一种钢化玻璃与PC塑料玻璃的合片方法与流程

本发明涉及复合玻璃加工，尤其涉及一种钢化玻璃与pc塑料玻璃的合片方法。

背景技术：

1、钢化玻璃具有较高的表面硬度、耐磨性和耐候性，pc塑料玻璃具有质量轻、抗冲击能力强及破坏后不易形成尖锐碎片的特点。将二者合片能够兼顾表面防护和冲击吸能性能，可用于建筑门窗、车辆透明件、防护隔断和装备观察窗。

2、但是，钢化玻璃与pc塑料玻璃的热膨胀系数、吸湿性、表面极性和耐热性存在明显差异。pc塑料玻璃在挤出、切割和储存过程中还可能形成残余应力并吸收水分。采用常规夹层玻璃的一次辊压或者高温高压合片工艺时，容易出现界面气泡、边缘脱层、pc翘曲和光学畸变。

3、公开号为cn1690005a的发明专利公开了一种高强度防弹夹层玻璃的制造方法，将聚碳酸酯膜设置在粘着胶片和玻璃板之间，并采用低温高压处理排出空气。该方法主要面向多层防弹玻璃，未针对厚质pc塑料玻璃的残余应力及玻璃-pc周边提前封闭问题进行控制。

4、公开号为cn101760143a的发明专利公开了一种可同时粘接无机玻璃和pc板的高透明聚氨酯热熔胶片，解决了普通pvb与pc粘接能力不足的问题。但仅改善胶片配方，仍难以消除pc残余应力、界面残留空气和两种板材热膨胀差异造成的边缘应力。

5、公开号为cn122008675a的发明专利公开了一种多层结构高抗冲tpu玻璃夹层膜，采用芯层和皮层配合改善膜层性能。该方案主要针对tpu膜自身的强度、耐候性及玻璃粘接性能，未公开钢化玻璃与pc塑料玻璃合片时的周边延迟封合和受约束退火工艺。

6、因此，需要提供一种能够在pc可承受的温度范围内充分排出界面空气，并在边缘最终封闭前释放热膨胀失配应力的合片方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种钢化玻璃与pc塑料玻璃的合片方法。本发明通过pc受约束退火、钢化玻璃与pc塑料玻璃（pc板）的差异化界面活化、微槽导气和周边延迟封合的协同控制，实现了界面空气排出、残余应力释放和异质材料可靠粘接，在建筑、车辆和安全防护透明构件等领域具有良好的应用前景。

2、本发明第一方面提供一种钢化玻璃与pc塑料玻璃的合片方法，包括以下步骤：

3、s1、将pc塑料玻璃夹持在两块平整耐热板之间，在105~120℃进行受约束退火1~3h，使其在保持平整的条件下释放成型残余应力并排出水分，然后在保持平整约束的条件下冷却至不高于40℃；

4、s2、对钢化玻璃的待合片面进行等离子体活化后涂布硅烷偶联剂，对pc塑料玻璃的待合片面进行等离子体活化后涂布水性脂肪族聚氨酯底涂剂，使钢化玻璃待合片面的表面张力不低于52 mn/m，使pc塑料玻璃待合片面的表面张力为42~48 mn/m；

5、s3、在钢化玻璃与pc塑料玻璃之间设置透明tpu胶片，所述tpu胶片朝向pc塑料玻璃的一面设有相互连通的排气微槽，所述排气微槽的出口延伸至tpu胶片的周边区域；在tpu胶片与pc塑料玻璃之间的周边区域设置可抽离排气条，使排气微槽的出口与可抽离排气条的排气纹路连通，得到待合片组件；

6、s4、将待合片组件置于真空袋中，使可抽离排气条的抽出端伸出待合片组件并穿过真空袋的自密封抽出口；抽真空至真空表压为-0.095 mpa~-0.085 mpa，在70~80℃保持15~30 min，使待合片组件的中部区域预粘合，同时使周边区域通过可抽离排气条与真空袋内部连通；

7、s5、在维持真空袋内真空状态的条件下，沿预定抽出方向将可抽离排气条从待合片组件的周边区域抽出，然后在90~105℃继续真空处理30~60 min，使待合片组件的周边区域封合；

8、s6、将真空处理后的待合片组件在100~115℃、0.6~0.9 mpa下加压处理45~90min，在保持压力的条件下冷却至不高于45℃，卸压后得到钢化玻璃与pc塑料玻璃的合片制品。

9、本发明完成真空排气后，在不超过115℃的条件下进行加压处理，并在保持压力的条件下降温，可以减少pc高温软化变形及降温过程中热膨胀差异引起的翘曲。

10、优选地，所述钢化玻璃的厚度为3~8 mm，所述pc塑料玻璃的厚度为2~6 mm，所述透明tpu胶片的厚度为0.76~1.52 mm，邵氏a硬度为78~88。

11、优选地，所述步骤s1中，两块平整耐热板施加于pc塑料玻璃表面的均布压力为0.5~2.0 kpa；退火后以不高于2℃/min的速率冷却至80℃，再冷却至不高于40℃。

12、本发明根据钢化玻璃亲水、pc表面相对疏水的差异，对两种待合片面分别进行表面活化和底涂处理。

13、表面活化前，分别采用中性水基清洗剂和去离子水对钢化玻璃及pc板的待合片面进行清洗，并使用洁净氮气吹干。清洗后的待合片面不得用手直接接触。

14、优选地，所述步骤s2中，对钢化玻璃的待合片面进行等离子体处理，涂布γ-氨丙基三乙氧基硅烷质量分数为0.3%~0.8%的水溶液，并在60~80℃干燥10~20 min；对pc塑料玻璃的待合片面进行等离子体处理，按照1~3 g/m2的涂布量涂布水性脂肪族聚氨酯底涂剂，并在55~70℃干燥10~20 min，干燥后的底涂层厚度为0.3~1.0 μm，所述底涂剂含有占其固体质量0.5%~1.5%的封闭型聚异氰酸酯；

15、所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液采用去离子水配制，采用质量分数为10%的乙酸水溶液将硅烷水溶液的ph调节至4.5~5.0；

16、所述水性脂肪族聚氨酯底涂剂以水性脂肪族聚醚型聚氨酯分散体为成膜物质，其固含量为28%~32%，25℃下的黏度为100~300 mpa·s，ph为7.5~8.5；所述封闭型聚异氰酸酯为低温解封型hdi聚异氰酸酯，其解封温度不高于100℃，添加量为底涂剂固体质量的0.5%~1.5%。

17、优选地，等离子体处理采用低压氧等离子体处理设备进行，工作气体为纯度不低于99.5%的氧气，处理腔体压力为40~80 pa，氧气流量为30~60 sccm；对钢化玻璃待合片面进行处理时，等离子体功率为80~120 w，处理时间为45~90 s；对pc板待合片面进行处理时，等离子体功率为20~50 w，处理时间为15~40 s；pc板的处理功率和处理时间低于钢化玻璃，以避免pc板表面过度刻蚀或发生光学性能下降。

18、优选地，等离子体处理结束后10 min内，参照gb/t 14216-2008，采用分级润湿张力测试液测定待合片面的润湿张力，测定环境温度为23±2℃、相对湿度为50%±5%，以测试液形成的连续液膜在2 s内不发生明显收缩或破裂作为通过判据，钢化玻璃待合片面的润湿张力应不低于52 mn/m，pc板待合片面的润湿张力应为42~48 mn/m，表面处理合格后应在30 min内完成底涂剂涂布。

19、优选地，所述排气微槽的深度为25~55 μm、宽度为150~350 μm，相邻排气微槽的间距为8~15 mm；所述排气微槽相互连通，排气微槽的出口延伸至tpu胶片的周边区域并与可抽离排气条的排气纹路连通。

20、优选地，所述可抽离排气条由聚四氟乙烯制成，宽度为8~15 mm，厚度为0.08~0.15mm，其表面设有沿抽出方向延伸的排气纹路。

21、本发明的第一次真空处理时，中部区域先行预粘合，而周边仍通过排气条与外部真空通道连通；保持真空抽出排气条后，再升温完成周边封合。由此避免边缘先封闭而将空气截留在组件内部。

22、优选地，所述步骤s4中，由待合片组件的中部向周边逐步施加0.02~0.08 mpa的面压力，使空气沿排气微槽及可抽离排气条排出。

23、优选地，所述步骤s6中，温度达到设定温度后再升压，处理结束后先在保持压力的条件下降温，再进行卸压。

24、本发明第二方面提供一种由上述合片方法制得的钢化玻璃与pc塑料玻璃的合片制品。

25、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

26、本发明对pc塑料玻璃进行受约束退火，能够在保持板材平整的条件下释放挤出、切割和储运形成的残余应力，并降低残余水分在后续热压过程中形成气泡的可能性。

27、本发明对钢化玻璃和pc塑料玻璃采用不同的活化及底涂方式，使两种性质不同的表面分别与tpu胶片形成适配界面，避免采用相同处理方式时一侧粘接充分而另一侧粘接不足。

28、排气微槽与可抽离排气条共同形成从组件内部延伸至外部真空空间的排气通道。中部预粘合后再抽出周边排气条，能够延迟边缘封闭，使残留空气和热膨胀失配产生的面内位移在最终封边前得到释放。

29、低温分级真空热压能够避免pc塑料玻璃长时间处于过高温度，并通过带压冷却限制层间滑移和冷却翘曲，从而兼顾界面粘接、外观质量和尺寸稳定性。