[发明专利]一种高透明度及高强度层合玻璃及其制作方法

说明书

技术领域

       本发明涉及一种层合玻璃的制作方法，尤其涉及一种高透明度及高强度层合玻璃及其制作方法。

技术背景

       层合玻璃广泛应用于汽车、飞机等的风挡部件，作为汽车、飞机上的重要组成部分，要求其具有优良的光学性能、足够的结构强度和刚度以及较长的使用寿命。目前还没有一种材料同时具备这样多种性能。将高硬度的无机玻璃与韧性较好的有机玻璃两种材料结合起来，即用有机玻璃作主承力层、用无机玻璃作防护层、中间用胶片粘结形成一种非对称的无机-有机层合玻璃结构，有利于提高风挡的力学性能。

但是，由于无机玻璃与有机材料间的不匹配性及低的化学兼容性，无机-有机层合玻璃易发生层间剪切失效，特别是无机玻璃与中间层易产生分层。为了解决这一问题，有文献报道采用粘结促进剂(如树脂)或者涂层来粘结无机玻璃和中间层。然而，由于粘结促进剂和涂层可导致可见光透过率减小及耐湿热老化性能降低，对风挡的实际应用带来一些限制。

发明内容

       本发明的目的是提供一种高透明度、高层间剪切强度及耐湿热老化性能优良的层合玻璃及其制作方法。

       为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：采用5-20%(体积比)的氢氟酸择优腐蚀处理外层锂铝硅酸盐无机玻璃，腐蚀时间为10-60分钟；对聚氨酯中间层及有机玻璃层进行冷等离子体处理，冷等离子体处理的功率为100-300 w，真空度为5-10 Pa，时间为1-3 min；将处理后的聚氨酯夹在锂铝硅酸盐无机玻璃和有机玻璃之间，在热压机上温压成型得到高透明度和高强度的层合玻璃。

       本发明上述层合玻璃的制作方法，包括步骤：

(1) 将锂铝硅酸盐无机玻璃在5-20%(体积比)的氢氟酸中择优腐蚀处理20-60分钟，经洗涤后烘干；

(2) 将聚氨酯中间层及有机玻璃层在功率为100-300 w，真空度为5-10 Pa的条件下冷等离子体处理1-3 min；

(3) 将切割、磨边后的无机玻璃、聚氨酯和有机玻璃进行超声清洗，之后使用脱脂棉沾95%的无水乙醇擦拭其表面，烘干备用；

(4) 将聚氨酯夹在无机玻璃和有机玻璃之间，放入热压机中在温度为80-200 ℃，压力为2-10 MPa的条件下保压10-30 min。

一种高透明度及高强度层合玻璃，它包括外层锂铝硅酸盐无机玻璃、聚氨酯(PU)中间层和内层有机玻璃(PMMA)；所述外层玻璃经氢氟酸择优腐蚀处理；所述外层玻璃与所述内层玻璃之间设所述聚氨酯中间层，聚氨酯中间层及有机玻璃层经冷等离子体处理；所述外层玻璃、中间层和内层玻璃经切割、磨边及洗涤干燥后温压成型形成所述高透明度及高强度层合玻璃。

外层锂铝硅酸盐无机玻璃经过体积比为5-20%的氢氟酸择优腐蚀处理20-60分钟。

聚氨酯中间层及有机玻璃层经冷等离子体处理，冷等离子体处理的功率为100-300 w，真空度为5-10 Pa，时间为1-3 min。

所述的层合玻璃的可见光透过率大于85%。

所述的层合玻璃的层间剪切强度大于5 MPa；在温度为80℃、湿度为85%的条件下湿热老化30天后层间剪切强度下降幅度小于2%。

本发明通过对无机玻璃进行择优腐蚀，得到高比表面积及绒面结构的无机玻璃表面，此表面不仅有较高的物理化学活性，而且可以减少光线反射；另外通过对聚氨酯及有机玻璃进行冷等离子体处理不仅提高了其透明度，而且在聚氨酯表面引入了大量的自由基及官能团，从而在层合时得到高可见光透过率和高层间剪切强度的层合玻璃。

本发明的发明效果为：可见光透过率大于85%；层间剪切强度大于5 MPa；在温度为80℃、湿度为85%的条件下湿热老化30天后层间剪切强度下降幅度小于2%。

本发明创新：

1、首次采用择优腐蚀处理结合冷等离子体处理相结合的方法，利用择优腐蚀及冷等离子体处理对基体表面的物理化学作用，不仅使层合玻璃的可见光透过率提高，而且使层合玻璃的层间剪切强度和耐湿热老化性能得以显著提高；

2、经过择优腐蚀处理后的无机玻璃和经过冷等离子体处理后的聚氨酯及有机玻璃只是其表面发生了物理化学变化，而基体本身没有受到任何影响。温压成型后得到高可见光透过率和高层间剪切强度的层合玻璃，可广泛应用于汽车、飞机的风挡及防弹玻璃。

附图说明