一种防撞击平板玻璃的制备方法与流程

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种防撞击平板玻璃的制备方法。

背景技术：

平板玻璃由于其价格低廉，施工方便，便于裁切等特点，是被广泛应用的室内隔断及墙体装饰材料。但是玻璃材料为脆性材料，抗撞击性能差，在服役过程中常因为硬物的撞击而破碎。目前提高玻璃抗撞击能力的方法有以下2种：1、在玻璃表面刷涂或者是粘贴一层高弹性的高分子的薄膜层，利用弹性层缓冲硬物对玻璃表面的撞击力，降低玻璃的破碎率。该方法工艺简单，但是防撞膜层为高分子材料，表面硬度低，使用过程中容易被划伤，化学稳定性和耐候性差，存在老化现象，使用寿命短；2、采用喷涂或浸渍法结合特定热处理工艺在玻璃表面形成一层高强度的无机保护膜，该薄膜的膨胀系数略小于玻璃基体。薄膜热处理冷却后，会在玻璃表面产生一定的压应力，能有效抑制玻璃表面被撞击后裂纹的产生与扩展，从而达到防撞击的目的。但是该工艺制备技术复杂，很难制备出大规格的抗撞击玻璃。

技术实现要素：

本发明提供一种防撞击平板玻璃的制备方法，其解决了传统工艺难以制备大规格防撞击平板玻璃的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种防撞击平板玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤一、多孔塑性涂料的制备：

按配方比例称取各原料，多孔塑性涂料的配方，按质量百分比计，如下：30-40％的直径70-100μm铝粉、20-30％的模数3.2的水玻璃、10-20％的硼酸以及10-20％的碳酸镁；

将称取的原料倒入滚动式球磨坛中，球磨坛直径400mm，转速400转/分钟，在球磨坛中加入氧化铝球磨球，球磨球直径1-2cm，球磨球的重量为各原料总重的1-1.2倍，原料球磨1-2小时后，倒出混合好的浆料，获得多孔塑性涂料；

步骤二、玻璃的表面处理：

将平板玻璃用清水冲洗干净后，放入到浓度为5wt％的naoh溶液中浸泡3-4小时，然后用去离子水冲洗平板玻璃表面，当冲洗的去离子水呈现为中性时，停止冲洗，将平板玻璃放入120℃烘箱中，干燥1-2小时，放在室温下冷却；

步骤三、多孔塑性涂料的刷涂：

将步骤一制备的多孔塑性涂料刷涂于步骤二制备的经过表面处理的平板玻璃表面，通过调整涂料刷涂的次数，使平板玻璃表面涂层的厚度控制在0.3-0.5mm，然后将平板玻璃放入160-180℃烘箱中，保温2-3小时，获得表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃；

步骤四、抗撞击平板玻璃的热处理：

将步骤三制备的表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃放入玻璃钢化炉中，在20-25分钟内升温至670-700℃，保温10-20分钟，然后将平板玻璃冷却到620-630℃，保温0.5-1小时，然后将平板玻璃在室温下冷却，获得表面有一层多孔塑性抗撞击薄膜的防撞击平板玻璃。

本发明具有如下有益效果：

1、该工艺采用涂料喷涂加热处理工艺，在平板玻璃表面形成一层多孔的抗撞击薄膜，工艺简单，易于实现；

2、本工艺方法采用sio2-b2o3-na2o-mgo系低软化点玻璃将多孔铝膜粘接于进行过表面处理的平板玻璃之上，粘接牢固；

3、多空薄膜表面是一层致密的玻璃膜层，其硬度高于高分子材料，抗刮擦能力强；

4、薄膜的内部结构为多孔的铝骨架相，遭受硬物撞击后，铝骨架相通过塑性变形吸收撞击能量，降低硬物对玻璃基体的撞击强度，实现玻璃的防撞击功能。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1为本发明制备的防撞击玻璃的截面显微形貌图；

图2为本发明制备的防撞击玻璃的表面显微形貌图。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种防撞击平板玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤一、多孔塑性涂料的制备：

按配方比例称取各原料，多孔塑性涂料的配方，按质量百分比计，如下：30-40％的直径70-100μm铝粉、20-30％的模数3.2的水玻璃、10-20％的硼酸以及10-20％的碳酸镁，所述铝粉采用市售6061型铝粉；

将称取的原料倒入滚动式球磨坛中，球磨坛直径400mm，转速400转/分钟，在球磨坛中加入氧化铝球磨球，球磨球直径1-2cm，球磨球的重量为各原料总重的1-1.2倍，原料球磨1-2小时后，倒出混合好的浆料，获得多孔塑性涂料；

在步骤一中，多孔塑性涂料的成分为6061铝粉、水玻璃、硼酸和碳酸镁。铝粉为涂料中的主要结构成分，在玻璃的后继烧结过程中，铝粉熔化相互连接，冷却后形成多孔塑性抗撞击薄膜的骨架。碳酸镁为涂料中的造孔剂，在烧结温度下分解产生co2，使膜层产生多孔结构。同时水玻璃、硼酸和碳酸镁分解产生的氧化镁，相互之间混溶，形成sio2-b2o3-na2o-mgo系低软化点玻璃，烧结过程中为液相，将多孔氧化铝膜层粘接于平板玻璃表面。

步骤二、玻璃的表面处理：

将平板玻璃用清水冲洗干净后，放入到浓度为5wt％的naoh溶液中浸泡3-4小时，然后用去离子水冲洗平板玻璃表面，当冲洗的去离子水呈现为中性时，停止冲洗，将平板玻璃放入120℃烘箱中，干燥1-2小时，放在室温下冷却；

在步骤二中，普通的平板玻璃表面致密光滑，很难将多孔铝膜牢固粘接于玻璃表面。所以将清洗后的平板玻璃浸泡于5wt％的naoh溶液中，稀的naoh溶液会和平板玻璃表面的sio2反应，生成微量的na2sio3，使多孔塑性涂料烧结产生的sio2-b2o3-na2o-mgo系低软化点玻璃更易于牢固粘接于玻璃表面，同时玻璃表面的粗糙度也增大，步骤一制备的多孔塑性涂料更易在平板玻璃表面刷涂。

步骤三、多孔塑性涂料的刷涂：

将步骤一制备的多孔塑性涂料刷涂于步骤二制备的经过表面处理的平板玻璃表面，通过调整涂料刷涂的次数，使平板玻璃表面涂层的厚度控制在0.3-0.5mm，然后将平板玻璃放入160-180℃烘箱中，保温2-3小时，获得表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃；

在步骤三中，将步骤一制备的多孔塑性涂料采用手工刷涂的方式刷涂于平板玻璃表面然后将平板玻璃放入160-180℃烘箱中保温，多孔塑性涂料中的水玻璃中的水分蒸发，水玻璃变为硅酸钠胶凝材料将涂料中的其它组分颗粒牢固的粘接于平板玻璃表面，方便后继的工艺处理。

步骤四、抗撞击平板玻璃的热处理：

将步骤三制备的表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃放入玻璃钢化炉中，在20-25分钟内升温至670-700℃，保温10-20分钟，然后将平板玻璃冷却到620-630℃，保温0.5-1小时，然后将平板玻璃在室温下冷却，获得表面有一层多孔塑性抗撞击薄膜的防撞击平板玻璃。

在步骤四中，将步骤三制备的表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃，放入玻璃钢化炉中，升温至670-700℃，此时铝粉熔化，水玻璃、硼酸和碳酸镁也相互熔解，形成液态的sio2-b2o3-na2o-mgo系低软化点玻璃，熔融的铝和低软化点玻璃相互之间连接在一起形成连续膜层，同时碳酸镁分解产生大量co2，使膜层变为多孔结构。然后将平板玻璃冷却到620-630℃保温，熔融的铝液凝固形成多孔薄膜的固体骨架相，sio2-b2o3-na2o-mgo系玻璃还为液态相，但是粘度增大，与固体铝的润湿性下降，在表面张力作用下，一部分玻璃液富集于平板玻璃表面，将多孔铝膜牢固的粘接于玻璃基板上，一部分向多孔薄膜表面富集铺展，在多孔铝膜表面形成致密的玻璃层。冷却后获得与玻璃基板粘接牢固，表面致密，内部为多孔结构的抗撞击薄膜。

现以具体实施例对本发明提供的所述一种防撞击平板玻璃的制备方法进行详细说明。

实施例1

本发明提供了一种防撞击平板玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤一、多孔塑性涂料的制备：

按配方比例称取各原料，多孔塑性涂料的配方，按质量百分比计，如下：40％的直径70-100μm铝粉、20％的模数3.2的水玻璃、20％的硼酸以及20％的碳酸镁，所述铝粉为市售6061型铝粉；

将称取的原料倒入滚动式球磨坛中，球磨坛直径400mm，转速400转/分钟，在球磨坛中加入氧化铝球磨球，球磨球直径2cm，球磨球的重量为各原料总重的1.2倍，原料球磨1小时后，倒出混合好的浆料，获得多孔塑性涂料；

步骤二、玻璃的表面处理：

将平板玻璃用清水冲洗干净后，放入到浓度为5wt％的naoh溶液中浸泡3小时，然后用去离子水冲洗平板玻璃表面，当冲洗的去离子水呈现为中性时，停止冲洗，将平板玻璃放入120℃烘箱中，干燥2小时，放在室温下冷却；

步骤三、多孔塑性涂料的刷涂：

将步骤一制备的多孔塑性涂料刷涂于步骤二制备的经过表面处理的平板玻璃表面，通过调整涂料刷涂的次数，使平板玻璃表面涂层的厚度控制在0.5mm，然后将平板玻璃放入180℃烘箱中，保温3小时，获得表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃；

步骤四、抗撞击平板玻璃的热处理：

将步骤三制备的表面涂覆多孔塑性涂料的平板玻璃放入玻璃钢化炉中，在20分钟内升温至670℃，保温15分钟，然后将平板玻璃冷却到630℃，保温1小时，然后将平板玻璃在室温下冷却，获得表面有一层多孔塑性抗撞击薄膜的防撞击平板玻璃。

实施例1制备的所述防撞击平板玻璃的截面显微形貌如图1所示，可见，多孔塑性涂料与平板玻璃粘接牢固；该防撞击平板玻璃的表面显微形貌如图2所示，可见，平板玻璃表面是一层致密的玻璃膜层。

本发明具有如下有益效果：

1、该工艺采用涂料喷涂加热处理工艺，在平板玻璃表面形成一层多孔的抗撞击薄膜，工艺简单，易于实现；

2、本工艺方法采用sio2-b2o3-na2o-mgo系低软化点玻璃将多孔铝膜粘接于进行过表面处理的平板玻璃之上，粘接牢固；

3、多空薄膜表面是一层致密的玻璃膜层，其硬度高于高分子材料，抗刮擦能力强；

4、薄膜的内部结构为多孔的铝骨架相，遭受硬物撞击后，铝骨架相通过塑性变形吸收撞击能量，降低硬物对玻璃基体的撞击强度，实现玻璃的防撞击功能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。