专利名称：新型建筑安全防火玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型建筑安全防火玻璃的制造工艺与方法。
目前，国内外市场上常见的防火玻璃大多为夹层复合防火玻璃和夹丝防火玻璃，前者中加入的防火胶粘剂在紫外线照射下很快就变成乳白色及产生气泡，影响玻璃的透光性，夹丝防火玻璃不仅透光度欠佳而且不能阻止热量辐射，同时也存在着安装笨重等问题，限制了作为建筑物外墙玻璃的使用。此外还有单片防火玻璃，一种采用喷涂法对普通浮法玻璃进行钢化，另一种是对玻璃采用普通化学钢化与超强物理钢化处理。
玻璃作为防火隔断，其受高温火焰冲击时，破坏方式主要为炸裂，为此提高玻璃的抗冲击强度，增强玻璃表面的压应力就能有效地提高玻璃的防火性能。本发明中涉及的新型建筑安全防火玻璃是对单片平板玻璃进行特种化学钢化与特殊物理钢化处理。
在低于玻璃软化温度下将玻璃浸入到铯钾熔盐中，在附加电场作用下，玻璃表面的钠离子同熔盐中的铯、钾离子快速交换，从而改变了玻璃表面结构。铯、钾离子均系较钠离子半径大的阳离子，由于大离子的挤压而在玻璃表面产生压应力，使玻璃表面结构更加致密，由于铯、钾离子的混合效应，玻璃表面形成的压应力要比单一离子交换的压应力大。在特制钢化炉中，进行特殊物理钢化，本发明与普通物理钢化不同之处在于使玻璃边部的钢化强度高于玻璃中心部位，解决了玻璃在高温下先从边部炸裂的问题。这样经过以上方法处理后，玻璃的力学性能和抗热冲击性能较普通化学钢化及物理钢化处理后的玻璃进一步增强，同时也避免了化学钢化中存在的应力松弛及普通钢化玻璃自爆问题，进而提高玻璃的防火性能和使用价值。
为了更充分理解本发明，给出以下实施例作为说明。
采用5～19mm厚的平板玻璃，经挑选、切割后，对其边缘研磨以保证没有缺口、毛刺之类的缺陷，否则玻璃处于高温时容易炸裂；研磨之后，再对研磨的边缘进行抛光，使最终产品既美观又安全。
玻璃经清洗、干燥、预热后浸入铯、钾熔盐中，熔盐主要由硝酸钾与硝酸铯组成，外加一些添加剂，其中硝酸钾与硝酸铯(重量比)87.5％，氧化铝4％，硅藻土2％，碳酸钾3％，磷酸钾3.5％，在外加电场作用下，玻璃表面的Na+与熔盐中的Cs+、K+快速交换，电场附加电压为60v，熔盐温度430℃，离子置换时间2小时，经冷却后用温水清洗玻璃表面的熔盐，对此玻璃测试表面压应力值623Mpa(经国家安全玻璃及石英玻璃质量监督检验中心测试)。由于玻璃两面都进行了离子交换钢化，因而产品在最终使用时没有安装方向上的限制。
本发明中特殊物理钢化是在特制钢化炉中，对玻璃边部及中心部位进行特殊物理钢化，边缘钢化温度高于中心部位20℃--50℃，边缘钢化风压大于中心部位500-1000Pa，使玻璃边部的钢化强度高于玻璃中心部位，由于产品最终使用时安装在金属框架或合金框架中，当火焰蔓延时，玻璃的边部导热最快，因此经过特殊物理钢化后玻璃的热稳定性得到提高，避免了玻璃在高温下先从边部炸裂。经过上述方法处理后，产品在1000℃高温下保持180分钟不炸裂，达到防火A类1级标准。
本发明中涉及的工艺操作简单，处理时间短，生产效率高，产品不仅防火性能优良，而且具有很好的可加工性，可加工成为夹层安全玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃及点式幕墙玻璃。产品易于安装，在紫外线照射下不发生任何变化，可作为玻璃外墙单片使用，有效降低建筑物重量，提高空间利用率。因此采用本工艺生产的防火玻璃是一种新型建筑装饰材料，可为玻璃幕墙、门窗及其它需要防火设施的场所提供理想的防火安全玻璃。
权利要求
1.一种新型建筑安全防火玻璃的制造工艺与方法，其特征在于对普通平板玻璃进行特种化学钢化与特殊物理钢化处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对玻璃进行特种化学钢化处理，通 过在熔盐中采用附加电压，在电场中进行离子交换，以加快离子扩散速度，熔盐中的铯、钾离子扩散到玻璃表层中，而玻璃表层中的Na+扩散到熔盐中，由此进行的离子交换在玻璃表面产生压应力，从而提高玻璃的强度。此方法在已发表的单片防火玻璃专利CN1328976A及CN1302773A中未见采用。
3.根据权利要求1--2所述的方法，其特征在于附加电压40--70v，熔盐温度400--500℃，离子交换时间1--8小时。
4.根据权利要求2--3所述的方法，特种化学钢化处理后玻璃强度高于未采用上述方法所处理的玻璃，如专利CN1328976A中最终防火玻璃表面压应力值500Mpa以上，而本发明中只经特种化学钢化后(未经特殊物理钢化处理)玻璃表面压应力值即可达到600Mpa以上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在特制钢化炉中进行特殊物理钢化，使产品边缘的钢化强度高于中心部位，解决了高温下玻璃从边部炸裂的问题。
6.根据权利要求1、5所述的方法，其特征在于玻璃边缘钢化温度高于中心部位20℃-50℃，边缘钢化风压大于中心部位500-1000Pa。
全文摘要
本发明涉及一种新型建筑安全防火玻璃的制造工艺与方法。普通单片平板玻璃经特种化学钢化处理即电场离子交换增强，在辅助电场下，熔盐中的铯钾离子快速置换玻璃表面的钠离子，由于铯钾离子的混合效应，玻璃表面形成的压应力层要比单一离子置换的压应力层厚，表面压应力值较普通化学钢化大幅提高，而且处理时间短，效率高。之后在特制钢化炉中再对其进行特殊物理钢化，使其边部的钢化强度高于玻璃中心部位。经此工艺制得的防火玻璃比普通化学钢化及物理钢化后制得的防火玻璃生产效率高，玻璃的力学性能和抗热冲击性能大幅提高，防火性能更优良，并解决了玻璃自爆问题，提高了玻璃使用安全性。
文档编号C03C21/00GK1491911SQ0214655
公开日2004年4月28日 申请日期2002年10月22日 优先权日2002年10月22日
发明者张文玲, 苟金芳, 梁中生, 王志平, 赵恩录, 王春平 申请人:秦皇岛玻璃工业研究设计院