[發明專利]一種氣凝膠復合玻璃的制備方法

有效

• 申請號: 201710161773.1
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN108623173B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 盧夢言;盧軍;盧孟磊;張丁日;盧斌
• 申請（專利權）人: 長沙星納氣凝膠有限公司
• 主分類號: C03C14/00
• 分類號: C03C14/00;C03B19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種氣凝膠復合玻璃的制備方法，所述氣凝膠復合玻璃是由氣凝膠及粘結所述氣凝膠的玻璃相組成。其制造方法包括以下步驟：（1）混料，將玻璃粉體與氣凝膠混合均勻；（2）熔料，將步驟（1）得到的混合料中的玻璃粉體加熱至熔化，得到半固態的混合玻璃熔液；（3）成型，將步驟（2）得到的混合玻璃熔液澆注于模具中，冷卻；（4）退火。本發明公開的氣凝膠復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等領域。

技術領域

本發明涉及玻璃制備技術領域，特別涉及一種氣凝膠復合玻璃的制備方法。

背景技術

氣凝膠是一種以納米量級超微顆粒相互聚集構成納米多孔網絡結構，并在網絡孔隙中充滿氣態分散介質的輕質納米固態材料。其孔隙率高達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，室溫導熱系數可低至0.010W/（m?K）以下，表現出優異的輕質、透光、隔熱、保溫、隔音、防火、抗沖擊性能，以及優異的化學穩定性和不燃性。正是由于這些特點使二氧化硅氣凝膠材料在熱學、聲學、光學、微電子、粒子探測等方面具有很廣闊的應用潛力。

然而，由于常規溶膠-凝膠工藝過程復雜，且生產大尺寸完整透明氣凝膠板材的綜合技術門檻極高，不僅涉及到材料技術，而且還涉及工藝技術以及工藝裝備技術等眾多技術領域，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，抗折強度較差，不能單獨使用，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結構領域的應用范圍。

公開號為CN104556967A的中國專利申請公開了“二氧化硅氣凝膠粉體/玻璃結合劑復合隔熱材料的研制”，主要制備工藝：將二氧化硅氣凝膠粉體與玻璃結合劑、聚合物混合，同時添加分散劑、潤濕劑、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個小時以上，再進行熱處理，第一段330～500℃，保溫2～5個小時，第二段550～800℃，保溫3～5個小時，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，導致有機溶劑會進入氣凝膠納米孔洞內，破壞氣凝膠的三維網絡結構；（2）采用聚合物作為過渡粘結劑，由于在330～500℃下高分子聚合物分解時易產生氣體，而且不易排除，從而影響了所得復合隔熱材料的純度；（3）由于本方法制得的二氧化硅氣凝膠粉體/玻璃結合劑復合隔熱材料是非透明的，限制了其在建筑透明圍護結構方面的應用；（4）由于采用室溫干燥固化及兩步熱處理工藝，導致工藝時間過長，生產效率低，不適合產業化生產。

發明內容

本發明為了克服現有技術的上述問題，獲得高透型且具有優異隔熱保溫性能的氣凝膠復合玻璃材料，提供一種在線生產中難以獲得形狀特殊且復雜的氣凝膠復合玻璃的制備方法。

本發明的解決方案是：（1）采用表面具有硅羥基、內部為疏水特性的透明絕熱氣凝膠技術，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，同時保持內部疏水特性，增強氣凝膠表面與玻璃熔液之間的界面結合作用，有利于消除分層現象，實現均勻混合，同時又保持了氣凝膠的優異特性，且省去了助劑及熱處理過程，更易獲得高透型的氣凝膠復合玻璃，此外，顯著縮短工藝時間。（2）模具成型工藝，利用模具一次直接成型為各種形狀及結構的玻璃，如曲面玻璃、異形玻璃等，解決了在線生產中難以制得形狀特殊且復雜的玻璃等問題，節約了制造成本，同時還提高了材料的利用率。

本發明的解決方案是這樣實現的：一種氣凝膠復合玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（1）混料，將玻璃粉體與氣凝膠混合均勻；

（2）熔料，將步驟（1）得到的混合料中的玻璃粉體加熱至熔化，得到半固態的混合玻璃熔液；

（3）成型，將步驟（2）得到的混合玻璃熔液澆注于模具中，冷卻凝固；