一種安全玻璃的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃及其加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種安全玻璃的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前常見的安全玻璃，絕大多數(shù)是由無機(jī)硅酸鹽玻璃與聚乙烯醇縮醛膠片（英文 簡稱PVB)在一定壓力和溫度下復(fù)合而成，PVB屬于熱塑性工程塑料材料，在高壓受熱過程 中會(huì)與玻璃產(chǎn)生交聯(lián)，顏色由半透明變?yōu)槿该鳎罱K得到全透明的安全玻璃。復(fù)合后得到 的安全玻璃整體厚度從2cm起，整體厚度隨強(qiáng)度要求提高而增加，多至IOcm的亦有。但由 于玻璃的比重偏高（約2500kg/m3)，性脆，從而使其應(yīng)用和裝配具有一些局限性。例如一塊 規(guī)格為35mmXI. 84mX3. 66m的防彈玻璃，重量大約為600kg，每平米重量大約100kg，如此 大的自重會(huì)導(dǎo)致玻璃發(fā)生自裂，損害型材的使用壽命。此外，硅酸鹽玻璃在受到破壞的瞬間 會(huì)有大量飛濺物，由此產(chǎn)生的二次傷害也不可小覷。
[0003] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種安全玻璃的制備方法。在該方法中，采用聚碳酸酯板 和聚氨酯膠片作為原料，并使聚碳酸酯板和聚氨酯膠片之間生產(chǎn)充分的化學(xué)交聯(lián)，保證制 備得到的安全玻璃具有強(qiáng)度高、通透性好、質(zhì)量輕、保溫性能優(yōu)異、難燃燒性能優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0006] 一種安全玻璃的制備方法，包括如下步驟：
[0007] (1)將聚碳酸酯板作為第一材料層A、聚氨酯膠片作為膠黏層B，將所述第一材料 層A、所述膠黏層B通過加熱軟化進(jìn)行初步復(fù)合，得到混合材料；
[0008] (2)將所述混合材料進(jìn)行加熱加壓處理，使其內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，得到初步交聯(lián)的 混合材料；
[0009] (3)將初步交聯(lián)的混合材料所處的壓力增加到至少1.2MPa，溫度升高為 130-150°C，進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，后降至常溫常壓，即得安全玻璃。
[0010] 本發(fā)明提供的安全玻璃的制備方法中，通過加熱軟化可獲取一定的流動(dòng)性以便將 材料層之間的空隙內(nèi)的氣體徹底排除，得到初步復(fù)合后的混合材料。
[0011] 然后再通過加壓加熱處理，得到初步交聯(lián)的混合材料。在這一步驟中，加熱使所有 的材料進(jìn)一步軟化，同時(shí)加壓也使得所有材料層之間發(fā)生作用，使混合材料內(nèi)部進(jìn)行初步 化學(xué)交聯(lián)，從而將混合材料的強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)。
[0012] 最后將初步交聯(lián)的混合材料所處的壓力增加到至少1.2MPa以上，溫度升高為 130-150°C。在這一高溫高壓環(huán)境中，混合材料中的聚碳酸酯和聚氨酯分子產(chǎn)生了充分的化 學(xué)交聯(lián)，從而使得混合材料的強(qiáng)度大大增強(qiáng)。而后降溫降壓降至常溫（室溫25-30°C)和常 壓，即得本發(fā)明提供的安全玻璃。
[0013] 本發(fā)明提供的安全玻璃制備方法中，將聚碳酸酯板作為安全玻璃的第一材料層A， 將聚氨酯膠片作為安全玻璃的膠黏層B。其中，聚碳酸酯是一種性能優(yōu)越的熱塑性工程塑 料，具有良好的透光性、抗沖擊性，硬度高、難燃，質(zhì)量輕，將其應(yīng)用至安全玻璃中時(shí)，保證安 全玻璃具有如下的獨(dú)特性能：
[0014] 強(qiáng)度高，保護(hù)性能優(yōu)越。在遭受外力破壞時(shí)無飛濺物，能避免二次傷害；極度耐穿 透，能抵抗多種形式的破壞。
[0015]質(zhì)量輕，同等厚度下重量僅為無機(jī)玻璃的40 %，使得安裝更便利。這一特性使得本 發(fā)明提供的安全玻璃非常適用于需嚴(yán)格控制重量的領(lǐng)域，如高鐵、飛行設(shè)備、兵器。
[0016] 通透性好。經(jīng)檢測，本發(fā)明提供的安全玻璃的透光率高達(dá)88%-90%，完全能替代 無機(jī)玻璃的應(yīng)用。
[0017]保溫性能優(yōu)異。經(jīng)檢測，本發(fā)明提供的安全玻璃的傳熱系數(shù)K值最低可達(dá)LOw/m2K，其隔熱效能比同等厚度的無機(jī)玻璃高7%~25%。
[0018] 難燃燒性能優(yōu)異。本發(fā)明提供的安全玻璃難燃性能達(dá)到Bl級，燃燒溫度為580°C， 且燃燒時(shí)不釋放毒氣，撤離火源后自行熄滅。
[0019]在本發(fā)明中，將聚氨酯作為膠黏層B。聚氨酯可與聚碳酸酯發(fā)生交聯(lián)作用，從而將 第一材料層A緊密結(jié)合在一起。同時(shí)，聚氨酯還有優(yōu)異的透光性能，因此，將其作為膠黏層 時(shí)，即使在多層累加時(shí)，也不會(huì)導(dǎo)致安全玻璃的透光性能下降。
[0020] 本發(fā)明所提供的制備方法中，所用的聚碳酸酯和聚氨酯都屬于可回收的環(huán)保塑 料，使用壽命可達(dá)20年以上，即使在氣候炎熱環(huán)境下長期使用也無有害物質(zhì)析出，對使用 者無健康傷害。因此，本發(fā)明提供的安全玻璃的使用壽命長，能適應(yīng)高溫環(huán)境。
[0021] 優(yōu)選地，在步驟（1)中，所述加熱軟化的溫度為90-100°C，時(shí)間為10-20分鐘。
[0022] 在本發(fā)明提供的制備方法中，首次加熱的作用將所有材料層進(jìn)行初步的軟化，獲 取一定的流動(dòng)性以便將材料層之間的空隙內(nèi)的氣體徹底排除，使得不同材料層之間能夠充 分貼合在一起。在這一步驟中，本發(fā)明通過優(yōu)選加熱的溫度為90-KKTC，并在這一溫度下 加熱10-20分鐘便可將所有材料層軟化成具有一定流動(dòng)性的材料，從而將材料層之間的空 隙內(nèi)的空氣排除。若是加熱的溫度過低，不能保證所有的材料層能夠軟化達(dá)到流動(dòng)性的狀 態(tài)。若是加熱的溫度過高，有的材料層會(huì)全部熔化為液態(tài)，不但無法實(shí)現(xiàn)不同材料層之間的 同步融合，而且還不利于后續(xù)的操作。
[0023] 優(yōu)選地，在步驟（2)中，所述加壓加熱的處理具體包括如下步驟：
[0024] 將壓力增加至0? 5-lMPa，同時(shí)將溫度升高至130-150°C，在這一溫度和壓力下保 持至少2小時(shí)。
[0025]優(yōu)選地，在步驟（3)中，所述降壓降溫過程中，降壓速率為350_650KPa/h，且降溫 速率為 30-40°C/h。
[0026] 在本發(fā)明所提供的制備方法中，降壓降溫不宜過快，否則殘留應(yīng)力的存在會(huì)縮短 安全玻璃的壽命。通過經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，控制降壓速率為350-650KPa/h，且降溫速率為30-40°C/ h為宜。
[0027] 優(yōu)選地，所述第一材料層A的厚度為3_6mm。
[0028]優(yōu)選地，所述膠黏層B的厚度為l_3mm。
[0029] 本發(fā)明提供的安全玻璃是多層材料層按照一定的順序依次疊加而成的。不同材料 層的厚度不但會(huì)影響著安全玻璃的強(qiáng)度，而且還會(huì)影響安全玻璃的透光性。本發(fā)明優(yōu)選的 第一材料層A的厚度為3-6mm，膠黏層B的厚度為l-3mm，保證安全玻璃中的第一材料層和 膠黏層能夠充分交聯(lián)在一起，使得安全玻璃的具有優(yōu)異的強(qiáng)度，能夠抵抗住任何形式的破 壞。同時(shí)，這一厚度的第一材料層和膠黏層在制備過程中不會(huì)產(chǎn)生氣泡，保證安全玻璃具有 優(yōu)異的透光性。
[0030] 優(yōu)選地，若所述安全玻璃包含兩層所述第一材料A，則在步驟（1)中，所述加熱軟 化之前還包括如下步驟：
[0031 ] 將所述第一材料層A和膠黏層B按照ABA順序疊放在一起。
[0032] 通過這一順序制備得到的安全玻璃中，所述第一材料層A(即聚碳酸酯板）作為安 全玻璃的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面，即本發(fā)明提供了一種ABA三明治結(jié)構(gòu)的安全玻璃。在這一結(jié)構(gòu) 的安全玻璃中，安全玻璃疊加的層數(shù)少，從而使得安全玻璃整體厚度較薄，自重也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 同等厚度的無機(jī)硅酸鹽玻璃，透光率也好。
[0033] 優(yōu)選地，若所述安全玻璃包含兩層以上所述第一材料A，則在步驟（1)中，所述加 熱軟化之前還包括如下步驟：
[0034] 將所述第一材料A作為第一層和最后一層，按照如下順序依次疊放：(AB)niA,且 m多1〇
[0035] 本發(fā)明提供的安全玻璃中，所述第一材料層A作為所述安全玻璃的內(nèi)側(cè)面和外 側(cè)面，且所述內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面之間含有至少一層所述第一材料層A，即本發(fā)明提供了一種 (AB) niAOn多1)結(jié)構(gòu)的安全玻璃。在這一結(jié)構(gòu)的