[發(fā)明專利]一種氣凝膠復(fù)合玻璃的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710161682.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN108623169B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧夢(mèng)言;盧軍;盧孟磊;張丁日;盧斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙星納氣凝膠有限公司
• 主分類號(hào): C03C14/00
• 分類號(hào): C03C14/00;C03B18/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一種氣凝膠復(fù)合玻璃的制造方法，所述氣凝膠復(fù)合玻璃由芯部和表層構(gòu)成，所述芯部為氣凝膠，所述表層為玻璃相。其制造方法包括以下步驟：（1）玻璃熔液的制備，將玻璃粉體加熱熔化得到玻璃熔液；（2）預(yù)成型，將玻璃熔液連續(xù)地引入到浮拋介質(zhì)上；（3）鋪置氣凝膠，將氣凝膠連續(xù)均勻地鋪放于步驟（2）的玻璃熔液表面上；（4）氣凝膠復(fù)合玻璃的制備，再將玻璃熔液連續(xù)地引入到步驟（3）的氣凝膠表面上，冷卻；（5）退火。本發(fā)明公開的氣凝膠復(fù)合玻璃的制造方法，充分利用浮法玻璃生產(chǎn)線資源，只需在線引入氣凝膠即可實(shí)現(xiàn)與浮法玻璃同步在線生產(chǎn)，獲得的氣凝膠復(fù)合玻璃具有較好的隔熱保溫性能和透光性以及良好的安全性能、隔聲降噪性能，適用于綠色建筑和超低能耗建筑以及近零能耗建筑的門窗、幕墻玻璃和采光屋頂?shù)阮I(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及玻璃制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣凝膠復(fù)合玻璃的制造方法。

背景技術(shù)

氣凝膠是一種以納米量級(jí)超微顆粒相互聚集構(gòu)成納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)絡(luò)孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的輕質(zhì)納米固態(tài)材料。其孔隙率高達(dá)99.8%，孔洞的典型尺寸為1～40nm，比表面積為400～1200m²/g，而密度可低至3kg/m³，室溫導(dǎo)熱系數(shù)可低至0.010W/（m?K）以下，表現(xiàn)出優(yōu)異的輕質(zhì)、透光、隔熱、保溫、隔音、防火、抗沖擊性能，以及優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和不燃性。正是由于這些特點(diǎn)使二氧化硅氣凝膠材料在熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、微電子、粒子探測(cè)等方面具有很廣闊的應(yīng)用潛力。

然而，由于常規(guī)溶膠-凝膠工藝過程復(fù)雜，且生產(chǎn)大尺寸完整透明氣凝膠板材的綜合技術(shù)門檻極高，不僅涉及到材料技術(shù)，而且還涉及工藝技術(shù)以及工藝裝備技術(shù)等眾多技術(shù)領(lǐng)域，因此，難以制備出大尺寸的完整氣凝膠。此外，由于氣凝膠是脆性材料，抗折強(qiáng)度較差，很難單獨(dú)使用，只能作為中空玻璃的夾芯層使用，一定程度上限制了氣凝膠在建筑透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

公開號(hào)為CN104556967A的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了“二氧化硅氣凝膠粉體/玻璃結(jié)合劑復(fù)合隔熱材料的研制”，主要制備工藝：將二氧化硅氣凝膠粉體與玻璃結(jié)合劑、聚合物混合，同時(shí)添加分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑、增稠劑等少量助劑，混合均勻，制成漿料，然后將漿料制成固定尺寸的樣品，在10～25℃下干燥固化48個(gè)小時(shí)以上，再進(jìn)行熱處理，第一段330～500℃，保溫2～5個(gè)小時(shí)，第二段550～800℃，保溫3～5個(gè)小時(shí)，然后自然冷卻到常溫。但是，該方法存在以下問題：（1）由于加入助劑，導(dǎo)致有機(jī)溶劑會(huì)進(jìn)入氣凝膠納米孔洞內(nèi)，破壞氣凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；（2）采用聚合物作為過渡粘結(jié)劑，由于在330～500℃下高分子聚合物分解時(shí)易產(chǎn)生氣體，而且不易排除，從而影響了所得復(fù)合隔熱材料的純度；（3）由于本方法制得的二氧化硅氣凝膠粉體/玻璃結(jié)合劑復(fù)合隔熱材料是非透明的，限制了其在建筑透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用；（4）由于采用室溫干燥固化及兩步熱處理工藝，導(dǎo)致工藝時(shí)間過長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，不適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，獲得高透型且具有優(yōu)異隔熱保溫性能的氣凝膠復(fù)合玻璃材料，提供一種適合于工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)的方法。

本發(fā)明的解決方案是：（1）采用表面具有硅羥基、內(nèi)部為疏水特性的透明絕熱氣凝膠技術(shù)，解決氣凝膠與玻璃熔液難以混合的問題。氣凝膠與玻璃熔液的密度差別大，很難直接混入玻璃熔液中，通過在氣凝膠的表面上形成硅羥基，同時(shí)保持內(nèi)部疏水特性，增強(qiáng)氣凝膠表面與玻璃熔液之間的界面結(jié)合作用，有利于消除分層現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)均勻混合，同時(shí)又保持了氣凝膠的優(yōu)異特性，且省去了助劑及熱處理過程，更易獲得高透型的氣凝膠復(fù)合玻璃，此外，顯著縮短工藝時(shí)間。（2）將氣凝膠有機(jī)融合到浮法成型工藝中，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)化生產(chǎn)。在傳統(tǒng)浮法玻璃生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，在線分別將具有硅羥基、內(nèi)部為疏水特性的氣凝膠與玻璃熔液引入到浮拋介質(zhì)上有機(jī)融合后實(shí)現(xiàn)成型，即實(shí)現(xiàn)與浮法玻璃同步在線生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)在線浮法連續(xù)制造氣凝膠復(fù)合玻璃的方法。

本發(fā)明的解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種氣凝膠復(fù)合玻璃的制造方法，包括以下步驟：