CN107555806A - 一种单层耐久性建筑保温隔热Low‑E玻璃及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新型建筑材料的制备技术领域,提供了一种单层耐久性建筑保温隔热Low‑E玻璃及制备方法。通过在氮气保护下,使玻璃在助熔剂、澄清剂等助剂存在下,高温熔融,然后加入银粉并分散均匀,形成涂膜液,并将涂膜液均匀涂覆于玻璃板表面,形成功能膜,再经钢化,不但简化了Low‑E玻璃的镀膜工艺,而且银粉被封闭在玻璃内,大幅提升了其耐久性,能有效防止机械损伤及外界侵蚀,延长使用寿命。并且制备工艺简单,成本较低,能实现规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及新型建筑材料的制备领域,尤其是涉及一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃及制备方法。
背景技术
建筑材料的发展是随着社会的发展,科技水平的不断提高而不断丰富的,从其最基本的满足生活需要到当今的轻质高强、高耐久性、无毒环保、节能环保,抗震、等诸多新的功能要求,使建筑材料的从被动的以研究应用为主向开发新功能、新用途的新型材料方向转变。
“新型建筑材料”,简称新型建材,是区别于传统的灰、砂石、砖瓦等建材的建筑材料新品种,是在传统建筑材料基础上产生的新一代升级换代建筑材料,业内将新型建筑材料的范围作了明确的界定,新型建筑材料主要有新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和装饰装修材料四大类。在低碳时代到来之际,在国家提倡节能降耗、转型发展的大背景下,绿色低碳、节能环保已经成为新型建材不可回避的使命。为此, 以绿色环保、利废、隔热、保温、防火、质轻、高强、替代、成本低廉、节土、节地为目标的新型建材从中获得巨大的发展新机遇。新型建材的工业产值超过6000亿元,年增长超过14%,从业企业超过5000多家。目前,不断有新型建材被开发,特别是一些复合化、多功能化、节能化、绿色化、轻质高强化的新型建材占据了传统建材50%以上的比重。
我国建筑的建造和使用长期处于能源能耗高、利用效率低的状况。建筑节能已经是人们共同关注的热点问题,也是建筑界实施可持续发展战略的一个关键环节。我国建筑节能可分为两部分,一是建筑采暖、空调和照明的节能;二是建筑物自身的节能。而影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构,而围护结构中热工性能最薄弱的环节是窗户。在建筑能耗方面,我国建筑门窗散热量占建筑***总散热量的50%以上,因此提高门窗的保温隔热性能是降低建筑能耗的有效途径。
Low-E玻璃又称低辐射玻璃,是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性,使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比,具有优异的隔热效果和良好的透光性。成为幕墙等保温隔热的专用玻璃。
然而由于Low-E玻璃可见光透过率高,阳光热容易进入室内,通常需要制备成中空来提升隔热性能。而且镀膜容易受损,通常采用中空双层的方式保护镀膜,因此,Low-E玻璃中空化,增加了玻璃幕墙的成本和重量。
发明内容
针对现有Low-E玻璃阳光热容易进入室内,镀膜容易受损的缺陷,本发明提出一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃及制备方法。其技术点是在氮气保护下,预先将银粉与熔融玻璃液分散形成涂膜液,然后准备玻璃板,将玻璃板预热,将涂膜液均匀涂在玻璃板上,形成单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃。其显著的优势是不但对紫外线灯热辐射具有阻挡性,而且通过银粉与玻璃液分散形成涂膜液,使得银粉功能膜有效防止损伤和外界的侵蚀。该方法法制备工艺简单,成本低且易于大规模生产。
为实现上述目的,采用如下技术方案:
一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,通过在氮气保护下预制含有银粉的玻璃涂膜液;然后将涂膜液均匀涂覆于玻璃板表面,形成功能膜,再经钢化,即可制得单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃,具体步骤如下:
(1)在氮气氛围下,将玻璃与助熔剂、澄清剂按一定的质量比例加入到熔炉中,高温加热至玻璃熔融,然后加入一定质量的银粉,然后在恒温搅拌器中搅拌5-10min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
优选的,步骤(1)所述助熔剂为碳酸钙、硼酸锂;
优选的,步骤(1)所述助熔剂的使用量为玻璃质量的5~10%;
优选的,步骤(1)所述澄清剂为硫酸钠、氧化锑或氯化钠;
优选的,步骤(1)所述澄清剂的使用量为玻璃质量的0.3~0.5%;
优选的,步骤(1)所述加热熔融的温度为1300~1400℃;
优选的,步骤(1)所述银粉的加入量为玻璃质量的15~20%;
优选的,步骤(1)所述恒温搅拌器的温度为1400~1500℃,搅拌速度为50-100r/min;
优选的,步骤(2)所述的压缩氮气气流压力为2-3.5MPa;
优选的,步骤(3)所述钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为30~50s。
一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃,由上述所述方法制备得到。其中的将银粉与分散于玻璃液中作为涂布液涂布,不但简化了Low-E玻璃的镀膜工艺,而且银粉被封闭在玻璃内,大幅提升了其耐久性。
通常,在玻璃熔融的过程中,加入助熔剂,在更低的温度范围内促进玻璃中的硅酸盐发生反应,同时由于共熔体的形成,表面张力降低,粘度降低,助熔剂还能促进各组分润湿作用的强化,增强各界面结合。而澄清剂的作用在于促使玻璃液中的气泡消除,可通过降低玻璃液粘度或高温分解产生气体来实现。涂膜液的涂抹应保证力度与厚度均匀,其厚度直接关系着保护层的保护效果,既要满足能承受680~720℃的钢化温度,又能确保成型制品能有效防止损伤及外部侵蚀。在涂膜液制备时,有效的搅拌可在保证质量的同时,提高作业的稳定性,使产量增加,同时,可有效改善成型玻璃液的不均匀性,降低玻璃液的密度波动,促进银粉的均匀分散,提高涂抹后的表面平整度。加热钢化的温度及时间均应进行有效控制,加热温度过高或时间过长,玻璃膜层就会烧毁,造成脱膜现象。加热温度过低或时间过短,钢化质量难以达到要求。
本发明一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃及制备方法,通过在氮气保护下,使玻璃在助熔剂、澄清剂等助剂存在下,高温熔融,然后加入银粉并分散均匀,形成涂膜液,并将涂膜液均匀涂覆于玻璃板表面,形成功能膜,再经钢化,不但简化了Low-E玻璃的镀膜工艺,而且银粉被封闭在玻璃内,大幅提升了其耐久性。与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:
1. 本发明制得的Low-E玻璃采用银粉涂膜液形成功能膜,能有效防止机械损伤及外界侵蚀,延长使用寿命。克服了传统直接镀膜易损伤的缺陷。
2.本发明制得的Low-E玻璃可见光高透过性能优异,中远红外线反射特性明显,其保温性能和隔热性能都较好。
3.本发明制得的Low-E玻璃为单层结构,与中空双层结构相比,明显降低了制备成本及单位面积的重量。
4.本发明制备工艺简单,成本较低,能实现规模化生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
(1)在氮气氛围下,将100kg玻璃与5kg助熔剂碳酸钙、0.3kg澄清剂硫酸钠加入到熔炉中,高温加热至1300~1400℃玻璃熔融,然后加入15kg的银粉,在恒温搅拌器中1400~1500℃,搅拌速度为50r/min;搅拌5-10min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流在压力2MPa条件下均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中,钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为30s,进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
对实施例1得到的Low-E玻璃,测试其辐射率、遮阳系数及传热系数,并与普通浮法玻璃、气相镀膜单层Low-E玻璃的性能相对比,得到的数据如表1所示。
实施例2
(1)在氮气氛围下,将100kg玻璃与6kg助熔剂碳酸钙、0.5kg澄清剂氧化锑加入到熔炉中,高温加热至1300~1400℃玻璃熔融,然后加入15kg的银粉,在恒温搅拌器中1400~1500℃,搅拌速度为80r/min;搅拌10min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流在压力2.5MPa条件下均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中,钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为35s,进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
对实施例2得到的Low-E玻璃,测试其辐射率、遮阳系数及传热系数,并与普通浮法玻璃、气相镀膜单层Low-E玻璃的性能相对比,得到的数据如表1所示。
实施例3
(1)在氮气氛围下,将100kg玻璃与8kg助熔剂硼酸锂、0.4kg澄清剂氯化钠加入到熔炉中,高温加热至1300~1400℃玻璃熔融,然后加入18kg的银粉,在恒温搅拌器中1400~1500℃,搅拌速度为100r/min;搅拌10min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流在压力3.0MPa条件下均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中,钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为40s,进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
对实施例3得到的Low-E玻璃,测试其辐射率、遮阳系数及传热系数,并与普通浮法玻璃、气相镀膜单层Low-E玻璃的性能相对比,得到的数据如表1所示。
实施例4
(1)在氮气氛围下,将100kg玻璃与10kg助熔剂硼酸锂、0.5kg澄清剂硫酸钠加入到熔炉中,高温加热至1300~1400℃玻璃熔融,然后加入20kg的银粉,在恒温搅拌器中1400~1500℃,搅拌速度为50r/min;搅拌8min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流在压力2MPa条件下均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中,钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为50s,进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
对实施例4得到的Low-E玻璃,测试其辐射率、遮阳系数及传热系数,并与普通浮法玻璃、气相镀膜单层Low-E玻璃的性能相对比,得到的数据如表1所示。
实施例5
(1)在氮气氛围下,将100kg玻璃与8kg助熔剂碳酸钙、0.3kg澄清剂加入到熔炉中,高温加热至1300~1400℃玻璃熔融,然后加入18kg的银粉,在恒温搅拌器中1400~1500℃,搅拌速度为80r/min;搅拌10min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流在压力3.5MPa条件下均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中,钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为30s,进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
对实施例5得到的Low-E玻璃,测试其辐射率、遮阳系数及传热系数,并与普通浮法玻璃、气相镀膜单层Low-E玻璃的性能相对比,得到的数据如表1所示。
表1:
由表1可见:
本发明制得的单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃,与普通浮法玻璃、传统气相镀膜单层Low-E玻璃相比,其辐射率明显降低,具有优异的保温效果和隔热效果。其耐久性较好。
Claims (9)
1.一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,通过在氮气保护下预制含有银粉的玻璃涂膜液;然后将涂膜液均匀涂覆于玻璃板表面,形成功能膜,再经钢化,即可制得单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃,具体步骤如下:
(1)在氮气氛围下,将玻璃与助熔剂、澄清剂按一定的质量比例加入到熔炉中,高温加热至玻璃熔融,然后加入一定质量的银粉,然后在恒温搅拌器中搅拌5-10min,得到涂膜液;
(2)采用全自动玻璃切割机将玻璃板按尺寸进行切裁,然后采用磨边机进行磨边;然后采用水平对流的加热方式对玻璃板进行强化预热处理;再将步骤(1)所得的涂膜液通过压缩氮气气流均匀涂抹于玻璃板表面,形成起阻挡及保护作用的功能膜;
(3)将步骤(2)涂膜的玻璃板置于钢化炉中进行钢化处理,即可得到单层耐久性建筑用Low-E玻璃。
2.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述助熔剂为碳酸钙、硼酸锂;所述助熔剂的使用量为玻璃质量的5~10%。
3.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述澄清剂为硫酸钠、氧化锑或氯化钠;所述澄清剂的使用量为玻璃质量的0.3~0.5%。
4.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述加热熔融的温度为1300~1400℃。
5.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述银粉的加入量为玻璃质量的15~20%。
6.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述恒温搅拌器的温度为1400~1500℃,搅拌速度为50-100r/min。
7.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述的压缩氮气气流压力为2-3.5MPa。
8.根据权利要求1所述一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述钢化炉为强制对流炉,其对流喷嘴在炉顶,以打入压缩空气实现强制对流;所述钢化炉的炉温为680~720℃,钢化加热时间为30~50s。
9.一种单层耐久性建筑保温隔热Low-E玻璃,由权利要求1-8任一项所述方法制备得到。
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