金屬焊料焊接、溝槽封邊的平面鋼化真空玻璃的制作方法
【專利摘要】一種金屬焊料焊接、溝槽封邊的平面鋼化真空玻璃由上玻璃和下玻璃組成，其特征是上玻璃的周邊有封邊條框、下玻璃的周邊有封邊溝槽，上玻璃和下玻璃的周邊通過金屬焊料焊接在一起，上玻璃和下玻璃之間形成一個封閉的真空層，真空層內有支撐物，支撐物有一層或兩層；封邊條框和支撐物是由鋼化玻璃油墨和高聚物復合制成，高聚物先制成預聚體，在玻璃鋼化后再將預聚體制備在玻璃或鋼化玻璃油墨上，最后預聚體在室溫或高溫下固化成彈性體，預聚體或彈性體能夠自動適應真空層高度的變化，彈性體在高溫、高真空下排除自身所含有的揮發性氣體；本發明的方法易于實現機械化、自動化生產，可以大批量制作高性能、低成本的鋼化真空玻璃。
【專利說明】
金屬焊料焊接、溝槽封邊的平面鋼化真空玻璃

【技術領域】
[0001]本發明涉及真空玻璃的加工制造，尤其是一種鋼化真空玻璃的制作方法及其產品O

【背景技術】
[0002]真空玻璃是一種新型的節能、環保產品，可廣泛應用于建筑物和車船門窗、玻璃幕墻、太陽能產品、農業大棚、冷藏柜和電冰箱等工農業領域和居民日常生活用品中，是優良的隔熱、隔音和裝飾材料。
[0003]真空玻璃雖是最好的節能產品之一，但是十幾年來一直沒有得到大規模的推廣應用，其原因有三:一是現有真空玻璃的生產工藝復雜、生產成本高，導致市場價格高，用戶難以承受；二是難以機械化、自動化生產，產能低，難以滿足用戶及時供貨的要求；三是不能生產鋼化真空玻璃，使真空玻璃的應用范圍大受限制。
[0004]本發明的 申請人:在2012年3月和10月申請的一系列有關真空玻璃的專利中利用在玻璃周邊設置封邊條框的方法克服了現有真空玻璃封邊工藝中的主要缺點，并提出了鋼化真空玻璃的制作方法，但其不足之處是利用鋼化玻璃油墨制作的封邊條框達到所要求的高度其難度較大，其原因一是玻璃不吸濕，難以制作較高的封邊條框和支撐物，二是玻璃鋼化時封邊條框和支撐物在高溫下熔化、其高度進一步降低。


【發明內容】

[0005]針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種鋼化真空玻璃及其制作方法，該方法不但制作工藝簡單、成本低、生產效率高，而且封接可靠、密封效果好，利用該方法可以一步法、大批量制備沒有抽氣口的鋼化真空玻璃。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種金屬焊料焊接、溝槽封邊的平面鋼化真空玻璃，其包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是普通鋼化玻璃或鍍膜鋼化玻璃，所述上玻璃的周邊有封邊條框、所述下玻璃的周邊有封邊溝槽，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過金屬焊料焊接在一起，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層，所述真空層內有支撐物，所述支撐物有一層或兩層；所述封邊條框和/或支撐物由鋼化玻璃油墨和/或高聚物組成，所述高聚物先制成預聚體，在玻璃鋼化后再將所述預聚體制備在所述玻璃或所述鋼化玻璃油墨上，所述預聚體在室溫或高溫下固化成彈性體，所述預聚體或彈性體能夠自動適應所述真空層高度的變化，所述彈性體在高溫、高真空下排除自身所含有的揮發性氣體。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鋼化真空玻璃的制作方法，其包括: 第一步，根據所需要制作的鋼化真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的兩塊平板玻璃，在下玻璃的周邊焊接處開設封邊溝槽，并對上下兩塊玻璃進行磨邊、倒角、清洗和干燥處理；
第二步，以鋼化玻璃油墨為原料，在上玻璃的周邊焊接處通過印刷、打印或機械噴涂的方式制作封邊條框或包括過渡層，在至少一塊玻璃上制作支撐物，并使上玻璃的封邊條框能夠嵌于下玻璃的封邊溝槽內；然后經干燥后，將兩塊玻璃送入鋼化爐中在相同條件下進行鋼化處理；
第三步，選擇合適的高聚物單體，先將其單體經初步聚合成設定粘稠度的預聚體，然后將預聚體通過印刷、打印或機械噴涂的方式制作在鋼化玻璃油墨或上下玻璃上；預聚體可以在玻璃合片前通過催化劑在室溫下固化成彈性體、彈性體在真空玻璃封邊過程中加熱至高彈態自動適應真空層高度的不規則變化；預聚體也可以在玻璃合片后自動適應真空層高度的不規則變化、再通過高溫固化成彈性體；
第四步，將封邊溝槽和\或封邊條框處印制或噴涂金屬焊料，或直接在封邊溝槽內裝入金屬焊料，并將所述兩塊玻璃順向上下對齊疊放在一起，兩玻璃之間留有抽氣通道，然后送入真空封邊爐中；
第五步，對所述真空封邊爐進行抽真空和加熱操作，先通過基礎加熱系統加熱至一基礎溫度后，抽真空至0.1Pa以下，再啟動局部加熱系統；達到封邊溫度后，金屬焊料熔化成液體，在玻璃自身重力的作用下，封邊條框嵌入封邊溝槽中；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，打開真空封邊爐的爐門得到所需的鋼化真空玻璃。
[0008]其中，所述上玻璃的周邊至少含有一個封邊條框，所述下玻璃的周邊至少含有一個封邊溝槽，所述封邊條框插在所述封邊溝槽內。
[0009]其中，所述鋼化真空玻璃還可以包括一塊中間玻璃，所述中間玻璃夾在所述上玻璃和所述下玻璃之間，所述上玻璃和所述下玻璃分別和所述中間玻璃形成兩個封閉的真空層。
[0010]其中，所述支撐物印制在一塊玻璃上，或印制在兩塊玻璃上。
[0011]其中，所述支撐物為柱狀，或為條狀；當支撐物印制在一塊玻璃上時，優選為圓柱狀；當支撐物同時印制在兩塊玻璃上時，優選為長條狀，并垂直疊放；當支撐物同時印制在兩塊玻璃上時，既可以同時具有鋼化玻璃油墨和高聚物，也可以一塊上是鋼化玻璃油墨、另一塊上是高聚物。
[0012]其中，所述支撐物和封邊條框經印刷、打印或機械噴涂的方式制備。
[0013]其中，所述支撐物和封邊條框可以由所述鋼化玻璃油墨和所述高聚物組合而成，也可以由所述鋼化玻璃油墨或所述高聚物單獨制作。
[0014]其中，所述低溫焊料為金屬焊料，所述金屬焊料包括低熔點金屬和合金焊料，優選錫或錫合金、鋅或鋅合金、鎂或鎂合金，其形狀或形態為膏狀、粉末狀、絲狀或箔狀。
[0015]其中，所述金屬焊料與玻璃或封邊條框之間有過渡層，所述過渡層有一層、兩層或多層，所述過渡層主要由玻璃粉、金屬粉、樹脂或其它添加劑組成，如市售的銀漿或其它的金屬漿料或電子漿料等。
[0016]其中，所述上玻璃和所述下玻璃在相同的條件下進行鋼化，使其具有相同或相近的形變量。
[0017]其中，所述上玻璃和所述下玻璃合片時順向疊放，使其形變相吻合。
[0018]其中，所述鋼化玻璃油墨優選透明的或半透明的。
[0019]其中，所述高聚物為高分子聚合物，優選雜鏈聚合物和元素有機聚合物。
[0020]其中，所述高聚物優選透明或半透明的聚合物，如聚酰亞胺、聚丙烯腈和有機硅坐寸O
[0021]其中，所述耐高溫的高聚物是指在160°C以上的溫度下保持形狀不變、不發生化學變化的聚合物，如聚酰胺、聚酰亞胺、聚丙烯腈和有機硅等。
[0022]其中，所述高溫是指160_460°C，優選260_360°C。
[0023]其中，所述預聚體是指聚合度介于單體與最終聚合物之間的一種分子量較低的聚合物，優選具有一定粘稠度適合于印刷、打印或機械噴涂的粘稠體。
[0024]其中，所述預聚體中可以有催化劑、交聯劑或偶聯劑等，還可以有無機填料或金屬粉末等，以促進所述預聚體的交聯或增加所述彈性體的彈性、硬度以及提高耐溫性和可焊接性等。
[0025]其中，所述預聚體經印刷、打印或機械噴涂所形成的粘稠體，其在自身重力下保持形狀不變、在外力作用下形狀會發生改變。
[0026]其中，所述自動適應是指玻璃合片后夾在兩片玻璃之間的所述預聚體其高度能被壓縮至所在真空層的高度，所述自動適應也可以是指玻璃合片后夾在兩片玻璃之間的所述彈性體在高溫下變為高彈態時其高度在上玻璃的重力或自身的重力下被壓縮或伸長至所在真空層的高度。
[0027]其中，所述彈性體是指所述預聚體在催化劑或\和溫度的作用下其分子進一步交聯或環合而得到的高彈性模量的最終聚合物。
[0028]其中，所述高真空是指真空度在0.1-0.0OlPa0
[0029]其中，所述揮發性氣體是指所述預聚體在交聯或環合過程中所產生的水分、所添加的催化劑或其它小分子物質。
[0030]其中，所述真空封邊爐是常規加熱爐，通過電熱體加熱升溫，包括間歇式加熱爐和連續式加熱爐。
[0031]其中，所述真空封邊爐可以每次只封接一塊真空玻璃，也可以封接多塊真空玻璃，即實現真空玻璃的批量化生產。
[0032]其中，所述真空封邊爐具有基礎加熱系統和局部加熱系統，基礎加熱系統可采用電阻加熱的方式如電熱絲、電熱管、電熱板等，或采用循環熱風加熱的方式，將真空封邊爐內部及玻璃加熱至一基礎溫度；再利用局部加熱系統如電阻加熱、紅外線加熱、激光加熱、電磁加熱、微波加熱等方式對玻璃的周邊即封邊位置進行局部加熱，達到在短時間內將金屬焊料加熱至熔融的目的。所述基礎加熱溫度的范圍優選為280?350°C，所述局部加熱溫度的范圍優選為380?450°C。
[0033]本發明的有益效果是:
本發明將鋼化玻璃油墨和聞聚物組合在一起，不但可以有效提聞支撐物和封邊條框的高度，而且可以保持支撐物和封邊條框的高度；本發明通過調整預聚體的分子量可以很方便地調整預聚體的粘稠度，從而利用印刷、打印或機械噴涂等方式實現低成本、大批量、機械化、自動化制備支撐物和封邊條框；本發明通過預聚體在常溫下的可變形性和高彈體在高溫下的可變形性，使支撐物和封邊條框可以自動適應真空層高度的不規則變化，消除鋼化玻璃平整度的影響，因而實現對鋼化真空玻璃的有效支撐，使鋼化真空玻璃的大規模生產成為可能；本發明通過選擇合適的催化劑或溫度可以使預聚體在指定條件下固化，不但使封邊條框和支撐物易于制作、便于獲得相對高的高度，而且可以使支撐物具有合適的彈性，與剛性支撐物相比可以大大減小玻璃所承受的應力，從而減小玻璃的破損率、提高真空玻璃的合格率和壽命；高聚物與金屬材料相比具有極低的導熱系數、與剛性材料相比有更高的聲波傳輸損耗，所以以此支撐物制作的真空玻璃具有更好的隔熱和隔音性能；真空玻璃封邊過程中所需的高溫和高真空，不但可以使高聚物完成交聯、而且可以排除高聚物所含有的揮發性氣體，使支撐物和封邊條框在真空玻璃的使用過程中不會再排放氣體；而高的支撐物可以使真空層增厚、空間加大，既有利于獲得高真空、又有利于保持高真空；本發明的鋼化真空玻璃，結構簡單、安全可靠、生產方便、成本低廉，能夠批量化、機械化生產，可以大大提高鋼化真空玻璃的生產效率和合格率、降低生產成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發明的鋼化真空玻璃的結構示意圖；
圖2為本發明的雙真空層鋼化真空玻璃的結構示意圖。
[0035]圖中:1.上玻璃，2.下玻璃，3.高聚物，4.鋼化玻璃油墨，5.金屬焊料，6.中間玻
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【具體實施方式】
[0036]以下采用實施例和附圖來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。
[0037]實施例1:參見圖1，鋼化真空玻璃由上下兩塊鋼化玻璃或半鋼化玻璃組成，其中一塊還是低輻射玻璃，其制作方法如下:首先根據所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的一塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，在下玻璃的周邊焊接處開設封邊溝槽，并進行磨邊、倒角和清洗、干燥，在上玻璃上利用絲網印刷將鋼化玻璃油墨制成封邊條框和支撐物，并在上玻璃的封邊條框上、下玻璃的封邊溝槽內印制鋼化玻璃用銀漿作為過渡層，其中上玻璃有一個封邊條框、下玻璃有一個封邊溝槽，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的封邊溝槽內；其次將兩塊玻璃送入鋼化爐、在相同的條件下進行鋼化處理，在高溫作用下鋼化玻璃油墨與玻璃燒結在一起，隨即進行風冷鋼化，得到鋼化或半鋼化玻璃，鋼化玻璃油墨燒結后的高度大概為0.05-0.1mm ;同時制備高聚物，高聚物為聚酰亞胺，首先以均苯四酸二酐與芳香二胺為原料，在二甲基亞砜等溶劑中初步聚合成預聚體，通過調整聚合度使預聚體具有合適的粘稠度；然后將預聚體通過印刷、打印或機械噴涂的方式制作在上玻璃的鋼化玻璃油墨上，預聚體的高度以0.5-lmm為宜；上玻璃和下玻璃合片時邊部可設置定位件以控制真空層的厚度，上玻璃和下玻璃順向上下疊放合片后預聚體能夠利用自身形狀的可變性自動適應上玻璃和下玻璃之間真空層高度的變化；再次將下玻璃的封邊溝槽內裝滿金屬焊料如錫合金，將兩塊玻璃上下對齊順向疊放在一起、預留一定的抽氣通道，送入真空封邊爐中；最后進行加熱和抽真空操作，先利用基礎加熱系統如電熱管加熱，使基礎溫度升至300°C以上，在此過程中預聚體的分子逐漸環合、脫水固化成彈性體，實現對上玻璃和下玻璃的有力支撐；然后抽真空至0.1Pa以下，使真空層達到所要求的真空度，同時彈性體在高溫、高真空下逐漸排除自身所含有的全部揮發性氣體，以避免彈性體在真空玻璃的使用過程中發生放氣現象；再利用局部加熱系統如紅外線加熱器將金屬焊料加熱至熔融溫度360°C以上，金屬焊料熔化，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的封邊溝槽內，熔融的金屬焊料將兩塊玻璃粘接在一起；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，打開爐門得到所需的鋼化真空玻璃。
[0038]實施例2:參見圖2，雙真空層鋼化真空玻璃由上中下三塊鋼化玻璃或半鋼化玻璃組成，其中中間玻璃還是低輻射玻璃；其制作方法如下:首先根據所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的兩塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，在下玻璃和中間玻璃的上表面周邊開設封邊溝槽，并對三塊玻璃進行磨邊、倒角和清洗、干燥，在上玻璃和中間玻璃下表面周邊利用印刷技術將鋼化玻璃油墨印制成封邊條框、同時在上玻璃和中間玻璃上印制支撐物，并在封邊條框上和封邊溝槽內印制鋼化玻璃用銀漿作為過渡層，其中上玻璃有一個封邊條框，中間玻璃的上表面有一個封邊溝槽、下表面有一個封邊條框，下玻璃有一個封邊溝槽；上中下玻璃合片后，上面的封邊條框能夠嵌合于下面的封邊溝槽內；其次將三塊玻璃送入鋼化爐中、在相同的條件下進行鋼化處理使其具有相同或近似的形變量，在高溫作用下鋼化玻璃油墨與玻璃粘結在一起，得到鋼化或半鋼化玻璃；再次制作有機硅彈性體，以甲基二氣娃燒、苯基二氣娃燒等為王要原料，加入~■甲基~■氣娃燒、甲基苯基_■氣娃燒等_■官能度單體，上述單體在溶劑中水解、縮聚，洗除副產物氯化氫，得到尚含少量硅羥基的樹脂液，以此樹脂液并加入少量的催化劑如環烷酸鈷和金屬粉如鋅合金粉等作為預聚體；然后將預聚體通過印刷、打印或機械噴涂的方式制作在鋼化玻璃油墨上，隨后預聚體逐漸固化形成一定的強度和硬度；將中間玻璃和下玻璃的封邊溝槽內均勻裝入金屬焊料如鋅合金，并將三塊玻璃順向上下疊放在一起，保留一定的抽氣通道，送入真空封邊爐中；最后進行加熱和抽真空操作，先利用基礎加熱系統如循環熱風加熱，使基礎溫度升至300°C以上，在此過程中預聚體的分子進一步縮聚完全、得到交聯的三維網狀的彈性體，實現對上玻璃和下玻璃的有力支撐；然后抽真空至0.1Pa以下，使真空層達到所要求的真空度，同時彈性體在高溫、高真空下逐漸排除自身所含有的全部揮發性氣體，以避免彈性體在真空玻璃的使用過程中發生放氣現象；利用局部加熱系統如紅外線加熱器將金屬焊料加熱至熔融溫度400°C以上，上面的封邊條框在重力的作用下嵌入下面的封邊溝槽內，熔融的金屬焊料將三塊玻璃粘接在一起；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料將三塊玻璃氣密性地焊接在一起，打開爐門得到所需的鋼化真空玻璃。
[0039]所有上述的首要實施這一知識產權，并沒有設定限制其他形式的實施這種新產品和/或新方法。本領域技術人員將利用這一重要信息，上述內容修改，以實現類似的執行情況。但是，所有修改或改造基于本發明新產品屬于保留的權利。
[0040]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種金屬焊料焊接、溝槽封邊的平面鋼化真空玻璃，其特征在于包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是普通鋼化玻璃或鍍膜鋼化玻璃，所述上玻璃的周邊有封邊條框、所述下玻璃的周邊有封邊溝槽，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過金屬焊料焊接在一起，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層，所述真空層內有支撐物，所述支撐物有一層或兩層；所述封邊條框和/或支撐物由鋼化玻璃油墨和/或高聚物組成，所述高聚物先制成預聚體，在玻璃鋼化后再將所述預聚體制備在所述玻璃或所述鋼化玻璃油墨上，所述預聚體在室溫或高溫下固化成彈性體，所述預聚體或彈性體能夠自動適應所述真空層高度的變化，所述彈性體在高溫、高真空下排除自身所含有的揮發性氣體。
2.根據權利要求1所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述真空玻璃還包括一塊中間玻璃，所述中間玻璃夾在所述上玻璃和所述下玻璃之間，所述上玻璃和所述下玻璃分別和所述中間玻璃形成兩個封閉的真空層。
3.根據權利要求1或2所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述預聚體是具有一定粘稠度適合于印刷、打印或機械噴涂的分子量較低的液態聚合物。
4.根據權利要求1至3任一項所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述預聚體中可以有催化劑、交聯劑或偶聯劑，還可以有無機填料或金屬粉末，以促進所述預聚體的交聯或增加所述支撐物的彈性、硬度以及提高耐溫性。
5.根據權利要求1所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述自動適應是指玻璃合片后夾在兩片玻璃之間的所述預聚體其高度能被壓縮至所在真空層的高度，所述自動適應或者是指玻璃合片后夾在兩片玻璃之間的所述彈性體在高溫下變為高彈態時其高度在上玻璃的重力或自身的重力下被壓縮或伸長至所在真空層的高度。
6.根據權利要求1所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述彈性體是指所述預聚體在催化劑或\和溫度的作用下其分子進一步交聯或環合而得到的高彈性模量的最終聚合物。
7.根據權利要求1所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述揮發性氣體是指所述預聚體在交聯或環合過程中所產生的水分、所添加的催化劑或其他小分子物質。
8.根據權利要求1至7任一項所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述上玻璃和所述下玻璃在相同的條件下進行鋼化處理，使其具有相同或相近的形變量。
9.根據權利要求1至7任一項所述的平面鋼化真空玻璃，其特征在于所述上玻璃和所述下玻璃合片時順向疊放，使其形變相吻合。
10.權利要求1至9任一項所述的平面鋼化真空玻璃的制作方法，其特征在于包括以下步驟: 第一步，根據所需要制作的真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的兩塊平板玻璃，在下玻璃的周邊焊接處開設封邊溝槽，并對上下兩塊玻璃進行磨邊、倒角、清洗和干燥處理； 第二步，以鋼化玻璃油墨為原料，在上玻璃的周邊焊接處印制封邊條框或包括過渡層，在至少一塊玻璃上印制支撐物，并使上玻璃的封邊條框能夠嵌于下玻璃的封邊溝槽內；然后經干燥后，將兩塊玻璃送入鋼化爐中進行鋼化處理； 第三步，選擇合適的高聚物單體，先將其單體經初步聚合成設定粘稠度的預聚體，然后將預聚體通過印刷、打印或機械噴涂的方式制作在鋼化玻璃油墨或上下玻璃上；柔性支撐物可以在玻璃合片前通過催化劑在室溫下固化彈性體、彈性體在真空玻璃封邊過程中加熱至高彈態自動適應真空層高度的不規則變化；柔性支撐物也可以在玻璃合片后自動適應真空層高度的不規則變化、再通過高溫固化成彈性支撐物； 第四步，將封邊條框和封邊溝槽處印制或噴涂金屬焊料，或直接在封邊溝槽內裝入金屬焊料，并將所述兩塊玻璃上下對齊疊放在一起，兩玻璃之間留有抽氣通道，然后送入真空封邊爐中； 第五步，對所述真空封邊爐進行抽真空和加熱操作，先通過基礎加熱系統加熱至一基礎溫度后，再啟動局部加熱系統；達到封邊溫度，金屬焊料熔化成液體，在玻璃自身重力的作用下，封邊條框嵌入封邊溝槽中；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，打開真空封邊爐的爐門得到所需的鋼化真空玻璃。
【文檔編號】C03C27/08GK104291710SQ201310298906
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月17日 優先權日:2013年7月17日
【發明者】戴長虹 申請人:戴長虹