一种安全玻璃的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及玻璃及其加工技术领域，具体而言，涉及一种安全玻璃的制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前常见的安全玻璃，绝大多数是由无机硅酸盐玻璃与聚乙烯醇缩醛胶片（英文 简称PVB)在一定压力和温度下复合而成，PVB属于热塑性工程塑料材料，在高压受热过程 中会与玻璃产生交联，颜色由半透明变为全透明，最终得到全透明的安全玻璃。复合后得到 的安全玻璃整体厚度从2cm起，整体厚度随强度要求提高而增加，多至IOcm的亦有。但由 于玻璃的比重偏高（约2500kg/m3)，性脆，从而使其应用和装配具有一些局限性。例如一块 规格为35mmXI. 84mX3. 66m的防弹玻璃，重量大约为600kg，每平米重量大约100kg，如此 大的自重会导致玻璃发生自裂，损害型材的使用寿命。此外，硅酸盐玻璃在受到破坏的瞬间 会有大量飞溅物，由此产生的二次伤害也不可小觑。
[0003] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种安全玻璃的制备方法。在该方法中，采用聚碳酸酯板 和聚氨酯胶片作为原料，并使聚碳酸酯板和聚氨酯胶片之间生产充分的化学交联，保证制 备得到的安全玻璃具有强度高、通透性好、质量轻、保温性能优异、难燃烧性能优异的优点。
[0005] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0006] 一种安全玻璃的制备方法，包括如下步骤：
[0007] (1)将聚碳酸酯板作为第一材料层A、聚氨酯胶片作为胶黏层B，将所述第一材料 层A、所述胶黏层B通过加热软化进行初步复合，得到混合材料；
[0008] (2)将所述混合材料进行加热加压处理，使其内部产生化学交联，得到初步交联的 混合材料；
[0009] (3)将初步交联的混合材料所处的压力增加到至少1.2MPa，温度升高为 130-150°C，进行化学交联反应，后降至常温常压，即得安全玻璃。
[0010] 本发明提供的安全玻璃的制备方法中，通过加热软化可获取一定的流动性以便将 材料层之间的空隙内的气体彻底排除，得到初步复合后的混合材料。
[0011] 然后再通过加压加热处理，得到初步交联的混合材料。在这一步骤中，加热使所有 的材料进一步软化，同时加压也使得所有材料层之间发生作用，使混合材料内部进行初步 化学交联，从而将混合材料的强度进一步增强。
[0012] 最后将初步交联的混合材料所处的压力增加到至少1.2MPa以上，温度升高为 130-150°C。在这一高温高压环境中，混合材料中的聚碳酸酯和聚氨酯分子产生了充分的化 学交联，从而使得混合材料的强度大大增强。而后降温降压降至常温（室温25-30°C)和常 压，即得本发明提供的安全玻璃。
[0013] 本发明提供的安全玻璃制备方法中，将聚碳酸酯板作为安全玻璃的第一材料层A， 将聚氨酯胶片作为安全玻璃的胶黏层B。其中，聚碳酸酯是一种性能优越的热塑性工程塑 料，具有良好的透光性、抗冲击性，硬度高、难燃，质量轻，将其应用至安全玻璃中时，保证安 全玻璃具有如下的独特性能：
[0014] 强度高，保护性能优越。在遭受外力破坏时无飞溅物，能避免二次伤害；极度耐穿 透，能抵抗多种形式的破坏。
[0015]质量轻，同等厚度下重量仅为无机玻璃的40 %，使得安装更便利。这一特性使得本 发明提供的安全玻璃非常适用于需严格控制重量的领域，如高铁、飞行设备、兵器。
[0016] 通透性好。经检测，本发明提供的安全玻璃的透光率高达88%-90%，完全能替代 无机玻璃的应用。
[0017]保温性能优异。经检测，本发明提供的安全玻璃的传热系数K值最低可达LOw/m2K，其隔热效能比同等厚度的无机玻璃高7%~25%。
[0018] 难燃烧性能优异。本发明提供的安全玻璃难燃性能达到Bl级，燃烧温度为580°C， 且燃烧时不释放毒气，撤离火源后自行熄灭。
[0019]在本发明中，将聚氨酯作为胶黏层B。聚氨酯可与聚碳酸酯发生交联作用，从而将 第一材料层A紧密结合在一起。同时，聚氨酯还有优异的透光性能，因此，将其作为胶黏层 时，即使在多层累加时，也不会导致安全玻璃的透光性能下降。
[0020] 本发明所提供的制备方法中，所用的聚碳酸酯和聚氨酯都属于可回收的环保塑 料，使用寿命可达20年以上，即使在气候炎热环境下长期使用也无有害物质析出，对使用 者无健康伤害。因此，本发明提供的安全玻璃的使用寿命长，能适应高温环境。
[0021] 优选地，在步骤（1)中，所述加热软化的温度为90-100°C，时间为10-20分钟。
[0022] 在本发明提供的制备方法中，首次加热的作用将所有材料层进行初步的软化，获 取一定的流动性以便将材料层之间的空隙内的气体彻底排除，使得不同材料层之间能够充 分贴合在一起。在这一步骤中，本发明通过优选加热的温度为90-KKTC，并在这一温度下 加热10-20分钟便可将所有材料层软化成具有一定流动性的材料，从而将材料层之间的空 隙内的空气排除。若是加热的温度过低，不能保证所有的材料层能够软化达到流动性的状 态。若是加热的温度过高，有的材料层会全部熔化为液态，不但无法实现不同材料层之间的 同步融合，而且还不利于后续的操作。
[0023] 优选地，在步骤（2)中，所述加压加热的处理具体包括如下步骤：
[0024] 将压力增加至0? 5-lMPa，同时将温度升高至130-150°C，在这一温度和压力下保 持至少2小时。
[0025]优选地，在步骤（3)中，所述降压降温过程中，降压速率为350_650KPa/h，且降温 速率为 30-40°C/h。
[0026] 在本发明所提供的制备方法中，降压降温不宜过快，否则残留应力的存在会缩短 安全玻璃的寿命。通过经验发现，控制降压速率为350-650KPa/h，且降温速率为30-40°C/ h为宜。
[0027] 优选地，所述第一材料层A的厚度为3_6mm。
[0028]优选地，所述胶黏层B的厚度为l_3mm。
[0029] 本发明提供的安全玻璃是多层材料层按照一定的顺序依次叠加而成的。不同材料 层的厚度不但会影响着安全玻璃的强度，而且还会影响安全玻璃的透光性。本发明优选的 第一材料层A的厚度为3-6mm，胶黏层B的厚度为l-3mm，保证安全玻璃中的第一材料层和 胶黏层能够充分交联在一起，使得安全玻璃的具有优异的强度，能够抵抗住任何形式的破 坏。同时，这一厚度的第一材料层和胶黏层在制备过程中不会产生气泡，保证安全玻璃具有 优异的透光性。
[0030] 优选地，若所述安全玻璃包含两层所述第一材料A，则在步骤（1)中，所述加热软 化之前还包括如下步骤：
[0031 ] 将所述第一材料层A和胶黏层B按照ABA顺序叠放在一起。
[0032] 通过这一顺序制备得到的安全玻璃中，所述第一材料层A(即聚碳酸酯板）作为安 全玻璃的内侧面和外侧面，即本发明提供了一种ABA三明治结构的安全玻璃。在这一结构 的安全玻璃中，安全玻璃叠加的层数少，从而使得安全玻璃整体厚度较薄，自重也远远低于 同等厚度的无机硅酸盐玻璃，透光率也好。
[0033] 优选地，若所述安全玻璃包含两层以上所述第一材料A，则在步骤（1)中，所述加 热软化之前还包括如下步骤：
[0034] 将所述第一材料A作为第一层和最后一层，按照如下顺序依次叠放：(AB)niA,且 m多1〇
[0035] 本发明提供的安全玻璃中，所述第一材料层A作为所述安全玻璃的内侧面和外 侧面，且所述内侧面和外侧面之间含有至少一层所述第一材料层A，即本发明提供了一种 (AB) niAOn多1)结构的安全玻璃。在这一结构的