[发明专利]一种隔热保温玻璃及其制备方法

说明书

一种隔热保温玻璃及其制备方法，其特征在于，由芯部和表层构成，所述芯部为由气凝胶及粘结所述气凝胶的玻璃相构成的气凝胶/玻璃复合体，所述表层为玻璃相。其制备方法主要包括以下步骤：（1）合片，将气凝胶与玻璃粉体均匀混合后，铺放于一片玻璃上，将另一片玻璃覆盖于混合料上，得到组合体；（2）热压成型，在一定温度和压力下，将组合体进行热压成型。本发明的隔热保温玻璃具有较好的隔热保温性能和透光性以及良好的安全性能、隔声降噪性能，适用于绿色建筑和超低能耗建筑以及近零能耗建筑的门窗、幕墙玻璃和采光屋顶等领域。

技术领域

本发明涉及节能玻璃技术领域，尤其涉及一种包含气凝胶的隔热保温玻璃及其制备方法。

背景技术

气凝胶是一种以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。其孔隙率高达99.8%，孔洞的典型尺寸为1～40nm，比表面积为400～1200m²/g，而密度可低至3kg/m³，室温导热系数可低至0.010W/（m•K）以下，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能，以及优异的化学稳定性和不燃性。正是由于这些特点使二氧化硅气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测等方面具有很广阔的应用潜力。

然而，由于常规溶胶-凝胶工艺过程复杂，且生产大尺寸完整透明气凝胶板材的综合技术门槛极高，不仅涉及到材料技术，而且还涉及工艺技术以及工艺装备技术等众多技术领域，因此，难以制备出大尺寸的完整气凝胶。此外，由于气凝胶是脆性材料，抗折强度较差，很难单独使用，只能作为中空玻璃的夹芯层使用，一定程度上限制了气凝胶在建筑透明围护结构领域的应用范围。

公开号为CN104556967A的中国专利申请公开了“二氧化硅气凝胶粉体/玻璃结合剂复合隔热材料的研制”，主要制备工艺：将二氧化硅气凝胶粉体与玻璃结合剂、聚合物混合，同时添加分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂等少量助剂，混合均匀，制成浆料，然后将浆料制成固定尺寸的样品，在10～25℃下干燥固化48个小时以上，再进行热处理，第一段330～500℃，保温2～5个小时，第二段550～800℃，保温3～5个小时，然后自然冷却到常温。但是，该方法存在以下问题：（1）由于加入助剂，导致有机溶剂会进入气凝胶纳米孔洞内，破坏气凝胶的三维网络结构；（2）采用聚合物作为过渡粘结剂，由于在330～500℃下高分子聚合物分解时易产生气体，而且不易排除，从而影响了所得复合隔热材料的纯度；（3）由于本方法制得的二氧化硅气凝胶粉体/玻璃结合剂复合隔热材料是非透明的，限制了其在建筑透明围护结构方面的应用；（4）由于采用室温干燥固化及两步热处理工艺，导致工艺时间过长，生产效率低，不适合产业化生产。

发明内容

本发明为了克服现有技术的上述问题，获得高透型且具有优异隔热保温性能的气凝胶复合玻璃材料，提供一种适合工业化的快速生产方法。

本发明提出的解决方案是：本发明通过采用表面具有硅羟基、内部为疏水特性的气凝胶，利用气凝胶表面上存在的硅羟基，在外加温度与压力场下，与软化态/熔融态的玻璃之间可以形成键合，且可使软化态/熔融态的玻璃部分嵌入气凝胶纳米孔内，实现气凝胶表面与玻璃熔液之间良好的界面结合作用，而且，一方面可实现一体化成型，简化工序，提高生产效率，另一方面上下表层均为玻璃相，内部为气凝胶/玻璃复合体，得到的隔热保温玻璃兼具玻璃的良好力学性能和气凝胶特有的优异隔热保温、隔声降噪性能等。

本发明提出的一种隔热保温玻璃的制备方法，主要包括以下步骤：

（1）合片，将气凝胶与玻璃粉体均匀混合后，铺放于一片玻璃上，将另一片玻璃覆盖于混合料上，得到组合体；（2）热压成型，在一定温度和压力下，将组合体进行热压成型。