高強(qiáng)度平板玻璃的制造方法技術(shù)

目前高強(qiáng)平板玻璃的制造都是通過平板玻璃二次深加工獲得的，存在著工藝復(fù)雜、成本高、能耗高、不環(huán)保等缺點(diǎn)。本發(fā)明專利技術(shù)則工藝簡單、成本低、玻璃強(qiáng)度更高，即在平板玻璃成型的同時(shí)，對(duì)玻璃的雙面涂覆致密膜，變玻璃表面為界面。致密膜的材料為透明有機(jī)高分子材料、改性透明有機(jī)高分子材料，例如，塑料類材料、樹脂類材料、或聚脂類材料。由于原玻璃表面已成界面，外有致密膜層保護(hù)，不再受外界環(huán)境條件的影響和破壞產(chǎn)生新的表面缺陷，另一方面，在玻璃成型同時(shí)，在新生玻璃表面高溫活性下，玻璃表面與涂覆材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的化學(xué)鍵結(jié)合，進(jìn)而彌合新生玻璃表面斷鍵及裂紋，消除降低玻璃理論強(qiáng)度的主要因素。從而一次性地獲得高強(qiáng)度平板玻璃。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于一種高強(qiáng)度平板玻璃的制造工藝，尤其涉及平板玻璃成型同時(shí)雙表面涂覆，變表面為界面的工藝。
技術(shù)介紹
普通平板玻璃的理論強(qiáng)度很高，但實(shí)際強(qiáng)度較低，比理論強(qiáng)度低2 3個(gè)數(shù)量級(jí)。 為了獲得高強(qiáng)度玻璃原片，目前世界各國都是采用平板玻璃二次深加工的方法來提高玻璃強(qiáng)度，二次深加工的方法可以歸納為以下三個(gè)方面一是在玻璃表面造成壓縮預(yù)應(yīng)力；二是改善玻璃表面質(zhì)量；三是兩者結(jié)合的綜合增強(qiáng)技術(shù)。分別詳述如下一、采用物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法在玻璃表面造成壓縮預(yù)應(yīng)力來提高玻璃強(qiáng)度。其中表面淬火鋼化的物理方法,如普通風(fēng)鋼化,其強(qiáng)度可達(dá)120 250Mpa ;液體鋼化， 其強(qiáng)度可達(dá)150 350Mpa。其中的化學(xué)方法，如用離子交換的方法，其強(qiáng)度可達(dá)500 lOOOMpa，或物理化學(xué)方法，即在鋼化同時(shí)也進(jìn)行離子交換。二、改善玻璃表面質(zhì)量。如用火焰拋光法，玻璃強(qiáng)度可達(dá)70 180Mpa ;用酸進(jìn)行化學(xué)拋光，則可達(dá)1000 2000Mpa，但如此處理后，工藝環(huán)境中灰塵和潮氣對(duì)玻璃的污染， 必然會(huì)損壞已改善的玻璃表面，為此，必須采取特殊的措施對(duì)其立即進(jìn)行保護(hù)，否則，已提高的玻璃的強(qiáng)度將大幅下降。三、以上兩種方法相接合，即形成表面預(yù)壓縮應(yīng)力，同時(shí)也改善表面質(zhì)量的綜合增強(qiáng)技術(shù)，其增強(qiáng)玻璃的強(qiáng)度可達(dá)1500 2500Mpa。但這種方法和第二項(xiàng)一樣，對(duì)已增強(qiáng)的玻璃必須采取特殊的措施對(duì)其立即進(jìn)行保護(hù)，否則，其強(qiáng)度將很快顯著下降。以上增強(qiáng)玻璃的方法都是亡羊補(bǔ)牢。它們都需要對(duì)玻璃原片進(jìn)行重新二次再加工處理，不僅工藝、設(shè)備復(fù)雜，需要大量新的人力、物力和財(cái)力的投入、高能耗，而且，有的工藝如鋼化的噪聲、酸處理的腐蝕性介質(zhì)，對(duì)人體健康和壞境都有害。另一方面，盡管花了很大力氣所獲得的增強(qiáng)玻璃，其增強(qiáng)效果并不理想，仍與其理論強(qiáng)度相差很遠(yuǎn)，最好的也不到其理論強(qiáng)度的十分之一。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的諸多缺陷，在對(duì)玻璃實(shí)際強(qiáng)度低于其理論強(qiáng)度兩三個(gè)數(shù)量級(jí)這一現(xiàn)象、本質(zhì)及原因的深入認(rèn)識(shí)和分析的基礎(chǔ)上(指出玻璃實(shí)際強(qiáng)度低于理論強(qiáng)度2 3個(gè)數(shù)量級(jí)，是因?yàn)榇嬖谥档推鋸?qiáng)度的諸多因素；玻璃表面存在著大量的微觀、 宏觀裂紋；在裂紋尖部因水分子起伏運(yùn)動(dòng)，形成大量的張應(yīng)力；又由于玻璃態(tài)物質(zhì)無定型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，內(nèi)部沒有晶體或界面阻擋裂紋的傳播，玻璃是所有固態(tài)材料中裂紋傳播速度最快的材料，一但外界附加強(qiáng)應(yīng)力在原有張應(yīng)力處出現(xiàn)，將使裂紋迅速往前傳播，直至完全破壞)，提出了一種制備高強(qiáng)度平板玻璃的全新思路與方法，方案為在平板玻璃成型的同時(shí)，對(duì)該玻璃的雙面涂覆致密膜，變玻璃表面為界面。由于原玻璃表面已成界面，外有致密膜層保護(hù)，不再受外界環(huán)境條件的影響而破壞，而再產(chǎn)生新的表面裂紋與缺陷，不再有水分子在裂紋尖部聚集，形成巨大的張應(yīng)力。另一方面，在玻璃成型同時(shí)，在高溫下，新生玻璃表面高活性下，玻璃表面與涂覆材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的化學(xué)鍵結(jié)合，進(jìn)而彌合成型時(shí)新生玻璃表面斷鍵及裂紋，消除降低玻璃理論強(qiáng)度的主要因素。從而一次性地獲得高強(qiáng)度平板玻璃。本辦法適用于所有平板玻璃成型工藝與方法，包括浮法、平拉、引上、下拉、溢流下拉、或改拉等平板玻璃制造工藝與方法過程中，在平板玻璃成型的同時(shí)進(jìn)行涂覆。所述致密膜層材料為透明有機(jī)高分子材料或改性透明有機(jī)高分子材料。例如，塑料類材料、樹脂類材料、聚脂類材料等。所述致密膜層材料雙面涂覆的方法，為噴涂法、浸潰法，或以固態(tài)薄膜直接覆蓋于該平板玻璃的雙面之上的覆膜法。這和普通玻璃鍍(涂)膜有本質(zhì)的區(qū)別1、涂膜方式不同，普通玻璃是單面鍍 (涂)膜，這里是雙面涂膜；2、目的不同，普通玻璃主要目的是鍍(涂)功能膜，改變玻璃的性能，如光學(xué)性能、熱學(xué)性能、生化性能、或其他物理、化學(xué)性能，而本專利技術(shù)是通過涂膜或覆膜變表面為界面以盡可能地以保留玻璃的理論強(qiáng)度；3、用途也各不相同。本專利技術(shù)所述的方法在平板玻璃生產(chǎn)成型的同時(shí)，采取變表面為界面的措施，一次性獲得高強(qiáng)平板玻璃。與所有二次深加工的高強(qiáng)平板玻璃相比，不僅投入少，成本低，節(jié)約能源和環(huán)保，而且所獲得玻璃的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于二次深加工的高強(qiáng)平板玻璃。按照本專利技術(shù)生產(chǎn)的高強(qiáng)平板玻璃，其抗折強(qiáng)度至少可達(dá)2000 3000Mpa。用它做成的復(fù)合材料，將是一種全新的輕質(zhì)(玻璃的比重不到鋼鐵的三分之一)、高強(qiáng)(比高強(qiáng)合金高)、透明的防爆、防彈、裝甲安全材料，有其廣泛的用途。具體實(shí)施方式下面以實(shí)例來進(jìn)一步說明權(quán)利要求書和
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
。一種，總體方案為在平板玻璃成型的同時(shí)，對(duì)該玻璃的雙面涂覆致密膜，變玻璃表面為界面。也就是在平板玻璃成型同時(shí)立即采用雙面涂膜或覆膜的方法變玻璃表面為界面，使平板玻璃的表面在生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、使用過程中與外界周邊環(huán)境保護(hù)隔絕，杜絕了因外環(huán)境對(duì)玻璃表面的破壞而形成的各種裂紋與其他缺陷，消除了水分子在裂紋尖部聚集形成的巨大張應(yīng)力。另一方面，在玻璃成型同時(shí)，在高溫以及新生玻璃表面高活性下，玻璃表面與涂覆材料之間發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，形成新的化學(xué)鍵結(jié)合，彌合新生玻璃表面形成時(shí)產(chǎn)生的斷鍵或裂紋，消除了降低玻璃理論強(qiáng)度的各主要因素，從而一次性地獲得高強(qiáng)平板玻璃。在所有平板玻璃成型的工藝、方法中，如浮法、平拉、引上、下拉、溢流下拉、或改拉的玻璃制造工藝流程中，在玻璃剛成型同時(shí)，采取雙面涂覆透明、致密薄膜，變玻璃表面為界面。所述致密膜層材料為透明有機(jī)高分子材料、或改性透明有機(jī)高分子材料。例如，塑料類材料、樹脂類材料、或聚脂類材料等。這種材料須具備如下條件能形成透明、致密薄膜，軟化溫度、耐高溫性能越高越好，能與玻璃表面形成化學(xué)鍵結(jié)合，不易老化開裂，其本身化學(xué)穩(wěn)定好，不受一般酸、堿、鹽的腐蝕，最好與目前生產(chǎn)夾層玻璃的膠片材料能有很好的結(jié)合，不脫膠不開裂。所述致密膜層材料的雙面涂覆方法，為噴涂法、浸潰法，或以固態(tài)薄膜直接覆蓋于該平板玻璃雙面之上的覆膜法。或者說，所謂“變表面為界面”的實(shí)質(zhì)是雖然在平板玻璃成型時(shí)表面因由三維結(jié)構(gòu)變二維結(jié)構(gòu)時(shí)不可避免地出現(xiàn)大量的斷鍵，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋或其他原因形成的表面裂紋， 但是在高溫、和新生表面高活性下，玻璃與保護(hù)涂、覆膜材料的界面之間將發(fā)生一系列的物理、化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)合，從而彌合剛產(chǎn)生的斷鍵和裂紋。另外，由于玻璃表面已成界面，外有一層保護(hù)涂層的隔離，在生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)和使用過程中，新生玻璃表面(現(xiàn)在的界面)不再與外界環(huán)境直接接觸，則可免于外界物理、化學(xué)、物理化學(xué)的損傷與破壞，免于大氣中的水和其他化學(xué)腐蝕的破壞而產(chǎn)生大量新的裂紋或其他表面缺陷，不會(huì)再有因水分子在裂紋尖部處聚集導(dǎo)致形成的巨大的張應(yīng)力。使原來降低玻璃強(qiáng)度的主要因素都得以消除。這是可以一次性地獲得高強(qiáng)度平板玻璃的根本原因，也是本專利技術(shù)的基本思路的核心。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高強(qiáng)度平板玻璃的制造方法，其特征在于：在平板玻璃成型的同時(shí)，對(duì)該玻璃的雙面涂覆致密膜，變玻璃表面為界面。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高強(qiáng)度平板玻璃的制造方法，其特征在于 在平板玻璃成型的同時(shí)，對(duì)該玻璃的雙面涂覆致密膜，變玻璃表面為界面。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)度平板玻璃的制造方法，其特征在于 在平板玻璃成型的同時(shí)，對(duì)該玻璃的雙面涂覆致密膜，變玻璃表面為界面，從而獲得高強(qiáng)度平板玻璃，涂覆方法適用于所有平板玻璃成型工藝與方法，包括浮法、平拉、引上、下拉、溢流下拉或改拉等...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龔方田，龔凡，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：龔方田，龔凡，
類型：發(fā)明
國別省市：