隔热保温夹层安全玻璃及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种建筑节能玻璃及其制造方法，具体涉及一种隔热保温夹层安全玻 璃及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着人类社会科学与经济的持续发展，更多代表着建筑美学的玻璃走向 千家万户，建筑采用玻璃是为了建筑的自然采光与增加建筑的美感。建筑的自然采光在利 用可见光的同时，紫外线、红外线也进入了室内。太阳光中的波长较短的紫外线不仅对家具 造成破坏，同时还会对人体造成皮肤的损伤、产生癌变等疾病；太阳光中的红外线进入室内 造成室内物体或空间升温，这种升温作用对冬季的采暖是有益的，但是，夏季的过量红外线 进入室内的升温作用，对人体的舒适度造成影响。玻璃占建筑物外围护结构面积的30~ 70%，在建筑围护结构中，玻璃的传热系数较墙体小，所以，冬季通过玻璃的热损失大于墙 体，夏季通过玻璃传入室内的热量也大于墙体，全年通过玻璃的能耗超过外墙，大多数占到 建筑总能耗的40%以上。因此，具有夏季隔热与冬季保温的节能玻璃成为建筑玻璃的功能 需求。随着高层建筑的增多，安全玻璃的使用受到社会各界的高度重视。我国地理位置按 照气候分类为严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区，各地区对建筑玻璃的热 工特性要求是不一样的。如何有效使玻璃既具有隔热功能、又具有保温功能，适用于夏季隔 热需求及冬季保温需求的建筑玻璃的开发成了研宄的重要方面。
[0003] 报道透明玻璃隔热涂料以及所制备的透明隔热玻璃的专利文献很多，其技术已经 相当成熟，透明隔热玻璃应用也已经很广泛了。例如，CN1232599C公开了一种纳米透明隔 热复合涂料，采用聚合物树脂为成膜物、ITO、ATO为隔热介质的透明隔热涂料。由于是在单 片玻璃的基础上涂布隔热涂料形成的隔热玻璃，其传热系数K值基本没有变化，其保温性 的改善是有限的。
[0004] 现有PVB夹层玻璃是现代建筑使用的安全玻璃，是目前市场上具有实际意义的 真正的安全玻璃。PVB夹层玻璃的玻璃破损后的玻璃碎片仍牢牢地粘连在PVB中间膜上，有 效地防止玻璃破损后的二次伤害事故发生。然而，普通的PVB夹层玻璃对紫外线与太阳红 外辐射的阻隔小，达不到有效地阻隔太阳光线中的紫外线和红外线的目的。
[0005] 具有隔热性能的安全玻璃目前已经有大量的研宄，如CN103011622A公开了一种 镀膜夹层玻璃及其制造方法，所述夹层玻璃的制备方法是，在第一层玻璃内表面镀有金属 膜层或金属氧化物层，再与聚合物胶片和第二层玻璃组成夹层玻璃。因其隔热机理是所用 的金属膜层或金属氧化物层的热反射作用，故该金属膜层或金属氧化物层对周边环境产生 光污染；该金属膜层或金属氧化物层是采用真空等离子喷镀方法形成的，需要昂贵的设备 生产；为了防止金属膜层或金属氧化物层接触空气变质，在制备夹层玻璃之前，还必须要把 靠近玻璃边部的金属层及金属氧化物层打磨掉，再用聚合物胶膜封边，其工艺复杂及设备 投资大；同时该专利技术没有涉及建筑玻璃的保温问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种不会产 生光污染，能有效地阻隔太阳光线中的紫外线和红外线，有利于提高建筑玻璃的隔热保温 性能的隔热保温夹层安全玻璃。
[0007] 本发明进一步要解决的技术问题是，提供一种工艺流程短，操作简单，设备投入 小，成本低的隔热保温夹层安全玻璃的制造方法。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种隔热保温夹层安全玻璃，从 上往下依次为第一层玻璃、涂布在第一层玻璃内表面的透明隔热涂层、聚合物胶片和第二 层玻璃。
[0009] 进一步，所述隔热保温夹层安全玻璃还设有气体间隔层和第三层玻璃；所述第二 层和第三层玻璃通过密封胶封边并形成气体间隔层。所述密封胶通常选用丁基胶与聚氨 酯。这种具有气体间隔层的隔热保温夹层安全玻璃可以称为隔热保温夹层安全中空玻璃。 [0010] 进一步，所述透明隔热涂层是由主要组分为具有隔热功能的金属氧化物和聚合物 成膜物的隔热涂料涂布而成。
[0011] 进一步，所述金属氧化物为具有半导体特性的金属氧化物，包括锑掺杂二氧化锡、 锡掺杂氧化铟、氧化锌、硫化铜、氧化铝或氧化钨中的一种或几种。所述金属氧化物为纳米 氧化物，纳米粒子的原始粒径50~lOOnm，经过研磨后粒径达到10~30nm。所述金属氧化 物在可见光范围内的吸收性小，保证涂膜有很高的可见光透过率，同时具有较强的紫外与 近红外吸收率，达到高可见光透过率与高红外线与紫外线阻隔率的目的。
[0012] 进一步，所述聚合物成膜物为聚氨酯树脂或聚丙烯酸树脂。所述聚合物成膜物与 玻璃的粘合力强、透明度高、耐老化性好。
[0013] 进一步，所述聚合物成膜物在涂料中的质量百分比为20~50%，优选30~40% ;所 述金属氧化物在涂料中的添加量相当于聚合物成膜物质量的〇. 1~15%。所述金属氧化物 是本发明隔热保温夹层安全玻璃隔热功能的主体，若加入量过少，则满足不了隔热要求，若 加入量过多，则影响可见光的透过率，一般选择相当于聚合物成膜物质量0. 1~15%的添加 量，综合考虑隔热效果与涂料价格的性价比的情况下，优选的添加量为1~12% (进一步优 选4~11%)〇
[0014] 进一步，所述隔热涂料由隔热浆料制备而成；隔热浆料的制备方法是：先在一部 分聚合物成膜物的分散体中，加入相当于聚合物成膜物总质量〇. 1~15%的金属氧化物， 再加入分散剂、润湿剂和增稠剂，搅拌下分散〇. 5~I. 5h后，再研磨15~25h，得粒径为 10~30nm的隔热浆料；在余下部分聚合物成膜物的分散体中加入所得隔热浆料，搅拌分散 0. 5~I. 5h，即得隔热涂料。所述搅拌分散的速度为100~500转/min。在制备浆料与制 备涂料的过程中，分散剂、润湿剂和增稠剂的添加量按照常规方法根据对隔热涂料性能的 要求进行调整，分散剂、润湿剂和增稠剂的添加总质量为金属氧化物的〇. 1~5%。所述聚合 物成膜物树脂分散体是指将聚合物成膜物树脂分散后所得聚合物成膜物树脂乳液或溶液。 聚合物成膜物的分散体分两部分加入主要是为了便于金属氧化物的分散，两部分加入的用 量不需要明确分配。
[0015] 进一步，所述透明隔热涂层的干膜厚度为10~50 μπι。透明隔热涂层的干膜厚度 与所要求的隔热玻璃的隔热效果以及涂膜中隔热材料的用量相关。
[0016] 进一步，所述聚合物胶片为聚乙烯醇缩丁醛或乙烯-醋酸乙烯共聚物，聚合物胶 片厚度为〇. 38~I. 52mm。膜层厚度是按照夹层玻璃的性能要求选用的。
[0017] 进一步，所述气体间隔层的厚度为6~12_。气体间隔层的作用是增加中空玻璃 的保温效果，气体间隔层的厚度按照建筑保温要求确定。
[0018] 进一步，所述第三层玻璃为普通玻璃或Low-E玻璃。Low-E玻璃又称低辐射玻璃， 采用Low-E玻璃能进一步提高其保温性；所述普通玻璃可以是普通透明玻璃，也可以是着 色透明玻璃等。具有气体间隔层和第三层玻璃的即隔热保温夹层安全中空玻璃。
[0019] 本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：隔热保温夹层安全玻璃的 制造方法，包括以下步骤： (1) 透明隔热涂层的制备：在第一层玻璃的内表面采用喷涂或滚涂的方法涂布隔热涂 料，然后在100~120°C下，烘烤1~30min，形成透明隔热涂层； (2) 隔热保温夹层安全玻璃的制备：将步骤（1)所得涂布了透明隔热涂层的第一层 玻璃、聚合物胶片和第二层玻璃依次叠放，在成型压力〇. 3~0. SMPa下，温度从室温升至 120~150°C后，保温2~5h，冷却至室温，得隔热保温夹层安全玻璃。
[0020] 进一步，隔热保温夹层安全玻璃的制造方法，包括以下步骤： (1) 透明隔热涂层的制备：在第一层玻璃的内表面采用喷涂或滚涂的方法涂布隔热涂 料，然后在100~120°C下，烘烤1~30min，形成透明隔热涂层； (2) 隔热保温夹层安全玻璃的制备：将步骤（1)所得涂布了透明隔热涂层的第一层 玻