专利名称：一种镀膜玻璃的可溶性保护膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及镀膜玻璃技术领域，特别是一种用于Low-E镀膜玻璃表层的可溶性保护膜及其制备方法。
背景技术：
镀膜玻璃因其优良的性能已经在各个领域得到了广泛的应用。Low-E镀膜玻璃 (低福射镀膜玻璃，Low Emissivity Coating Glass),作为一种新型的节能玻璃,逐渐成为当代建筑玻璃的首选。Low-E玻璃是一种在离线玻璃表面镀覆一层或多层氧化物薄膜，使其对近红外线辐射具有低反射率，对远红外线具有高反射率，且可保持其良好透光性能的玻璃。Low-E玻璃通过涂层技术解决了传统玻璃隔热性能与采光性能的矛盾，在拥有良好隔热性能的同时，具有良好的采光性能，同时解决了传统玻璃的“光污染”问题。
然而，其在运输和储存的过程中，Low-E玻璃膜层容易划伤、磨损；并且，其银层容易氧化；另外，镀膜玻璃在进行各种冷加工和热处理，如切片、磨边，夹层等处理后，物理化学性能容易发生改变。针对上述问题，有些制造商在Low-E玻璃产品生产出来后，通过喷隔离粉或玻璃四周垫干净的纸板等保护措施来保护玻璃膜层。众所周知，Low-E玻璃作为玻璃幕墙，从出厂到完成其在工程上安装的整个过程极为繁杂，它包括搬运、运输、切割、磨边、 清洗、钢化、安装等。在此过程中，裸露的Low-E玻璃膜面易被灰尘污染；切割和磨边清洗无法防止水、霉变、油溃、指纹等污染物的侵袭，膜层易被氧化损坏。因此，在Low-E玻璃后续加工过程中必须经常在切割、清洗等环节做特殊要求的膜面维护保养，以至工序管理监控复杂、繁琐。即使如此，也无法确保Low-E玻璃之膜面在储藏、长途运输及异地加工工序中不被损坏。目前国内大部分玻璃深加工企业开始使用贴膜方式保护镀膜玻璃的膜层，广泛使用的膜层有PE膜、热反射膜等，它可以起到一定的保护效果。然而，使用基片时，需人工揭膜，该保护膜不能重复利用且不易降解，批量使用会造成大量的固体废物，而这对环境造成了严重的负面影响。中国专利200510100985. 6提供了一种离线Low-E玻璃膜面保护方法是在膜面上贴覆一层保护膜，通常为PE膜，膜厚为O. 1-0. 5mm，脱膜时采取人工手撕。这种方法材料和人力成本都较高，在钢化之前对膜的去除也较困难，如果在钢化之前的存放周期过长，PE膜与氧化物镀层发生较为牢固的结合，在去除时容易造成氧化物镀层的微观破坏，从而影响Low-E膜层的性能。
因此，找到一种合适的环保材料替代传统保护方式对于本领域而言已经势在必行。将可溶性膜技术引入本领域是一种可行的方式。
针对玻璃原片，ZL200510062628. 5提供了一种可溶性膜来保护玻璃原片，该可溶性聚合物膜成膜物质为聚乙烯酸酯聚合物、聚乙烯吡咯烷酮/聚乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯己内酰胺聚合物中的一种，该聚合物成膜物质所使用的溶剂为醇类、酮类或酯类。该专利所使用的溶剂为有机溶剂，对生产环境造成较大破坏，也难以排放。该专利以及公开件JP-H 10226537提出用聚乙烯醇作为成膜物质，水作为溶剂，这种体系提高了环境友好性。
聚乙烯醇(PVA)是一种性能优良的水溶性聚合物，但其耐水性较差。将PVA作为玻璃保护可溶性涂层体系，需要解决其薄膜附着力、耐磨、耐水及脱膜等问题。针对已溅射有氧化物功能层和类金刚石膜层的镀膜玻璃，详见专利ZL200920109877. 9。其外表面的防护层需要根据类金刚石膜层性质来专门设计。玻璃原片表面极性较强，但溅射氧化物功能层和类金刚石膜层后其表面性质发生了根本性的变化，单组份PVA膜层难以达到生产过程中高附着力、耐磨和耐水性要求。本发明通过大量试验,选取酯化聚乙烯醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉和硼酸形成的交联网络作为所述镀膜玻璃的保护膜层。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种针对已溅射有氧化物功能层和类金刚石膜层的镀膜玻璃的可溶性保护膜及其制备方法，在工业化便捷的同时不对环境造成污染。
为了实现上述目的，本发明提供了一种镀膜玻璃的可溶性保护膜，其中，该可溶性保护膜为喷涂固化在依次溅射有功能膜层和类金刚石膜层的镀膜玻璃之上的膜层，所述可溶性保护膜在所述 镀膜玻璃的最外层。
上述的可溶性保护膜，其中，所述可溶性保护膜为酯化聚乙烯醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉和硼酸分子形成的交联网络。
上述的可溶性保护膜，其中，所述可溶性保护膜的浆料组成为成膜物质总量水 =I 2. 3 100 ;成膜物质各组分比例为酯化聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮 可溶性淀粉硼酸=120 60 60 20 8 2 6 4 I。
上述的可溶性保护膜，其中，所述的酯化聚乙烯醇分子量为35100 63500g/mol， 酯化率为30% 65%。
上述的可溶性保护膜，其中，所述的聚乙烯醇分子量为51000 126500g/mol，醇解度为90% 99%。
上述的可溶性保护膜，其中，所述的聚乙烯吡咯烷酮分子量为8000 58000g/ mol ο
上述的可溶性保护膜，其中，所述的可溶性保护膜固化后厚度均匀且无空白点，所述厚度为10 50 μ m,铅笔硬度大于或等于4H。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种镀膜玻璃的可溶性保护膜制备方法，其中，包括
a、可溶性溶液配置步骤；
b、喷涂成膜步骤。
上述的可溶性保护膜制备方法，其中，所述喷涂成膜步骤包括
bl、设置一玻璃基片；
b2、溅射功能膜层；
b3、溅射类金刚石膜层；
b4、喷涂可溶性保护层。
上述的可溶性保护膜制备方法，其中，所述可溶性溶液配置步骤包括，首先将纯水边搅拌边加热到95°C以上，然后向热水中加入酯化聚乙烯醇，45分钟后加入聚乙烯醇，35 分钟后加入聚乙烯吡咯烷酮，30分钟后加入可溶性淀粉，30分钟后加入硼酸，保温95°C以上搅拌40分钟后，自然冷却至室温并放料。
本发明的技术效果在于本发明作为Low-E玻璃的膜面保护方法，取代Low-E玻璃 PE贴膜等保护方法，从而降低成本，提高生产效率和产品品质，同时不污染环境。所述的可溶性保护膜具有成膜附着力强，满足转运过程的对膜面的保护，不对膜层产生影响，在钢化之前通过水喷淋或水浸洗的方式自动去除。本发明为环境友好型水溶性涂层体系，成膜固化快，水洗易于去除，并结合流水线生产满足整板自动均匀涂覆。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为本发明一实施例的镀膜玻璃结构示意图2为本发明可溶性保护膜工艺流程图3为本发明一实施例的工艺流程图。
其中，附图标记
I玻璃基片
2功能膜层
3类金刚石膜层
4可溶性保护层
a d、bl b4 步骤具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述
参见图1，图1为本发明一实施例的镀膜玻璃结构示意图。本发明的镀膜玻璃，包括玻璃基片I和依次溅射在所述玻璃基片I上的功能膜层2和类金刚石膜层3，所述可溶性保护层4喷涂固化在所述类金刚石膜层3外。可溶性保护层4为酯化聚乙烯醇、聚乙烯醇、 聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉、硼酸形成的交联网络。
参见图2，图2为本发明可溶性保护膜工艺流程图。本发明的镀膜玻璃的生产方法，包括
a、可溶性膜浆料的制备；
b、喷涂成膜步骤。
在喷涂成膜步骤b之后，还可包括烘干步骤c及性能测试步骤d，在烘干后对镀膜玻璃的性能进行测试，即在烘干装置之后设置检查装置，对成品的外观进行检测。为了保证玻璃镀膜的效果，在喷涂成膜步骤之前，也可用在线光学仪器对玻璃基片O及玻璃溅射膜层的性能进行光学性能检测。因该玻璃检测为较成熟的现有技术，在此不作赘述。其中，所述喷涂成膜步骤包括
bl、设置一玻璃基片；
b2、溅射功能膜层；
b3、溅射类金刚石膜层；
b4、喷涂可溶性膜保护层。
其中，所述喷涂可溶性保护层的步骤包括
b41、设置控制所述可溶性保护层的膜厚度的参数；
b42、设置控制所述可溶性保护层的均匀性的参数；
b43、设置所述喷枪的喷射参数，以控制所述喷枪喷射出的喷液范围。
例如，可设定液体压力O. 8barg，液体流量24L/h，雾化空气压力2barg，雾化空气流量32NL/min，风扇空气压力3barg，风扇空气流量123NL/min。喷涂之后玻片被传送带45 引入烘干装置60 (例如热风烘箱)中进行固化，热风烘箱温度控制在55°C左右。或者设定液体压力1.4barg，液体流量48L/h，雾化空气压力5barg，雾化空气流量61NL/min，风扇空气压力5barg,风扇空气流量244NL/min。喷涂之后玻片被传送带45引入热风烘箱中进行固化，热风烘箱温度控制在55°C左右。
其中，所述溅射功能膜层和/或溅射类金刚石膜层采用阴极磁控溅射的方法镀制。在步骤a中配制保护膜浆料时，首先将纯水边搅拌边加热到95°C以上，然后按照一定的加料顺序和间隔时间向热水中依次加入原料，首先加入酯化聚乙烯醇，45分钟后加入聚乙烯醇，35分钟后加入聚乙烯吡咯烷酮，30分钟后加入可溶性淀粉，30分钟后加入硼酸，保温 95 0C以上搅拌40分钟后，自然冷却至室温，放料。
本发明的镀膜玻璃生产设备，包括依次设置的上片装置、功能膜层装置和类金刚石膜层装置，还包括可溶性保护层喷涂装置及可溶性膜浆料反应釜，所述可溶性保护层喷涂装置与所述可溶性膜浆料反应釜连接并设置在所述类金刚石膜层装置之后。还可在可溶性保护层喷涂装置之后连接烘干装置。
所述可溶性保护层喷涂装置为气动喷涂装置，所述气动喷涂装置包括机架及设置在所述机架上的气动装置、喷枪组件、储液罐和喷雾控制系统，所述喷枪组件分别与所述气动装置、所述喷雾控制系统及所述储液罐连接，所述气动装置与所述喷雾控制装置连接。还包括感应开关，所述感应开关与所述喷雾控制系统连接，所述感应开关设置在所述可溶性保护层喷涂装置的传送带上，以感应玻璃在传送带上的运动并发出喷雾开始和停止信号。 所述镀膜生产设备还包括光学性能测量装置，所述光学性能测量装置设置在所述可溶性保护层喷涂装置之前。·
成膜过程可溶性保护膜喷涂设备的基本功能是利用设置在传送带上的感应开关感应玻璃在传送带上的运动并发出喷雾开始和停止信号，通过控制器控制自动喷枪，满足传送带玻璃快速运动时的非连续喷涂要求。
下面以具体实施例详细说明本发明的可溶性保护膜的制备方法。参见图3，图3为本发明一实施例的工艺流程图。
实施例1:
步骤a :可溶性保护膜浆料制备过程向搪瓷反应釜中加入100L纯水，边搅拌边加热至95°C，首先加入615. 4g酯化聚乙烯醇(分子量35100g/mol，酯化率65% ),45分钟后加入307. 7g聚乙烯醇(分子量51000g/mol，醇解度99% ),35分钟后加入41g聚乙烯吡咯烷酮(分子量8000g/mol)，30分钟后加入30. 7g可溶性淀粉，30分钟后加入5.1g硼酸，保温95°C以上搅拌40分钟后，自然冷却至室温，放料。
步骤b :镀膜玻璃可溶性保护膜层制备设置玻璃基片，溅射功能膜层，溅射类金刚石膜层，而后将该镀膜玻璃通过传送带弓I入喷涂装置中，进行可溶性保护层喷涂成膜。设定液体压力O. 21barg，液体流量18. 4L/h，雾化空气压力O. 7barg，雾化空气流量12. 5NL/min,风扇空气压力O. 7barg,风扇空气流量61NL/min。喷涂之后玻片被传送带引入热风烘箱中进行固化，热风烘箱温度控制55°C左右。
步骤c :热风烘干。热风烘干成膜后，对产品进行抽检，测试可溶性保护膜附着力、 抗划伤、水溶性等性能。上述配方制得的可溶性保护膜固化后厚度均匀，为ΙΟμπι，无空白点，铅笔硬度4Η，经水喷淋脱膜容易。
实施例2
步骤a :可溶性保护膜浆料制备过程向搪瓷反应釜中加入100L纯水，边搅拌边加热至97 V，首先加入1586. 2g酯化聚乙烯醇(分子量63500g/mol，酯化率30 % )，45分钟后加入528. 7g聚乙烯醇(分子量126500g/mol，醇解度90% )，35分钟后加入52. 9g聚乙烯吡咯烷酮(分子量58000g/mol)，30分钟后加入105. 7g可溶性淀粉，30分钟后加入26. 4g 硼酸，保温95°C以上搅拌40分钟后，自然冷却至室温，放料。
步骤b :镀膜玻璃可溶性保护膜层制备设置玻璃基片，溅射功能膜层，溅射类金刚石膜层，而后将该镀膜玻璃通过传送带弓I入喷涂装置中，进行可溶性保护层喷涂成膜。设定液体压力1. 4barg，液体流量48L/h，雾化空气压力5barg，雾化空气流量61NL/min，风扇空气压力5barg,风扇空气流量244NL/min。喷涂之后玻片被传送带引入热风烘箱中进行固化，热风烘箱温度控制55°C左右。
步骤c :热风烘干。热风烘干成膜后，对产品进行抽检，测试可溶性保护膜附着力、 抗划伤、水溶性等性能。上述配方制得的可溶性保护膜固化后厚度均匀，为50μπι，无空白点，铅笔硬度5Η，经水喷淋脱膜容易。
实施例3
步骤a :可溶性保护膜浆料制备过程向搪瓷反应釜中加入200L纯水，边搅拌边加热至96°C， 首先加入1832g酯化聚乙烯醇(分子量43800g/mol，酯化率40% )，45分钟后加入916g聚乙烯醇(分子量86500g/mol，醇解度95% )，35分钟后加入114. 5g聚乙烯吡咯烷酮(分子量lOOOOg/mol)，30分钟后加入114. 5g可溶性淀粉，30分钟后加入22. 9g硼酸，保温95°C以上搅拌40分钟后，自然冷却至室温，放料。
步骤b :镀膜玻璃可溶性保护膜层制备设置玻璃基片，溅射功能膜层，溅射类金刚石膜层，而后将该镀膜玻璃通过传送带弓I入喷涂装置中，进行可溶性保护层喷涂成膜。设定液体压力0. 8barg，液体流量24L/h，雾化空气压力2barg，雾化空气流量32NL/min，风扇空气压力3barg,风扇空气流量123NL/min。喷涂之后玻片被传送带引入热风烘箱中进行固化，热风烘箱温度控制55°C左右。
步骤c :热风烘干。热风烘干成膜后，对产品进行抽检，测试可溶性保护膜附着力、 抗划伤、水溶性等性能。上述配方制得的可溶性保护膜固化后厚度均匀，为36μπι，无空白点，铅笔硬度4Η，经水喷淋脱膜容易。
本发明作为Low-E玻璃的膜面保护方法，取代Low-E玻璃PE贴膜等保护方法，从而降低成本，提高生产效率和产品品质，同时不污染环境。所述的可溶性保护膜具有成膜附着力强，满足转运过程的对膜面的保护，不对膜层产生影响，在钢化之前通过水喷淋或水浸洗的方式自动去除。本发明为环境友好型水溶性涂层体系，成膜固化快，水洗易于去除，并结合流水线生产满足整板自动均匀涂覆。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要·求的保护范围。
权利要求
1.一种镀膜玻璃的可溶性保护膜，其特征在于，该可溶性保护膜为喷涂固化在依次溅射有功能膜层和类金刚石膜层的镀膜玻璃之上的膜层，所述可溶性保护膜在所述镀膜玻璃的最外层。
2.如权利要求1所述的可溶性保护膜，其特征在于，所述可溶性保护膜为酯化聚乙烯醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉和硼酸分子形成的交联网络层。
3.如权利要求1或2所述的可溶性保护膜，其特征在于，所述可溶性保护膜的浆料包括成膜物质总量水=I 2. 3 100 ;成膜物质各组分比例为酯化聚乙烯醇聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮可溶性淀粉硼酸=120 60 60 20 8 2 6 4 I。
4.如权利要求3所述的可溶性保护膜，其特征在于，所述的酯化聚乙烯醇分子量为 35100 63500g/mol，酯化率为 30% 65%。
5.如权利要求3所述的可溶性保护膜，其特征在于，所述的聚乙烯醇分子量为51000 126500g/mol，醇解度为 90% 99%。
6.如权利要求3所述的可溶性保护膜，其特征在于，所述的聚乙烯吡咯烷酮分子量为 8000 58000g/mol。
7.如权利要求1、2、4、5或6所述的可溶性保护膜，其特征在于，所述的可溶性保护膜固化后厚度均匀且无空白点，所述厚度为10 50 μ m,所述的可溶性保护膜的铅笔硬度大于或等于4H。
8.一种镀膜玻璃的可溶性保护膜制备方法，其特征在于，包括a、可溶性溶液配置步骤；b、喷涂成膜步骤。
9.如权利要求8所述的可溶性保护膜制备方法，其特征在于，所述喷涂成膜步骤包括bl、设置一玻璃基片；b2、溅射功能膜层；b3、溅射类金刚石膜层；b4、喷涂可溶性保护层。
10.如权利要求8或9所述的可溶性保护膜制备方法，其特征在于，所述可溶性溶液配置步骤包括，首先将纯水边搅拌边加热到95°C以上，然后向热水中加入酯化聚乙烯醇，45 分钟后加入聚乙烯醇，35分钟后加入聚乙烯吡咯烷酮，30分钟后加入可溶性淀粉，30分钟后加入硼酸，保温95°C以上搅拌40分钟后，自然冷却至室温并放料。
全文摘要
一种镀膜玻璃的可溶性保护膜及其制备方法，镀膜玻璃为在玻璃原片表面依次溅射功能膜层的玻璃，所述可溶性保护层喷涂固化在所述镀膜玻璃最外层。可溶性保护膜浆料由一定比例的酯化聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉、硼酸、聚乙烯醇和水在特定温度按一定加料顺序配制而成。本发明可降低成本，提高生产效率和产品品质，所述的可溶性保护膜具有成膜附着力强，满足转运过程的对膜面的保护，不对膜层产生影响，在钢化之前通过水喷淋或水浸洗的方式自动去除。
文档编号C03C17/34GK102992647SQ20111026906
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者王烁, 李彬, 王奇 申请人:天津南玻节能玻璃有限公司, 天津南玻工程玻璃有限公司