻璃板、热敏电阻、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、设有电致变色层的第三玻璃板、第三粘结胶片、第四玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在120℃，1Mpa压力下进行层合，保温保压2h，然后降温降压，得到层合玻璃。
经过多次制备后，统计产品质量，结果一部分电致变色玻璃破碎。未破碎的玻璃电致变色玻璃的透光度变色范围发生衰减，经检测，透光度的变色范围仅能达到达到1.8％～56％。
对比例2
本对比例中所用第一玻璃板厚度5mm，第二玻璃板厚度为6mm，第三玻璃板厚度为4mm，第四玻璃板厚度为3mm。
第一粘接层厚度为2mm，第二粘接层厚度为1mm，第三粘结层厚度为1mm。
将设有电加温层的第一玻璃板、热敏电阻、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、设有电致变色层的第三玻璃板、第三粘结胶片、第四玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，然后放入蒸压釜之中，在100℃，0.1Mpa压力进行层合，保温保压2h，然后降温降压，得到层合玻璃。
经过多次制备后，统计产品质量，结果一部分层合后的玻璃中间有气泡，并且所有产品两层玻璃之间粘接强度较实施例要低，玻璃在老化性能测试中胶合层之间容易出现气泡。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种船用特种玻璃窗，其特征在于，包括：
外侧玻璃单元，所述外侧玻璃单元中包含有电加温层和电磁屏蔽层；
内侧玻璃单元，所述内侧玻璃单元中包含有电致变色层；外侧玻璃单元与内侧玻璃单元之间设有中空腔体；
窗框，用于安装固定所述外侧玻璃单元和内侧玻璃单元。
2.根据权利要求1所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述窗框上设有用于安装外侧玻璃单元的第一安装槽、用于安装内侧玻璃单元的第二安装槽；所述窗框与外侧玻璃单元、内侧玻璃单元之间通过密封材料密封固定。
3.根据权利要求1所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述外侧玻璃单元从外向内依次包括第一玻璃板、第一粘结层、第二玻璃板、第二粘结层、第三玻璃板；
所述电加温层设置在第一玻璃板与第一粘结层之间；
所述电磁屏蔽层设置在第二玻璃板与第二粘结层之间。
4.根据权利要求2所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述外侧玻璃单元与窗框之间设有导电橡胶，所述导电橡胶与电磁屏蔽层导电连接。
5.根据权利要求4所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述导电橡胶设置在第一安装槽的内侧壁上；所述电磁屏蔽层设有暴露在外侧玻璃单元外部的连接部，所述导电橡胶与连接部连接，或者
电磁屏蔽层连接有导电布，电磁屏蔽层通过导电布与所述导电橡胶连接。
6.根据权利要求3所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述外侧玻璃单元上设有温度检测装置；
优选的，所述温度检测装置为热敏电阻，所述热敏电阻设置在第一粘结层内。
7.根据权利要求1所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述内侧玻璃单元从外向内依次包括第四玻璃板、第三粘结层、第五玻璃板；
所述电致变色层设置在第三粘结层与第四玻璃板或第五玻璃板之间。
8.根据权利要求1所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述电致变色层为无机变色膜或有机变色膜；
优选的，所述电致变色层为固态全无机电致变色膜层。
9.根据权利要求1所述的一种船用特种玻璃窗，其特征在于，所述电加温层、温度检测装置和电致变色层的导线通过窗框预留槽口引出后焊接在固定的插座上。
10.一种船用特种玻璃窗的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将设有电加温层的第一玻璃板、温度检测装置、第一粘结胶片、设有电磁屏蔽层的第二玻璃板、第二粘结胶片、第三玻璃板按顺序堆叠放置，四周围导气布，放到真空袋中抽真空，然后放在蒸压设备中升温升压，在100-130℃，0.8-1.2Mpa的条件下进行粘接，保温保压1-4h，得到外侧玻璃单元；
步骤二：将设有电致变色层的第四玻璃板、第三粘结胶片、第五玻璃板按顺序堆叠放置到真空袋中抽真空，四周围导气布，放到真空袋中抽真空，然后放在蒸压设备中升温升压，在80-120℃，0.1-0.2Mpa的条件下进行粘接，保温保压0.5-2h，得到内侧玻璃单元；步骤三，将外侧玻璃单元和内侧玻璃单元分别安装到第一安装槽和第二安装槽内，采用密封材料固定，得到所述船用特种玻璃窗。
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