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CN110002771A - 一种保温节能玻璃及其制作方法 - Google Patents

一种保温节能玻璃及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种保温节能玻璃及其制作方法，包括两块间隔设置的石英玻璃板和层叠设置于两块石英玻璃板之间的气凝胶层，气凝胶层由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成。本发明的有益效果在于：在两块石英玻璃板之间设置由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成的气凝胶层，可以有效地增强玻璃保温及隔热的性能，从而也节约了保持温度所需的能耗。热塑性聚氨酯树脂胶具有极高的粘结力和抗剪强度，且密度小、保温隔热、固化快、耐老化、耐水和耐温等。纳米二氧化硅气凝胶粉的导热系数仅有0.013W/(m·K)，具有高透明度、隔声性和卓越的保温隔热性能。石英玻璃耐高温，可见光透过率高。

Description

一种保温节能玻璃及其制作方法
技术领域
本发明涉及保温隔热节能玻璃领域，尤其涉及一种保温节能玻璃及其制作方法。
背景技术
全球能源危机越来越严重，建筑能耗约占据社会总能耗的三分之一，建筑围护结构的保温隔热性能是影响建筑采暖空调能耗的最主要因素，而玻璃外窗能耗约占围护结构总能耗的50％。目前，建筑外窗以普通玻璃或中空玻璃为主，中空玻璃的导热系数虽然较低，但仍然不理想，普通玻璃节能效果则更差。
夏天，外窗的中空玻璃的表面温度可以达到65℃左右，加上隔热层的热量集聚作用，中空玻璃局部最高温度甚至可以达到100℃左右，一般玻璃的耐热温度为75℃左右，容易损坏。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种保温节能玻璃和保温节能玻璃的制作方法，其具有高透明度、隔声性和卓越的保温隔热性能。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种保温节能玻璃，包括两块间隔设置的石英玻璃板和层叠设置于所述两块石英玻璃板之间的气凝胶层，所述气凝胶层由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成。
优选地，所述气凝胶层由如下体积份数的组分混合固化形成：所述热塑性聚氨酯树脂胶为1-4份，所述纳米二氧化硅气凝胶粉为6-9份。
优选地，所述气凝胶层的厚度为5-20mm。
优选地，所述两块石英玻璃板的厚度都为3-10mm。
优选地，所述两块石英玻璃板的厚度都为3mm，所述气凝胶层的厚度为6mm；或者，
所述两块石英玻璃板的厚度都为3mm，所述气凝胶层的厚度为9mm；或者，
所述两块石英玻璃板的厚度都为4mm，所述气凝胶层的厚度为6mm；或者，
所述两块石英玻璃板的厚度都为4mm，所述气凝胶层的厚度为9mm。
优选地，所述保温节能玻璃还包括密封胶层，所述密封胶层设于所述两块石英玻璃板之间，且所述密封胶层环绕设于所述气凝胶层的四周。
优选地，所述密封胶层由硅酮密封胶制成。
一种保温节能玻璃的制作方法，包括如下步骤：
将热塑性聚氨酯树脂胶与纳米二氧化硅气凝胶粉混合，制成气凝胶浆料；
平铺放置一块石英玻璃板，在所述石英玻璃板的顶部表面上涂铺所述气凝胶浆料，形成气凝胶涂铺层；
将另一块石英玻璃板层叠于所述气凝胶涂铺层的顶部表面上并压紧，制得所述保温节能玻璃。
优选地，所述纳米二氧化硅气凝胶粉的粒径为0.10-2.00mm；且/或，
所述气凝胶浆料涂铺的厚度为6-25mm。
优选地，所述保温节能玻璃的制作方法还包括如下步骤：用密封胶密封所述两块石英玻璃板的四周边缘。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：在两块石英玻璃板之间设置由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成的气凝胶层，可以有效地增强玻璃保温及隔热的性能，从而也节约了保持温度所需的能耗。气凝胶层采用热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉制成，其中，热塑性聚氨酯树脂胶不仅具有极高的粘结力和抗剪强度，而且具有密度小(0.0368g/cm3)、保温隔热(导热系数0.035W/M·K)、固化快、耐老化、耐水和耐温等优点。纳米二氧化硅气凝胶粉为一种具有A级防火材料，含有开放空间网络结构的轻质纳米多孔性非晶体，导热系数仅有0.013W/(m·K)，远远低于空气，具有高透明度、隔声性和卓越的保温隔热性能。此外，石英玻璃的耐热温度高达1200℃，可见光透过率达到93％以上。
附图说明
图1为本发明实施例提供的保温节能玻璃的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的保温节能玻璃的制作方法的流程框图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例一提供的一种保温节能玻璃100，包括两块间隔设置的石英玻璃板10和层叠设置于两块石英玻璃板10之间的气凝胶层20，气凝胶层20由热塑性聚氨酯树脂胶(TPU胶水)和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成。在两块石英玻璃板10之间设置由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成的气凝胶层20，可以有效地增强保温节能玻璃100的保温及隔热性能，从而也节约了保持温度所需的能耗。
需要说明的是，热塑性聚氨酯树脂胶在所有的有机胶中，导热系数最低，不仅具有极高的粘结力和抗剪强度，而且具有密度小(0.0368g/cm3)、保温隔热(导热系数0.035W/M·K)、固化快、耐老化、耐水和耐温等优点。纳米二氧化硅气凝胶粉为一种具有A级防火材料，含有开放空间网络结构的轻质纳米多孔性非晶体，导热系数仅有0.013W/(m·K)，远远低于空气，具有高透明度、隔声性和卓越的保温隔热性能。而石英玻璃的耐热温度高达1200℃，可见光透过率达到93％以上。
优选地，气凝胶层20由如下体积份数的组分混合固化形成：热塑性聚氨酯树脂胶为1-4份，纳米二氧化硅气凝胶粉为6-9份。
优选地，石英玻璃板10的厚度为3-10mm。
优选地，两块石英玻璃板10和气凝胶层20的厚度的优选组合如下：
两块石英玻璃板的厚度都为3mm，气凝胶层的厚度为6mm。
优选地，热塑性聚氨酯树脂胶为1份，纳米二氧化硅气凝胶粉为9份，气凝胶层20的厚度为6mm，石英玻璃板10的厚度为3mm，制成的保温节能玻璃100的导热系数为0.021w/(m*k)，可见光透过率为85％。
优选地，保温节能玻璃100还包括密封胶层30，密封胶层30设于两块石英玻璃板10之间，密封胶层30与两块石英玻璃板10的边缘平齐，密封胶层30设于气凝胶层20的四周，隔绝气凝胶层20与空气直接接触。优选地，密封胶层由硅酮密封胶制成。
参考图2，本发明实施例一还提供了一种保温节能玻璃100的制作方法，包括如下步骤：
制作气凝胶浆料步骤S100，将热塑性聚氨酯树脂胶慢慢倒入纳米二氧化硅气凝胶粉中，在倒热塑性聚氨酯树脂胶的同时，手工或机械进行均匀搅拌；倒置完成后，再慢慢搅拌3～5分钟，使得纳米二氧化硅气凝胶粉与热塑性聚氨酯树脂胶的混合充分且均匀，制成气凝胶浆料。优选的纳米二氧化硅气凝胶粉的粒径为0.10-2.00mm。
涂铺气凝胶浆料步骤S200，平铺放置一块石英玻璃板10，在石英玻璃板10的顶部表面上涂铺气凝胶浆料，形成气凝胶涂铺层，气凝胶涂铺层的厚度范围为6-25mm。
叠压玻璃板步骤S300，将另一块石英玻璃板10层叠于气凝胶涂铺层的顶部表面上并用力挤压压紧，制成5～20mm厚的气凝胶层20，清除多余的气凝胶浆料。其中，两块石英玻璃板10的面积大小一致，气凝胶涂铺层的面积略小于石英玻璃板10的面积。
在将两块石英玻璃板10层叠并压紧后，优选静置24-30小时，以使气凝胶浆料充分凝固。经静置的气凝胶浆料更稳定，且可以避免在气凝胶层20出现气泡现象。
密封步骤S400，在两块石英玻璃板10的四周用硅酮密封胶进行密封，以形成密封胶层30。具体地，密封胶层30位于两块石英玻璃板10之间，且密封胶层30与两块石英玻璃板10的边缘平齐，密封胶层30密封气凝胶层20的四周，从而制得保温节能玻璃100。
本实施例中，两块石英玻璃板10层叠并压紧后，先静置一段时间，再进行密封步骤，当然了，在具体应用中，在两块石英玻璃板10层叠并压紧后，也可以立即进行密封处理。
实施例二
优选地，热塑性聚氨酯树脂胶为1份，纳米二氧化硅气凝胶粉为9份，气凝胶层20的厚度为9mm，石英玻璃板10的厚度为3mm，制成的保温节能玻璃100的导热系数为0.019w/(m*k)，可见光透过率为82％。
实施例三
优选地，热塑性聚氨酯树脂胶为2份，纳米二氧化硅气凝胶粉为8份，气凝胶层20的厚度为6mm，石英玻璃板10的厚度为4mm，制成的保温节能玻璃100的导热系数为0.022w/(m*k)，可见光透过率为83％。
实施例四
优选地，热塑性聚氨酯树脂胶为2份，纳米二氧化硅气凝胶粉为8份，气凝胶层20的厚度为9mm，石英玻璃板10的厚度为4mm，制成的保温节能玻璃100的导热系数为0.020w/(m*k)，可见光透过率为80％。
下表为对实施例一至四的保温节能玻璃100的性能检测数据
需要说明的，实施例二、实施例三及实施例四所述的保温节能玻璃100所用的物料与实施例一的一样，保温节能玻璃100的制作方法也与实施例一相同，区别在于，热塑性聚氨酯树脂胶与纳米二氧化硅气凝胶粉的体积份数配比不同，石英玻璃的厚度不同，从而所取得的效果也不一样。具体地，热塑性聚氨酯树脂胶用量越少越好，热塑性聚氨酯树脂胶的作用主要是实现纳米二氧化硅气凝胶粉的均匀混合粘结；起保温隔热作用的主要是纳米二氧化硅气凝胶，纳米二氧化硅气凝胶越厚，导热系数越低，保温隔热效果越好。当然了，纳米二氧化硅气凝胶越厚，光透过率会越低。
本发明实施例提供以用于解决现有问题的技术方案是：在两块石英玻璃板10之间设置由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成的气凝胶层20，可以有效地增强玻璃保温及隔热的性能，从而也节约了保持温度所需的能耗。
需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶部、底部……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，该元件可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种保温节能玻璃，其特征在于，包括两块间隔设置的石英玻璃板和层叠设置于所述两块石英玻璃板之间的气凝胶层，所述气凝胶层由热塑性聚氨酯树脂胶和纳米二氧化硅气凝胶粉混合固化形成。
2.根据权利要求1所述的保温节能玻璃，其特征在于，所述气凝胶层由如下体积份数的组分混合固化形成：所述热塑性聚氨酯树脂胶为1-4份，所述纳米二氧化硅气凝胶粉为6-9份。
3.根据权利要求1所述的保温节能玻璃，其特征在于，所述气凝胶层的厚度为5-20mm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的保温节能玻璃，其特征在于，所述两块石英玻璃板的厚度都为3-10mm。
5.根据权利要求4所述的保温节能玻璃，其特征在于，所述两块石英玻璃板的厚度都为3mm，所述气凝胶层的厚度为6mm；或者，
所述两块石英玻璃板的厚度都为3mm，所述气凝胶层的厚度为9mm；或者，
所述两块石英玻璃板的厚度都为4mm，所述气凝胶层的厚度为6mm；或者，
所述两块石英玻璃板的厚度都为4mm，所述气凝胶层的厚度为9mm。
6.根据权利要求1至3任一项所述的保温节能玻璃，其特征在于，所述保温节能玻璃还包括密封胶层，所述密封胶层设于所述两块石英玻璃板之间，且所述密封胶层环绕设于所述气凝胶层的四周。
7.根据权利要求6所述的保温节能玻璃，其特征在于，所述密封胶层由硅酮密封胶制成。
8.一种保温节能玻璃的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
将热塑性聚氨酯树脂胶与纳米二氧化硅气凝胶粉混合，制成气凝胶浆料；
平铺放置一块石英玻璃板，在所述石英玻璃板的顶部表面上涂铺所述气凝胶浆料，形成气凝胶涂铺层；
将另一块石英玻璃板层叠于所述气凝胶涂铺层的顶部表面上并压紧，制得所述保温节能玻璃。
9.根据权利要求8所述的保温节能玻璃的制作方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅气凝胶粉的粒径为0.10-2.00mm；且/或，
所述气凝胶浆料涂铺的厚度为6-25mm。
10.根据权利要求8所述的保温节能玻璃的制作方法，其特征在于，所述保温节能玻璃的制作方法还包括如下步骤：用密封胶密封所述两块石英玻璃板的四周边缘。
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