玻璃焊接密封条封边封口的平面双真空层玻璃及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及玻璃深加工技术领域，尤其涉及一种玻璃焊接密封条封边封口的平面双真空层玻璃及其制作方法。
【背景技术】
[0002]真空玻璃作为一种最具节能潜力的新型玻璃，经过十几年的研究和发展，现已实现了规模化生产，在许多领域尤其是建筑领域得到了较好的应用；但也存在着明显的不足之处，主要是生产效率低、产能小、不能生产钢化真空玻璃等，限制了其在更大范围内的推广应用；现有真空玻璃规模化生产是采用高温(430-480°C)常压下封边、低温(180-300°C)抽真空后封口的生产工艺，由于在封边温度下需要保温一段时间、一般为15-20min，以使焊料充分熔化流动粘合进而获得较高的封接强度和气密性，所以在高温和长时间作用下钢化玻璃在封边过程中就会退火，尽管可以把钢化玻璃的初始应力做的很高但也只能得到半钢化真空玻璃；钢化真空玻璃不能生产的另一个主要原因是玻璃的平整度问题，玻璃在钢化过程中会产生0.1-0.3%的变形，其形变量远远大于真空玻璃真空层的厚度，如果真空玻璃在生产过程中存在平整度不够高(特别是钢化玻璃)、焊料厚度不一致、封边过程中加热不均匀等因素就会导致封边脱焊、气密性不好而得不到真空玻璃，还会导致上下玻璃得不到支撑物充分而又均匀的支撑，抽真空后真空玻璃在大气每平米约10吨压力的作用下就会使玻璃的局部产生很大的应力，这些应力在玻璃的边角处表现的更为明显，而边角处又是玻璃最薄弱的部位；在这些封边应力的长期作用下，受力较大的真空玻璃就会发生破裂而导致损坏，不但影响真空玻璃的使用寿命，而且可能会带来安全问题；现有真空玻璃不管大小只有一个抽气口，由于真空层的厚度和抽气口的内径极小，所以抽气阻力极大，造成内外压差很大，不但需要很高真空度的真空泵，而且抽气时间很长、生产效率很低，对于大块的真空玻璃更为严重。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是在于针对现有真空玻璃存在的缺陷，提供一种玻璃焊接密封条封边封口的平面双真空层玻璃及其制作方法，这种真空玻璃及其制作方法工艺简单、生产效率高，所制备的真空玻璃不但能够消除封边应力而且能够保持钢化玻璃的钢化特性，可大批量生产钢化真空玻璃，并能增加其使用寿命。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种玻璃焊接密封条封边封口的平面双真空层玻璃，包括上玻璃、中间玻璃和下玻璃，所述上玻璃、中间玻璃和下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃和中间玻璃上有1-4个抽气口，所述上玻璃和中间玻璃的下表面周边及所述抽气口的周边至少各有一条密封条，所述中间玻璃和下玻璃的上表面周边至少有两条密封条、所述下玻璃在所述抽气口的对应处至少有一条密封条，上面的密封条插入下面的密封条之间或之内；所述上玻璃和所述下玻璃与所述中间玻璃经快速加热后在高温下合片、其周边通过玻璃焊料在加热炉内加压下焊接在一起；通过热压焊接，消除玻璃的可变变形，使玻璃定型在使用状态，减小和消除封边应力；所述抽气口在连续式真空炉内利用熔融玻璃在线封闭，所述上玻璃和所述下玻璃与所述中间玻璃之间形成两个封闭的真空层，所述真空层内有呈点阵排列的支撑物。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了上述平面双真空层玻璃或钢化平面双真空层玻璃的制备方法，包括:
第一步，根据所需要制作的平面双真空层玻璃的形状和大小切割所需尺寸的三块平面玻璃，在上玻璃和中间玻璃的边角处打孔制作抽气口，并对三块玻璃进行磨边、倒角、清洗和干燥处理；
第二步，在三块玻璃的周边及抽气口的周边和对应处制备密封条，上面的密封条能够插入下面对应的密封条之间或之内，并在至少一块玻璃上制作支撑物，随后将三块玻璃送入高温炉或钢化炉中进行高温处理或钢化处理；
第三步，将中间玻璃和下玻璃周边的两条密封条之间均匀涂布玻璃焊料，上、中、下玻璃分别送入加热炉中，采用快速加热的方式，使上、中、下玻璃在0.5-30min内加热至100-500°C，将上、中、下玻璃在高温下进行合片；
第四步，在玻璃焊料熔化状态下，对上、中、下玻璃进行加压，使上、中、下玻璃与支撑物均匀而又充分接触，随后降温；施加的压力约为大气的压力、直至玻璃焊料完全凝固；固化的玻璃焊料凝固后将三块玻璃气密性地焊接在一起，得到周边焊接密封的中空玻璃；
第五步，将中空玻璃送入连续式真空炉内，中空玻璃经真空炉的预抽室进入真空室，真空室的压力在0.1Pa以下、温度不高于熔融玻璃的熔化温度，将熔融玻璃注入抽气口中，熔融玻璃将抽气口密封；封口后的玻璃进入真空炉的冷却室中进行降温，熔融玻璃凝固后对抽气口实现气密性密封，得到平面双真空层玻璃；
第六步，在平面双真空层玻璃的抽气口内放入密封胶，在密封胶的上面粘贴产品商标或金属装饰片。
[0006]其中，所述上玻璃和中间玻璃的下表面周边或抽气口的周边至少含有一个密封条。
[0007]其中，所述下玻璃的周边至少含有两个密封条、所述下玻璃的抽气口的对应处至少含有一个密封条。
[0008]其中，所述上面的密封条与所述下面的密封条相对应，所述上面的密封条能够插入所述下面的密封条之间或之内。
[0009]其中，所述上玻璃、所述中间玻璃和所述下玻璃是普通玻璃、或是钢化玻璃、或是半钢化玻璃。
[0010]其中，所述上玻璃、所述中间玻璃和所述下玻璃是普通玻璃、或是镀膜玻璃、或是Low-E玻璃。
[0011]其中，所述中间玻璃可以有一至数块。
[0012]其中，所述密封条采用印制、打印或机械喷涂低温玻璃粉或玻璃油墨等方式制备。
[0013]其中，所述熔融玻璃为低温玻璃焊料或低熔点玻璃粉，由于只要求气密性和热膨胀系数的匹配，所以其熔融温度可以做的较低，优选低于封边用的玻璃焊料；所述熔融玻璃的熔化温度为350-430°C，优选为350-380°C，所述材料均为现有的市售物品。
[0014]其中，所述支撑物由金属、陶瓷、玻璃或高分子聚合物、复合材料制成，优选采用印制、点胶或喷涂玻璃油墨或聚合物制备；所述支撑物可以在玻璃钢化前制备，也可以在玻璃钢化后制备。
[0015]其中，所述支撑物有一层或两层；所述支撑物印制在一块玻璃上，或印制在两块玻璃上，普通真空玻璃优选印制在一块玻璃上，钢化真空玻璃优选印制在两块玻璃上。
[0016]其中，所述支撑物为柱状，或为条状；当支撑物印制在一块玻璃上时，优选为圆柱状；当支撑物同时印制在两块玻璃上时，优选为长条状，并垂直叠放。
[0017]其中，所述加热炉可以是间歇式加热炉或是连续式加热炉，优选连续加热炉。
[0018]其中，所述加热炉可以具有一至数个加热室，优选3-5个加热室，如所述上玻璃、中玻璃和下玻璃的快速加热以及合片、加压等工序优选在各自的加热室中进行，以提高生产效率和产品质量；所述加热室的加热系统可采用热风加热或电阻加热(红外加热)的方式如电热丝、电热管、电热板等，还可以采用微波加热；优选采用热风与红外线联合加热，红外线优选近红外线和中红外线，选择性加热玻璃焊料，使玻璃的温度低于玻璃焊料的温度，进一步保持钢化玻璃的钢化特性；在加热Low-e玻璃时,也可以采用远红外线加热，由于低福射膜的存在，可以使玻璃的温度明显低于焊料的温度；
进一步，所述上玻璃、中玻璃和下玻璃的快速加热，是在较短的时间内，如0.5-30min,优选0.5-10min,进一步优选为0.5_3min,将所述上、中、下玻璃以及玻璃焊料加热至一设定的温度，如100-500°C，优选为180-480°C，从而不会导致钢化玻璃明显退火；
进一步，所述合片加热室，是将所述上玻璃通过高温真空吸盘、机械手等装置，依靠测量、定位等控制系统在高温下，如180-480°C，与所述下玻璃合在一起；其温度控制以焊料的熔化温度为依据，若焊料在合片时已经熔化则其温度可以低于焊料的熔化温度，若焊料在合片时未熔化则其最高温度必须高于焊料的熔化温度、以促使焊料尽快熔化，保证在所述上、下玻璃合片后焊料处于熔化状态，以完成所述真空玻璃的边部密封；
进一步，所述加压加热室，是所述上、下玻璃在高温合片后在加压加热室中进行加压和冷却，加压目的是使消除所述上、下玻璃的可变变形，使所述上、下玻璃得到支撑物的充分而又均匀的支撑；所述加压的压力约为大气的压力，优选为0.1MPa ;所述加压可以采用机械加压、气压、液压等常用的加压方式和相应的装置；所述加压的时间持续至焊料凝固定型为止，即所述上、下玻璃定型在使用状态，从而消除封边应力。
[0019]其中，所述真空炉为连续式真空炉，至少包括预抽室、真空室和冷却室等单元；所述预抽室的温度为200-300°C、压力为Ι-lOOPa，所述真空室的温度为300-350°C、压力为0.01-0.1Pa，所述冷却室的温度为200-270°C、压力为l-100Pa。
[0020]其中，所述抽气口的结构可以采用其他具有液体密封构造的方式，如类似于存水弯、水封地漏等的密封结构，也可以采用本专利申请人已公开的任一种抽气口的结构，还可以采用结构简单的锥形孔、利用较高粘度的熔融玻璃直接密封；所述抽气口在真空室内可以单独进行加热，以减小与熔融玻璃之间的温度差。
[0021]其中，所述抽气口有一至数个，优选为1-4个，小块玻璃可以设置一个，大块玻璃可以设置4个，在每个边角处各设置一个，可以加快抽气效率至少4倍以上、并可提高真空玻璃的真空度，进而降低成本，提高产能和性能。
[0022]其中，所述真空炉加热，可以采用红外线加热，也可以采用其他适当的加热装置或加热手段。
[0023]进一步，所述加热，可以加热玻璃整体，也可以局部加热抽气口。
[0024]其中，所述密封胶优选有机密封胶，进一步优选为热熔胶、热固胶或双组份密封胶。
[0025]本发明的有益效果:
本发明借鉴钢化炉的快速加热原理，分别对真空玻璃的单片玻璃进行快速加热，不但极大地提高了生产效率，与合片后再加热相比其加热速率