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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