一种节能环保型中空玻璃及其生产工艺的制作方法

1.本发明涉及玻璃制品领域，具体涉及一种节能环保型中空玻璃及其生产工艺。


背景技术：

2.玻璃是一种廉价的透明材料，被广泛运用于建筑和汽车行业作为门窗的透明采光材料，玻璃高透光性虽然满足了采光需求，但是由于其本身隔热性能较差，在作为门窗时保温性能差，一方面不能很好地阻隔外部能量向内传导，另一方面也不能很好地阻挡内部热量向外的散失，特别是现在的建筑为了获得较好的外观，大量使用玻璃作为落地窗、墙体等建筑材料，使得建筑的保温性能更差，在使用过程中需要大量的能量用于调节室内温度；
3.因此，亟需一种节能环保型中空玻璃及其生产工艺来解决现有的建筑用玻璃节能性能差的问题。


技术实现要素：

4.为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种节能环保型中空玻璃及其生产工艺：通过将平板玻璃用氢氧化钠溶液与盐酸溶液擦洗，之后使用清水洗净，烘干，得到玻璃基底，将隔热涂料刮涂于玻璃基底一侧表面，之后置于真空干燥箱中干燥，固化形成隔热涂层，将两块玻璃基底上的隔热涂层以相互远离的方向安装在铝合金框架中，涂上密封胶将铝合金框架、玻璃基底连接处密封，待密封胶完全固化后，得到该节能环保型中空玻璃，解决了现有的建筑用玻璃节能性能差的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种节能环保型中空玻璃，包括铝合金框架、玻璃基底、隔热涂层，所述铝合金框架呈矩形框架，所述铝合金框架的内腔两侧均安装有玻璃基底，所述玻璃基底的一侧表面设置有隔热涂层，两侧所述隔热涂层相互远离设置；
7.该节能环保型中空玻璃由以下步骤制备得到：
8.步骤一：将平板玻璃用氢氧化钠溶液与盐酸溶液分别擦洗3
‑
5次，之后使用清水洗净，烘干，得到玻璃基底；
9.步骤二：将隔热涂料刮涂于玻璃基底一侧表面，之后置于真空干燥箱中，在温度为100
‑
120℃的条件下干燥5
‑
20min，隔热涂料固化形成隔热涂层；
10.步骤三：将两块玻璃基底上的隔热涂层以相互远离的方向安装在铝合金框架中，涂上密封胶将铝合金框架、玻璃基底连接处密封，待密封胶完全固化后，得到该节能环保型中空玻璃。
11.作为本发明进一步的方案：所述润湿剂为润湿剂byk
‑
187、润湿剂byk
‑
3400中的一种；所述分散剂为十二烷基硫酸钠；所述增稠剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐；所述成膜助剂为成膜助剂sg
‑
505；所述流平剂为流平剂byk
‑
350、流平剂byk
‑
356中的一种；所述消泡剂为聚硅氧烷消泡剂和聚醚改性硅油以质量比为1:1组成的混合物。
12.作为本发明进一步的方案：所述隔热涂料的制备过程如下：
13.a1：将1，2，3
‑
三氯苯、浓硫酸加入至安装有搅拌器、冷凝回流管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为70
‑
80℃，搅拌速率为300
‑
500r/min的条件下搅拌30
‑
50min，待1，2，3
‑
三氯苯完全溶解，降温至40
‑
45℃，边搅拌边逐滴加入发烟硝酸，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后在温度为45
‑
65℃的条件下恒温搅拌反应5
‑
6h，反应结束后将反应产物加入至冰水中搅拌冷却，析出晶体，真空抽滤，将滤饼用着蒸馏水洗涤至中性，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为60
‑
80℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；
14.反应原理如下：
[0015][0016]
a2：将中间体1、乙二醇加入至反应釜中，通入氮气置换反应釜内空气，在温度为150
‑
160℃，搅拌速率为600
‑
800r/min的条件下边搅拌边通入氨气，维持反应釜内压力为1.0mpa，搅拌反应8
‑
10h，反应结束后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，收集滤饼，得到中间体2；
[0017]
反应原理如下：
[0018][0019]
a3：将中间体2、n，n
‑
二甲基甲酰胺以及8％的钯碳加入至反应釜中，通入氮气置换反应釜内空气，在温度为95
‑
110℃，搅拌速率为600
‑
800r/min的条件下边搅拌边通入氢气，维持反应釜内压力为1.5mpa，搅拌反应8
‑
10h，反应结束后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除溶剂，将旋蒸产物加入至无水甲醇中重结晶，得到中间体3；
[0020]
反应原理如下：
[0021][0022]
a4：将聚四亚甲基醚二醇、甲苯二异氰酸酯以及二月桂酸二丁基锡加入至安装有搅拌器、冷凝回流管、恒压滴液漏斗以及导气管的四口烧瓶中，通入氮气置换四口烧瓶中的空气，在温度为90
‑
100℃，搅拌速率为450
‑
550r/min的条件下搅拌反应2
‑
3h，反应结束降温至40
‑
50℃，之后加入中间体3、2,2
‑
二羟甲基丙酸，升温至70
‑
75℃的条件下继续搅拌反应6
‑
8h，之后降温至40
‑
50℃，加入三乙胺继续搅拌反应30
‑
50min，得到中间体4；之后边搅拌边将3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷逐滴加入至中间体4中，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌10
‑
20min，之后在搅拌速率为1000
‑
1200r/min的条件下边搅拌边逐滴加入去离子水，控制滴加速率为1
‑
5滴/s，滴加完毕后继续搅拌30
‑
40min，得到改性乳液；
[0023]
反应原理如下：
[0024]
[0025][0026]
a5：将纳米ato粉末与纳米tio2粉末混合均匀，加入至去离子水中，在超声波频率为55
‑
75khz的条件下超声分散20
‑
40min，得到纳米浆料；
[0027]
a6：将纳米浆料加入至改性乳液中，在室温以及搅拌速率为450
‑
550r/min的条件下搅拌混合20
‑
30min，之后依次加入润湿剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂以及流平剂继续搅拌混合1
‑
2h，之后用氨水调节体系ph为7
‑
8，加入消泡剂，之后在搅拌速率为1000
‑
1500r/min的条件下搅拌混合60
‑
100min，之后在超声波频率为55
‑
75khz的条件下超声分散20
‑
40min，得到隔热涂料。
[0028]
作为本发明进一步的方案：步骤a1中的所述1，2，3
‑
三氯苯、浓硫酸以及发烟硝酸的用量比为0.2mol：100ml：20ml，所述浓硫酸的质量分数为98％，所述发烟硝酸的质量分数为95％。
[0029]
作为本发明进一步的方案：步骤a2中的所述中间体1、乙二醇的用量比为0.2mol：100ml，所述氨气通入速率为1.5
‑
3.0l/min。
[0030]
作为本发明进一步的方案：步骤a3中的所述中间体2、n，n
‑
二甲基甲酰胺以及8％的钯碳的用量比10g：50ml：0.5g，所述氢气通入速率为2.0
‑
3.0l/min。
[0031]
作为本发明进一步的方案：步骤a4中的所述聚四亚甲基醚二醇、甲苯二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、中间体3、2,2
‑
二羟甲基丙酸、三乙胺、3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷以及去离子水的用量比为0.1mol：0.15mol：0.5g：0.05mol：0.4g：0.7g：20g：50ml。
[0032]
作为本发明进一步的方案：步骤a5中的所述纳米ato粉末、纳米tio2粉末以及去离子水的用量比为15.0g：15.0g：150ml。
[0033]
作为本发明进一步的方案：步骤a6中的所述纳米浆料、改性乳液、润湿剂、分散剂、增稠剂、成膜助剂、流平剂以及消泡剂的用量比为20
‑
40ml：60
‑
120ml：0.12
‑
0.25g：0.35
‑
0.60g：0.20
‑
0.60g：0.45
‑
0.80g：0.01
‑
0.03g：0.01
‑
0.05g。
[0034]
该种节能环保型中空玻璃的生产工艺，包括以下步骤：
[0035]
步骤一：将平板玻璃用质量分数为5％的氢氧化钠溶液与质量分数为10％的盐酸
溶液分别擦洗3
‑
5次，之后使用清水洗净，烘干，得到玻璃基底；
[0036]
步骤二：将隔热涂料刮涂于玻璃基底一侧表面，之后置于真空干燥箱中，在温度为100
‑
120℃的条件下干燥5
‑
20min，隔热涂料固化形成隔热涂层；
[0037]
步骤三：将两块玻璃基底上的隔热涂层以相互远离的方向安装在铝合金框架中，涂上密封胶将铝合金框架、玻璃基底连接处密封，待密封胶完全固化后，得到该节能环保型中空玻璃。
[0038]
本发明的有益效果：
[0039]
本发明的一种节能环保型中空玻璃及其生产工艺，通过将平板玻璃用氢氧化钠溶液与盐酸溶液擦洗，之后使用清水洗净，烘干，得到玻璃基底，将隔热涂料刮涂于玻璃基底一侧表面，之后置于真空干燥箱中干燥，固化形成隔热涂层，将两块玻璃基底上的隔热涂层以相互远离的方向安装在铝合金框架中，涂上密封胶将铝合金框架、玻璃基底连接处密封，待密封胶完全固化后，得到该节能环保型中空玻璃；通过使用该节能环保型中空玻璃，其中一侧的隔热涂层位于室外，能够明显阻挡太阳能的辐射，在保证透光率的情况下阻隔太阳光热量向室内传递，另一侧的隔热涂层位于室内，阻挡室内热量向室外传递，降低空调控制室温的能耗，达到节能环保的效果；
[0040]
在制备该节能环保型中空玻璃的制备过程中也制备一种隔热涂料，通过1，2，3
‑
三氯苯硝化形成中间体1，之后中间体1氨解反应生成中间体2，之后中间体2氢解反应生成中间体3，通过聚四亚甲基醚二醇、甲苯二异氰酸酯缩合反应，之后通过中间体3交联，生成中间体4，形成一种网络结构，提高中间体3光泽度，硬度、耐热性及耐水耐酸碱性能，之后通过3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷将中间体4封端，纳米ato粉末与纳米tio2粉末均能够在保证透光率的条件下对太阳光进行有效的隔热，将两者复配能够起到增强作用，通过3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷的硅烷结构水解形成硅醇能够与纳米ato粉末与纳米tio2粉末化学键连接，避免纳米ato粉末与纳米tio2粉末发生团聚，保证纳米ato粉末与纳米tio2粉末在隔热涂料中分散均匀，隔热作用发挥得充分，且提升两者之间的联结力，从而提升其力学性能，进而使得制备得到的中空玻璃透光率好且隔热性能好，达到了良好的节能环保效果。
附图说明
[0041]
下面结合附图对本发明做进一步的说明；
[0042]
图1是本发明中一种节能环保型中空玻璃的结构示意图；
[0043]
图中：100、铝合金框架；200、玻璃基底；300、隔热涂层。
具体实施方式
[0044]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]
实施例1：
[0046]
请参阅图1所示，本实施例为一种节能环保型中空玻璃，包括铝合金框架100、玻璃基底200、隔热涂层300，铝合金框架100呈矩形框架，铝合金框架100的内腔两侧均安装有玻
璃基底200，玻璃基底200的一侧表面设置有隔热涂层300，两侧隔热涂层300相互远离设置。
[0047]
实施例2：
[0048]
本实施例为一种隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0049]
a1：将0.2mol1，2，3
‑
三氯苯、100ml浓硫酸的质量分数为98％的浓硫酸加入至安装有搅拌器、冷凝回流管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为70℃，搅拌速率为300r/min的条件下搅拌30min，待1，2，3
‑
三氯苯完全溶解，降温至40℃，边搅拌边逐滴加入20ml质量分数为95％的发烟硝酸，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后在温度为45℃的条件下恒温搅拌反应5h，反应结束后将反应产物加入至冰水中搅拌冷却，析出晶体，真空抽滤，将滤饼用着蒸馏水洗涤至中性，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为60℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；
[0050]
a2：将0.2mol中间体1、100ml乙二醇加入至反应釜中，通入氮气置换反应釜内空气，在温度为150℃，搅拌速率为600r/min的条件下边搅拌边以1.5l/min的通入速率通入氨气，维持反应釜内压力为1.0mpa，搅拌反应8h，反应结束后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，收集滤饼，得到中间体2；
[0051]
a3：将10g中间体2、50mln，n
‑
二甲基甲酰胺以及0.5g8％的钯碳加入至反应釜中，通入氮气置换反应釜内空气，在温度为95℃，搅拌速率为600r/min的条件下边搅拌边以2.0l/min的通入速率通入氢气，维持反应釜内压力为1.5mpa，搅拌反应8h，反应结束后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除溶剂，将旋蒸产物加入至无水甲醇中重结晶，得到中间体3；
[0052]
a4：将0.1mol聚四亚甲基醚二醇、0.15mol甲苯二异氰酸酯以及0.5g二月桂酸二丁基锡加入至安装有搅拌器、冷凝回流管、恒压滴液漏斗以及导气管的四口烧瓶中，通入氮气置换四口烧瓶中的空气，在温度为90℃，搅拌速率为450r/min的条件下搅拌反应2h，反应结束降温至40℃，之后加入0.05mol中间体3、0.4g2,2
‑
二羟甲基丙酸，升温至70℃的条件下继续搅拌反应6h，之后降温至40℃，加入0.7g三乙胺继续搅拌反应30min，得到中间体4；之后边搅拌边将20g3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷逐滴加入至中间体4中，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌10min，之后在搅拌速率为1000r/min的条件下边搅拌边逐滴加入50ml去离子水，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌30min，得到改性乳液；
[0053]
a5：将15.0g纳米ato粉末与15.0g纳米tio2粉末混合均匀，加入至150ml去离子水中，在超声波频率为55khz的条件下超声分散20min，得到纳米浆料；
[0054]
a6：将20ml纳米浆料加入至60ml改性乳液中，在室温以及搅拌速率为450r/min的条件下搅拌混合20min，之后依次加入0.12g润湿剂、0.35g分散剂、0.20g增稠剂、0.45g成膜助剂以及0.01g流平剂继续搅拌混合1h，之后用氨水调节体系ph为7，加入0.01g消泡剂，之后在搅拌速率为1000r/min的条件下搅拌混合60min，之后在超声波频率为55khz的条件下超声分散20min，得到隔热涂料。
[0055]
实施例3：
[0056]
本实施例为一种隔热涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0057]
a1：将0.2mol1，2，3
‑
三氯苯、100ml浓硫酸的质量分数为98％的浓硫酸加入至安装有搅拌器、冷凝回流管以及恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在温度为80℃，搅拌速率为500r/min的条件下搅拌50min，待1，2，3
‑
三氯苯完全溶解，降温至45℃，边搅拌边逐滴加入20ml质
量分数为95％的发烟硝酸，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后在温度为65℃的条件下恒温搅拌反应6h，反应结束后将反应产物加入至冰水中搅拌冷却，析出晶体，真空抽滤，将滤饼用着蒸馏水洗涤至中性，之后将滤饼放置于真空干燥箱中，在温度为80℃的条件下烘干至恒重，得到中间体1；
[0058]
a2：将0.2mol中间体1、100ml乙二醇加入至反应釜中，通入氮气置换反应釜内空气，在温度为160℃，搅拌速率为800r/min的条件下边搅拌边以3.0l/min的通入速率通入氨气，维持反应釜内压力为1.0mpa，搅拌反应10h，反应结束后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，收集滤饼，得到中间体2；
[0059]
a3：将10g中间体2、50mln，n
‑
二甲基甲酰胺以及0.5g8％的钯碳加入至反应釜中，通入氮气置换反应釜内空气，在温度为110℃，搅拌速率为800r/min的条件下边搅拌边以3.0l/min的通入速率通入氢气，维持反应釜内压力为1.5mpa，搅拌反应10h，反应结束后将反应产物冷却至室温，真空抽滤，将滤液旋转蒸发去除溶剂，将旋蒸产物加入至无水甲醇中重结晶，得到中间体3；
[0060]
a4：将0.1mol聚四亚甲基醚二醇、0.15mol甲苯二异氰酸酯以及0.5g二月桂酸二丁基锡加入至安装有搅拌器、冷凝回流管、恒压滴液漏斗以及导气管的四口烧瓶中，通入氮气置换四口烧瓶中的空气，在温度为100℃，搅拌速率为550r/min的条件下搅拌反应3h，反应结束降温至50℃，之后加入0.05mol中间体3、0.4g2,2
‑
二羟甲基丙酸，升温至75℃的条件下继续搅拌反应8h，之后降温至50℃，加入0.7g三乙胺继续搅拌反应50min，得到中间体4；之后边搅拌边将20g3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷逐滴加入至中间体4中，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌20min，之后在搅拌速率为1200r/min的条件下边搅拌边逐滴加入50ml去离子水，控制滴加速率为5滴/s，滴加完毕后继续搅拌40min，得到改性乳液；
[0061]
a5：将15.0g纳米ato粉末与15.0g纳米tio2粉末混合均匀，加入至150ml去离子水中，在超声波频率为75khz的条件下超声分散40min，得到纳米浆料；
[0062]
a6：将40ml纳米浆料加入至120ml改性乳液中，在室温以及搅拌速率为550r/min的条件下搅拌混合30min，之后依次加入0.25g润湿剂、0.60g分散剂、0.60g增稠剂、0.80g成膜助剂以及0.03g流平剂继续搅拌混合2h，之后用氨水调节体系ph为8，加入0.05g消泡剂，之后在搅拌速率为1500r/min的条件下搅拌混合100min，之后在超声波频率为75khz的条件下超声分散40min，得到隔热涂料。
[0063]
实施例4：
[0064]
请参阅图1所示，本实施例为一种节能环保型中空玻璃的生产工艺，包括以下步骤：
[0065]
步骤一：将平板玻璃用质量分数为5％的氢氧化钠溶液与质量分数为10％的盐酸溶液分别擦洗3次，之后使用清水洗净，烘干，得到玻璃基底200；
[0066]
步骤二：将来自于实施例1中的隔热涂料刮涂于玻璃基底200一侧表面，之后置于真空干燥箱中，在温度为100℃的条件下干燥5min，隔热涂料固化形成隔热涂层300；
[0067]
步骤三：将两块玻璃基底200上的隔热涂层300以相互远离的方向安装在铝合金框架100中，涂上密封胶将铝合金框架100、玻璃基底200连接处密封，待密封胶完全固化后，得到该节能环保型中空玻璃。
[0068]
实施例5：
[0069]
请参阅图1所示，本实施例为一种节能环保型中空玻璃的生产工艺，包括以下步骤：
[0070]
步骤一：将平板玻璃用质量分数为5％的氢氧化钠溶液与质量分数为10％的盐酸溶液分别擦洗5次，之后使用清水洗净，烘干，得到玻璃基底200；
[0071]
步骤二：将来自于实施例2中的隔热涂料刮涂于玻璃基底200一侧表面，之后置于真空干燥箱中，在温度为120℃的条件下干燥20min，隔热涂料固化形成隔热涂层300；
[0072]
步骤三：将两块玻璃基底200上的隔热涂层300以相互远离的方向安装在铝合金框架100中，涂上密封胶将铝合金框架100、玻璃基底200连接处密封，待密封胶完全固化后，得到该节能环保型中空玻璃。
[0073]
对比例1：
[0074]
对比例1与实施例5的不同之处在于，不使用隔热涂料。
[0075]
对比例2：
[0076]
对比例2与实施例5的不同之处在于，使用申请号cn201010237787.5中的纳米玻璃隔热涂料替代本发明中的隔热涂料。
[0077]
按照gb/t2680
‑
1994(建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定)的测试方法测试实施例4
‑
5以及对比例1
‑
2中的中空玻璃的隔热性能。检测结果如下：
[0078][0079][0080]
参阅上表数据，根据实施例与对比例1相比，可以得知使用隔热涂料形成隔热涂层300后对中空玻璃的隔热性能明显提升，之后进而提升其环保节能性能，根据实施例与对比例2相比，可以得知本发明的隔热涂料较现有技术中的纳米玻璃隔热涂料更优异，制备出的中空玻璃的隔热性能以及环保节能性能更佳。
[0081]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0082]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。