CN118219630A - 夹层玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种夹层玻璃及其制备方法。夹层玻璃包括依次层叠的钠钙玻璃、粘结层和化学钢化铝硅酸盐玻璃，化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度小于钠钙玻璃的厚度；化学钢化铝硅酸盐玻璃与钠钙玻璃的退火点温度之差为‑16℃~16℃，软化点温度之差为‑25℃~25℃，转变温度之差为‑25℃~25℃；化学钢化铝硅酸盐玻璃由铝硅酸盐玻璃经钢化得到。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制品技术领域，特别是涉及一种夹层玻璃及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展与进步，提高汽车汽油燃料和电力等能源的利用效率、追求汽车构件的轻量化是未来发展的趋势。
目前，汽车前挡风玻璃通常由2层2mm~3mm厚的钠钙玻璃与1层0.3mm~0.7mm厚的有机胶层组成，总厚度达5mm~6mm，其无法满足汽车轻量化的要求。为了减轻汽车用玻璃的重量，使配置于室内侧的玻璃板为较薄玻璃，以致玻璃板的刚性降低，但是在玻璃加热弯曲成型时，两层玻璃组分不同会导致玻璃的软化点存在差异，以及薄玻璃比厚玻璃更容易弯曲变性等因素，难以将其弯曲至相同的形状，以至于二者贴合困难。
因此，传统技术仍有待改进。
发明内容
基于此，本发明提供了一种能够满足汽车安全化和轻量化要求的夹层玻璃及其制备方法。具体技术方案包括：
根据本发明的一个方面，提供了一种夹层玻璃，包括依次层叠的钠钙玻璃、粘结层和化学钢化铝硅酸盐玻璃，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度小于所述钠钙玻璃的厚度；所述化学钢化铝硅酸盐玻璃与所述钠钙玻璃的退火点温度之差为-16℃~16℃，软化点温度之差为-25℃~25℃，转变温度之差为-25℃~25℃；
所述化学钢化铝硅酸盐玻璃由铝硅酸盐玻璃经钢化得到，所述铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 55wt%~66wt%、Al2O3 9wt%~15wt%、Na2O 11wt%~16wt%、K2O 4wt%~8wt%、MgO 1wt%~5wt%、B2O3 1wt%~6wt%以及ZrO2 0.2wt%~2wt%；其中，Al2O3的质量百分比为a，K2O和B2O3的质量百分比之和为b，且1.24≤a/b≤1.67。
在其中一个实施例中，所述铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 57wt%~62wt%、Al2O3 12.5wt%~15wt%、Na2O 13.4wt%~16wt%、K2O 6.5wt%~7.5wt%、MgO 1.6wt%~3.7wt%、B2O3 1wt%~2wt%以及ZrO2 1.1wt%~1.7wt%。
在其中一个实施例中，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃和所述钠钙玻璃的退火点温度之差为-4℃~4℃，可选为-3℃~3℃，可选为-2℃~2℃，可选为-1℃~1℃；和/或
所述化学钢化铝硅酸盐玻璃和所述钠钙玻璃的软化点温度之差为-4℃~4℃，可选为-3℃~3℃，可选为-2℃~2℃，可选为-1℃~1℃；和/或
所述化学钢化铝硅酸盐玻璃和所述钠钙玻璃的转变点温度之差为-4℃~4℃，可选为-3℃~3℃，可选为-2℃~2℃，可选为-1℃~1℃。
在其中一个实施例中，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的退火点温度范围为539℃~568℃，软化点温度范围为701℃~751℃，转变点温度范围为531℃~588℃。
在其中一个实施例中，所述钠钙玻璃的厚度为c，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度为d，且满足1.81≤c/d≤2.14。
在其中一个实施例中，所述钠钙玻璃的厚度为2mm~3mm，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度为1mm~1.4mm。
在其中一个实施例中，所述钠钙玻璃包括如下组成原料：SiO2 70wt%~73wt%、Al2O3 0.5wt%~1wt%、Na2O 13wt%~15wt%、MgO 3wt%~4wt%以及CaO 8wt%~10wt%。
在其中一个实施例中，所述粘结层包括聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物中的至少一种。
在其中一个实施例中，包括如下步骤：
将所述钠钙玻璃与所述化学钢化铝硅酸盐玻璃叠置；
加热使所述钠钙玻璃和所述化学钢化铝硅酸盐玻璃软化，并弯曲至预定形状；
冷却后将所述钠钙玻璃和所述化学钢化铝硅酸盐玻璃分开；以及
将冷却后的所述钠钙玻璃、所述粘结层和所述化学钢化铝硅酸盐玻璃依次层叠，进行热压接，制备所述夹层玻璃。
在其中一个实施例中，所述热压接的温度为640℃~660℃，处理时间为46s~65s。
与传统技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过对铝硅酸盐玻璃的组成原料进行优化，使制备得到的铝硅酸盐玻璃具有与钠钙玻璃相近的热学性能，二者在加热时能够弯曲至相同的形状。本发明将上述的铝硅酸盐玻璃与钠钙玻璃组合，极大地减小了夹层玻璃的总厚度和总重量，实现了汽车玻璃轻量化和安全化的要求。
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为本发明一实施方式的夹层玻璃的截面示意图；
图2为本发明一实施方式的玻璃弯曲前和弯曲后的截面示意图。
附图标记说明：11、钠钙玻璃；12、化学钢化铝硅酸盐玻璃；13、粘结层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明中，涉及到数值区间（也即数值范围），如无特别说明，可选的数值分布在上述数值区间内视为连续，且包括该数值范围的两个数值端点（即最小值及最大值），以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，在本文中，相当于直接列举了每一个整数，比如t为选自1-10的整数，表示t为选自由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10构成的整数组的任一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并这些范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本发明中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
本发明的一些实施方式，提供了一种夹层玻璃，包括依次层叠的钠钙玻璃、粘结层和化学钢化铝硅酸盐玻璃，化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度小于钠钙玻璃的厚度；化学钢化铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃的退火点温度之差为-16℃~16℃，软化点温度之差为-25℃~25℃，转变温度之差为-25℃~25℃；
化学钢化铝硅酸盐玻璃由铝硅酸盐玻璃经钢化得到，铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 55wt%~66wt%、Al2O3 9wt%~15wt%、Na2O 11wt%~16wt%、K2O 4wt%~8wt%、MgO 1wt%~5wt%、B2O3 1wt%~6wt%以及ZrO2 0.2wt%~2wt%；其中，Al2O3的质量百分比为a，K2O和B2O3的质量百分比之和为b，且1.24≤a/b≤1.67。
可理解地，化学钢化铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃的退火点温度之差可以为-16℃~16℃之间的任意具体数值，例如可以是-16℃、-15℃、-14℃、-13℃、-12℃、-11℃、10℃、-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃或者16℃。
化学钢化铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃的软化点温度之差可以为-25℃~25℃之间的任意具体数值，例如可以是-25℃、-24℃、-23℃、-22℃、-21℃、20℃、-19℃、-18℃、-17℃、-16℃、-15℃、-14℃、-13℃、-12℃、-11℃、10℃、-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或者25℃。
化学钢化铝硅酸盐玻璃和钠钙玻璃的转变温度之差可以为-25℃~25℃之间的任意具体数值，例如可以是-25℃、-24℃、-23℃、-22℃、-21℃、20℃、-19℃、-18℃、-17℃、-16℃、-15℃、-14℃、-13℃、-12℃、-11℃、10℃、-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃或者25℃。
在图1所示的示例中，夹层玻璃包括依次层叠的钠钙玻璃11、粘结层13和化学钢化铝硅酸盐玻璃12。
本发明中，SiO2的质量百分比为“55wt%~66wt%”，即可取55wt%~66wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：55wt%、56wt%、57wt%、58wt%、59wt%、60wt%、61wt%、62wt%、63wt%、64wt%或者65wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如：55wt%~60wt%。
SiO2是玻璃骨架的主要成分，其作为玻璃的主要组成原料有助于减小玻璃的热膨胀系数、提高玻璃的强度化学稳定性；SiO2含过低时，玻璃机械强度、耐候性变差以及热膨胀系数增大；SiO2含量过高时，使熔制温度升高，容易产生气泡、结石等缺陷，不利于工业化生产。因此本发明控制SiO2的质量百分比为55wt%~66wt%。
在其中一些可选实施方式中，SiO2的质量百分比为57wt%~62wt%。进一步地，SiO2的质量百分比为61.2wt%。
本发明中，Al2O3的质量百分比为“9wt%~15wt%”，即可取9wt%~15wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%或者15wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如：9wt%~12wt%。
Al2O3有利于提高玻璃的结构强度，促进玻璃网络体的完整度，增强玻璃的化学稳定性、弹性模量和硬度，游离氧与Al3+形成玻璃形成体[AlO4]，在玻璃的网络结构中形成更大的空隙通道，有利于碱金属离子交换，以获得最大的压应力和压应力深度。在铝硅酸盐玻璃中，Al2O3含量过高，则会使玻璃粘度增大，熔制温度升高，增加工业生产难度；Al2O3含量过低则化学强化中的离子交换深度大幅降低。因此，本发明控制Al2O3的质量百分比为9wt%~15wt%。
在其中一些可选实施方式中，Al2O3的质量百分比为12.5wt%~15wt%。进一步地，Al2O3的质量百分比为14.2wt%。
本发明中，Na2O的质量百分比为“11wt%~16wt%”，即可取11wt%~16wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：11wt%、11.5wt%、12wt%、12.5wt%、13wt%、13.5wt%、14wt%、14.5wt%、15wt%、15.5wt%或者16wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如10wt%~12wt%。
Na2O是网络外体，能够促进玻璃原料熔融，对化学强化具有促进作用。如果Na2O的含量过高会降低玻璃的耐候性和稳定性；而含量过低则不利于玻璃熔制，同时化学强化的强度也降低。因此，本发明控制Na2O的质量百分比为11wt%~16wt%。
在其中一些可选实施方式中，Na2O的质量百分比为13.4wt%~16wt%。进一步地，Na2O的质量百分比为13.4wt%。
本发明中，K2O的质量百分比为“4wt%~8wt%”，即可取4wt%~8wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：4wt%、4.5wt%、5wt%、5.5wt%、6wt%、6.5wt%、7wt%、7.5wt%或者8wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如4wt%~6wt%。
K2O和Na2O的性质相似，玻璃组分中同时加入K2O和Na2O，通过混合碱效应，能够提高玻璃的高温熔制和澄清，促进化学强化。如果K2O的含量过高，玻璃的离子交换能力会下降，以及线膨胀系数增大。因此，本发明控制K2O的质量百分比为4wt%~8wt%。
在其中一些可选实施方式中，K2O的质量百分比为6.5wt%~7.5wt%。进一步地，K2O的质量百分比为6.8wt%。
本发明中，MgO的质量百分比为“1wt%~5wt%”，即可取1wt%~5wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或者5wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如1wt%~3wt%。
MgO作为碱土金属氧化物，有助于降低玻璃熔化温度，降低玻璃析晶倾向，同时能提高玻璃弹性模量，抑制裂纹的产生。但如果含量过高则会使玻璃的线膨胀系数升高；过低则会使玻璃熔体的粘度增大。因此，本发明控制MgO的质量百分比为1wt%~5wt%。
在其中一些可选实施方式中，MgO的质量百分比为1.6wt%~3.7wt%。进一步地，MgO的质量百分比为1.6wt%。
本发明中，B2O3的质量百分比为“1wt%~5wt%”，即可取1wt%~5wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或者5wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如1wt%~3wt%。
B2O3是玻璃形成体和助溶剂，可降低玻璃液相线温度、软化点温度和线膨胀系数，同时提高玻璃在化学强化和弯曲成形过程中的热学性能，但是，如果在玻璃中添加过多则会降低玻璃表面离子交换能力。因此，本发明控制B2O3的质量百分比为1wt%~5wt%。
在其中一些可选实施方式中，B2O3的质量百分比为1wt%~2wt%。进一步地，B2O3的质量百分比为1.7wt%。
本发明中，ZrO2的质量百分比为“0.2wt%~2wt%”，即可取0.2wt%~2wt%的范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。具体包括但不限于实施例中的点值及以下点值：0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%或者2wt%；或者这些数值中任意两个组成的范围，如0.5wt%~1.2wt%。
ZrO2能提高玻璃化学稳定性、增加玻璃表面硬度、能抵抗玻璃形成裂纹以及裂纹的扩展、且能提高玻璃的离子交换速度，从而使得玻璃更耐划伤，是玻璃原料的必需成分。但是含量过高的ZrO2会显著提高玻璃的熔化温度。因此本发明控制ZrO2的质量百分比为0.2wt%~2wt%。
在其中一些可选实施方式中，ZrO2的质量百分比为1.1wt%~1.7wt%。进一步地，ZrO2的质量百分比为1.1wt%。
在其中一些可选示例中，铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 57wt%~62wt%、Al2O3 12.5wt%~15wt%、Na2O 13.4wt%~16wt%、K2O 6.5wt%~7.5wt%、MgO 1.6wt%~3.7wt%、B2O3 1wt%~2wt%以及ZrO2 1.1wt%~1.7wt%。
在其中一个可选示例中，铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 61.2wt%、Al2O3 14.2wt%、Na2O 13.4wt%、K2O 6.8wt%、MgO 1.6wt%、B2O3 1.7wt%以及ZrO2 1.1wt%。
本发明控制Al2O3、K2O和B2O的质量百分比在特定的范围内，即满足1.24≤a/b≤1.67，能够降低铝硅酸玻璃的软化点，提升化学压应力和离子交换深度，从而满足汽车玻璃对抗冲击性和抗划伤性的需求。
可理解地，铝硅酸盐玻璃中含有较高比例的Al2O3，能够使玻璃的结构趋向致密、且能提升玻璃的软化点。采用化学钢化处理后的铝硅酸盐玻璃作为夹层玻璃的内层玻璃，至少具有如下优点：重量轻；力学性能优良；具有与钠钙玻璃11相近的热学性能，能够加热弯曲至与钠钙玻璃11相同的形状。
在其中一些可选示例中，铝硅酸盐玻璃的组成原料满足1.51≤a/b≤1.67。进一步地，铝硅酸盐玻璃的组成原料满足a/b=1.67。
本发明的化学钢化铝硅酸盐玻璃12，具有优良的力学性能和热学性能，且在热弯加工时易于与钠钙玻璃11贴合。
在其中一些具体示例中，上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12和上述钠钙玻璃11的退火点温度之差可以为-4℃~4℃、-3℃~3℃、-2℃~2℃或者-1℃~1℃。
在其中一些具体示例中，上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12和上述钠钙玻璃11的软化点温度之差可以为-4℃~4℃、-3℃~3℃、-2℃~2℃或者-1℃~1℃。
在其中一些具体示例中，上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12和上述钠钙玻璃11的转变点温度之差可以为-4℃~4℃、-3℃~3℃、-2℃~2℃或者-1℃~1℃。
在其中一些实施方式中，化学钢化铝硅酸盐玻璃12的退火点温度范围为539℃~568℃，软化点温度范围为701℃~751℃，转变点温度范围为531℃~588℃。
在其中一些实施方式中，钠钙玻璃11的退火点温度范围为544℃~553℃，软化点温度范围为719℃~726℃，转变点温度范围为556℃~563℃。
具体地，通过调整铝硅酸盐玻璃的组成原料，能够优化铝硅酸盐玻璃的退火点温度、软化点温度和转变点温度。
在其中一些实施方式中，上述钠钙玻璃11的厚度为c，上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度为d，且满足1.81≤c/d≤2.14。可选地，钠钙玻璃11与化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比为2.0~2.14。进一步可选地，钠钙玻璃11与化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比为2.07。
可理解地，控制钠钙玻璃11和化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比在特定范围内，使二者能够弯曲成型为相同的形状。
在其中一些实施方式中，上述钠钙玻璃11的厚度为2mm~3mm，上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度为1mm~1.4mm。
在其中一些具体示例中，粘结层13的厚度为0.36mm~0.4mm。可选地，粘结层13的厚度为0.38mm。
可理解地，控制钠钙玻璃11和化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比、退火点温度之差、软化点温度之差以及转变点温度之差在上述特定范围内，两层玻璃能够被同时加热弯曲至相同的形状，使二者紧密贴合。
上述夹层玻璃被用于制备汽车玻璃时，较厚的钠钙玻璃11置于汽车外侧，较薄的化学钢化铝硅酸盐玻璃12置于汽车内侧。在汽车遭受重力撞击时更不易破损，保证汽车外侧玻璃的力学性能。
在其中一些具体示例中，上述钠钙玻璃11包括如下组成原料：SiO2 70wt%~73wt%、Al2O3 0.5wt%~1wt%、Na2O 13wt%~15wt%、MgO 3wt%~4wt%以及CaO 8wt%~10wt%。
在其中一些具体示例中，上述粘结层13包括聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物中的至少一种。
本发明的一些实施方式，还提供了一种夹层玻璃的制备方法，包括如下步骤S10~S40。
S10：提供上述的硅酸盐玻璃的组成原料，制备得到硅酸盐玻璃；
S20：对硅酸盐玻璃进行化学钢化处理，得到化学钢化铝硅酸盐玻璃12；
S30：将钠钙玻璃11与上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12叠置，加热使钠钙玻璃和化学钢化玻璃软化，并弯曲至预定形状；以及
S40：冷却后将钠钙玻璃11与上述化学钢化铝硅酸盐玻璃12分开，将冷却后的钠钙玻璃11、粘结层13和化学钢化铝硅酸盐玻璃12依次层叠，进行热压接，制备得到夹层玻璃。
在其中一些实施方式中，步骤S10中，硅酸盐玻璃的制备方法包括S11~S13。
S11：提供上述的硅酸盐玻璃的组成原料，混合，制备得到混合料；
S12：对混合料进行熔制，得到铝硅酸盐玻璃母体；以及
S13：对铝硅酸盐玻璃母体进行退火处理，得到铝硅酸盐玻璃。
在其中一些示例中，步骤S12中，熔制的温度为1550℃~1630℃，熔制时间为6h~10h。
在其中一些示例中，步骤S13中，退火处理的温度为630℃~700℃，时间为12h~24h。
在其中一些实施方式中，步骤S20中，化学钢化处理的溶液为熔融KNO3，处理温度为390℃~425℃，处理时间为3h~8h。
在其中一些实施方式中，步骤S30中，加热的温度为640℃~660℃，加热时间为持46s~65s。
在其中一些实施方式中，步骤S30中，预定形状可以是弧形、梯形或者其他任意形状，根据夹层玻璃的应用场景进行预定即可。
在其中一些实施方式中，步骤S40中，热压接的温度为640℃~660℃，处理时间为46s~65s。
本发明的又一些实施方式，提供了一种玻璃制品，包括上述的夹层玻璃或上述的夹层玻璃的制备方法制得的夹层玻璃。
上述玻璃制品具有力学性能优良、厚度薄等优点。能够在满足汽车安全性能的前提下，实现汽车轻量化。
下面将结合具体实施例和对比例对本发明作进一步说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
（1）制备化学钢化铝硅酸盐玻璃12：
a) 按照表1所示的玻璃组成原料提供所需的原材料，原材料的总重量为800g，将所有原材料投入混料机混合30min，得到混合料。
b) 将混合料倒入铂铑坩埚中，于1550℃~1630℃下熔制保温6~10h，并于1530℃~1620℃进行澄清和均化4h~8h。
c) 将熔制好的玻璃液浇注到不锈钢模具中成型，于630℃~700℃退火12h~24h，随后降温至室温，得到铝硅酸盐玻璃。
d) 将制备得到的铝硅酸盐玻璃用线切割机按照300*300*（1mm~2mm）尺寸进行切片，然后依次进行粗磨、普通清洗、细磨、超声清洗、CNC磨边倒角和抛光精加工，将精加工处理的玻璃片置于390℃~425℃的熔融KNO3中化学钢化3h~8h，得到化学钢化铝硅酸盐玻璃12。
e) 对玻璃样品的理化性能进行测试：利用德国耐驰DIL-402PC卧式膨胀仪测定膨胀系数（30℃~300℃），升温速率为5℃/min；采用FSM-6000LE表面应力仪测定化学钢化后玻璃表面压应力（CS）和压应力层深度（DOL）；参照标准ASTM C-336和ASTM C-338测定玻璃软化点温度（Ts）和转变点温度（Tg）；采用高温粘度计测定粘度，再根据Vogel-Fulcher-Tamann公式计算得出熔化温度（Tm）和退火点温度（Ta）；采用玻璃弯曲强度测试仪（东莞普赛特PT-307A）测定玻璃表面ROR（ring on ring）强度，测试速度为10mm/min、上压头直径为32mm、下压头直径为16mm。
实施例2~24：
与实施例1基本相同，区别仅在于玻璃组成原料不同，具体如表1~3所示。
表1
表2
表3
对比例1~4：
与实施例1基本相同，区别仅在于玻璃组成原料不同，具体如表4所示。
表4
本发明通过对铝硅酸盐玻璃的组成原料进行优化配比，制备得到的玻璃的线膨胀系数（30℃~300℃）为94.5×10-7/℃~103.5×10-7/℃，软化点为701℃~751℃（软化点指玻璃粘度在107.65dPa.s时的温度），退火点为539℃~568℃，温度转变点531℃~588℃；具有上述热学性能的铝硅酸盐玻璃在热弯时易于和钠钙贴合。上述铝硅酸盐玻璃在化学钢化后玻璃表面压应力为713.42Mpa~898.39Mpa，压应力层深度为27.36μm~41.33μm，ROR强度范围为413N~1678N，其力学性能明显优于传统的钠钙玻璃11，且厚度更薄。
对比例1和对比例2中Al2O3/(K2O+B2O3)的比值分别为2.44和3.10，远高于1.67，制备得到的铝硅酸盐玻璃的软化点分别为759℃和763℃，与钠钙玻璃11的软化点相差过大，可能无法与钠钙玻璃11贴合。此外，对比文件中Al2O3/(K2O+B2O3)比值较大，明显降低了铝硅酸盐玻璃的压应力和ROR强度。
对比例3中Al2O3的质量百分比为17.5wt%，制备得到的铝硅酸盐玻璃的软化点为778℃，可能无法与钠钙玻璃11匹配贴合；且压应力和ROR强度降低。
对比例4中K2O质量百分比为3.5wt%，应力层深度较低，仅为26.43μm。
上述结果表明，本发明通过对组成原料进行改进和优化，控制各原料的质量百分数在特定范围内，能够制备得到厚度小、力学性能优良和热学性能优良的铝硅酸盐玻璃。
实施例25：
提供如表5所示的钠钙玻璃3作为钠钙玻璃11，其厚度为2.0mm；提供实施例23制备的铝硅酸盐玻璃作为铝硅酸盐玻璃，厚度为1.1mm；中间粘结层13由PVB制成，厚度为0.38mm。
表5
将平板状的钠钙玻璃11和铝硅酸盐玻璃叠置，固定在耐火的环膜上，初始加热温度设置为450℃~490℃，以5℃/min上升，加热至640℃~660℃后保持46s~65s，使钠钙玻璃11和铝硅酸盐玻璃软化，并使其利用重力弯曲至与支撑表面基本一致的弧形，冷却后将钠钙玻璃11和铝硅酸盐玻璃暂时分开；弯曲前和弯曲后的玻璃形状如图2所示。弯曲后对铝硅酸盐玻璃进行化学钢化处理，化学钢化处理的溶液为熔融KNO3，处理温度为390℃~425℃，处理时间为3h~8h，制得化学钢化铝硅酸盐玻璃12。
随后将弯曲的钠钙玻璃11、粘结层13和化学钢化铝硅酸盐玻璃12依次叠加，通过热压接制备得到如图1所示的夹层玻璃。热压接的步骤包括：在高压釜内，以1.0MPa~1.9MPa进行加压的同时以100℃~150℃保持45min~80min。
实施例26~28、对比例5~6：
各步骤与实施例25基本相同，区别仅在于钠钙玻璃11、化学钢化铝硅酸盐玻璃12不同，具体如表6所示。
表6
由表6可知，实施例25~28中，控制钠钙玻璃11和化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比在1.81~2.14之间，热弯加工时二者能够贴合良好，贴合间隙小于0.01mm，夹层玻璃抗冲击性能大于0.27J。
对比例5中钠钙玻璃11和化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比为1.4，且二者的软化点温度之差达30℃，热弯加工时两层玻璃的贴合间隙为0.5mm、且夹层玻璃的抗冲击性能较弱。
对比例6中钠钙玻璃11和化学钢化铝硅酸盐玻璃12的厚度之比为2.3，且二者的退火温度之差达21℃，热弯加工时两层玻璃的贴合间隙为0.4mm、且夹层玻璃的抗冲击性能较弱。
本发明将厚度不同的钠钙玻璃11和化学钢化铝硅酸盐玻璃12组合制备夹层玻璃，具体地，处于汽车外部的钠钙玻璃11选择2mm~3mm的钠钙玻璃11，处于汽车内部的化学钢化铝硅酸盐玻璃12选择本发明改进后的铝硅酸盐玻璃。在不影响夹层玻璃力学性能的前提下，极大地缩减了夹层玻璃的总厚度，从而能够在安全化的基础上实现汽车的轻量化。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种夹层玻璃，其特征在于，包括依次层叠的钠钙玻璃、粘结层和化学钢化铝硅酸盐玻璃，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度小于所述钠钙玻璃的厚度；所述化学钢化铝硅酸盐玻璃与所述钠钙玻璃的退火点温度之差为-16℃~16℃，软化点温度之差为-25℃~25℃，转变温度之差为-25℃~25℃；
所述化学钢化铝硅酸盐玻璃由铝硅酸盐玻璃经钢化得到，所述铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 55wt%~66wt%、Al2O3 9wt%~15wt%、Na2O 11wt%~16wt%、K2O 4wt%~8wt%、MgO1wt%~5wt%、B2O3 1wt%~6wt%以及ZrO2 0.2wt%~2wt%；其中，Al2O3的质量百分比为a，K2O和B2O3的质量百分比之和为b，且1.24≤a/b≤1.67。
2.根据权利要求1所述的夹层玻璃，其特征在于，所述铝硅酸盐玻璃包括如下组成原料：SiO2 57wt%~62wt%、Al2O3 12.5wt%~15wt%、Na2O 13.4wt%~16wt%、K2O 6.5wt%~7.5wt%、MgO 1.6wt%~3.7wt%、B2O3 1wt%~2wt%以及ZrO2 1.1wt%~1.7wt%。
3.根据权利要求1~2任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃和所述钠钙玻璃的退火点温度之差为-4℃~4℃，可选为-3℃~3℃，可选为-2℃~2℃，可选为-1℃~1℃；和/或
所述化学钢化铝硅酸盐玻璃和所述钠钙玻璃的软化点温度之差为-4℃~4℃，可选为-3℃~3℃，可选为-2℃~2℃，可选为-1℃~1℃；和/或
所述化学钢化铝硅酸盐玻璃和所述钠钙玻璃的转变点温度之差为-4℃~4℃，可选为-3℃~3℃，可选为-2℃~2℃，可选为-1℃~1℃。
4.根据权利要求1~2任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的退火点温度范围为539℃~568℃，软化点温度范围为701℃~751℃，转变点温度范围为531℃~588℃。
5.根据权利要求1~2任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述钠钙玻璃的厚度为c，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度为d，且满足1.81≤c/d≤2.14。
6.根据权利要求5所述的夹层玻璃，其特征在于，所述钠钙玻璃的厚度为2mm~3mm，所述化学钢化铝硅酸盐玻璃的厚度为1mm~1.4mm。
7.根据权利要求1~2、6任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述钠钙玻璃包括如下组成原料：SiO2 70wt%~73wt%、Al2O3 0.5wt%~1wt%、Na2O 13wt%~15wt%、MgO 3wt%~4wt%以及CaO 8wt%~10wt%。
8.根据权利要求1~2、6任一项所述的夹层玻璃，其特征在于，所述粘结层包括聚乙烯醇缩丁醛、乙烯乙酸乙烯酯、丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯和环烯烃聚合物中的至少一种。
9.如权利要求1~8任一项所述的夹层玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述钠钙玻璃与所述化学钢化铝硅酸盐玻璃叠置；
加热使所述钠钙玻璃和所述化学钢化铝硅酸盐玻璃软化，并弯曲至预定形状；
冷却后将所述钠钙玻璃和所述化学钢化铝硅酸盐玻璃分开；以及
将冷却后的所述钠钙玻璃、所述粘结层和所述化学钢化铝硅酸盐玻璃依次层叠，进行热压接，制备所述夹层玻璃。
10.根据权利要求9所述的夹层玻璃的制备方法，其特征在于，所述热压接的温度为640℃~660℃，处理时间为46s~65s。
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