专利名称：一种能吸收紫外线和近红外线以及强眩目光的夹层安全玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种夹层安全玻璃及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种能吸 收紫外线和近红外线以及强眩目光的夹层安全玻璃及其制备方法。
背景技术：
现有的夹层安全玻璃，例如用于汽车挡风的夹层安全玻璃和高层建筑的夹层安全 窗玻璃以及夹层家俱玻璃等，虽然透光率高，但是都不能防雨露雾化和防冰雪附着，也不能 吸收眩目光和200 380nm的紫外线，更谈不上吸收780 1500nm的近红外线。因为现有 的夹层安全玻璃是采用如下配方工艺技术制备的(1)聚乙烯醇缩丁醛胶片法将聚乙烯 醇缩丁醛切割成所需的片基，将其夹在两层玻璃中经热合机加热加压制成，该法对胶片的 要求很高，即要求胶片没有划伤和疵点，厚度要十分均勻，原材料成本很高，设备投资巨大。热聚合灌胶法将制成的预聚物灌到已封好边的两层玻璃中间，在加热炉中逐渐升温， 使其加热固化，这种方法的生产周期长达24 36小时，温度要求在80 100°C，成本也相 当高。(3)光固化粘合剂法采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主料，丙烯酸甲酯(MA)和丙烯 酸丁酯(BA)为辅助料，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二甲酯(D0P)为增塑剂，偶 氮二异丁腈(ABN)为引发剂，加入反应釜中，在一定温度下反应预聚合，在转化率达到15% 左右时停止反应，并加入增粘剂丙烯酸、光引发剂安息香丁醚和交联剂，经高速搅拌混勻即 成光固化粘合剂，经真空脱气后灌入两层封边的玻璃中间，在阳光或灯光(紫外光)下照射 4 8小时后，即可自行固化。采用光固化粘合剂法生产的夹层安全玻璃，存在以下缺点 (1)容易老化，粘接强度不高，时间长容易失效而分离脱落，造成事故。(2)粘合剂不能适应 环境温度的变化，对玻璃粘接强度影响较大，时间一长所用增塑剂DBP和D0P会变硬，易脆 化。(3)在夹层安全玻璃受到冲击破碎后，碎片的保留率只有60%左右，不安全。(4)不能 防雨露雾化，不能防冰雪附着。(5)不能吸收200 380nm的紫外线和780 1500nm的近 红外线光。(6)玻璃厚度一般为6mm+6mm lOmm+lOmm，重量大，成本高，但比前两种方法生 产的夹层安全玻璃成本稍低些。
发明内容
本发明的目的在于提供一种夹层安全玻璃，该夹层安全玻璃能够吸收紫外线和近 红外线以及强眩目光，通过自身材料特性能选择性透过对人体有益的光谱，起到隔热、防 冻、防止强光、强热和对人体有害辐射线的透过等作用；以及防雨露雾化、防冰雪附着、防止 玻璃在强烈冲击波下的自身碎破并实现自身保护等功能。本发明的另一个目的在于提供所述夹层安全玻璃的制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种能吸收紫外线和近红外线以及强眩目光的夹层安全玻璃，包括两片硅酸盐玻 璃以及置于两片硅酸盐玻璃之间的有机夹层胶粘材料，其特征在于，所述的有机夹层胶粘材料按重量百分比包括以下组分主料60. 0% -70. 0% ；改性剂 10. 0% -15. 0% ；改质剂 3. 0% -5. 0% ；交联剂0. -1. 5% ；偶联剂 0. 5%-1. 5% ；增稠剂 1.0%-3.0% ；光引发剂0. 5% -2. 5% ；催化剂 1. 0% -5. 0% ；抗冲击剂 3. 0% -5. 0% ；赋型剂0. 5%-2. 0% ； UV-IR光学防护材料0. 5% 5%。所述的有机夹层胶粘材料中，主料为甲基丙烯酸甲酯；改性剂选自甲基丙烯酸、甲 基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯中的一种或两种以上的混合；改质剂选自丙烯酸羟丙酯和 甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或两种的混合；交联剂选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯 酸烯丙酯中的一种或两种的混合；偶联剂选自偶联剂ND-27和ND-30中的一种或两种的混 合；增稠剂选自甲基丙烯酸羟乙酯和月桂酯中的一种或两种的混合；光引发剂选自二苯甲 酮、苯偶酰和安息香乙醚中的一种或两种以上的混合；催化剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸 酯，1，6_己二醇二丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合；抗冲击剂 选自双酚芴和芴中的一种或两种的混合；赋型剂为甲基丙烯酸环己酯；UV-IR光学防护材 料为有机金属配位化合物(2价、4价、6价配位)，由30%的二环戊二烯基合铁和30%的含 吡喃环多次甲基菁染料以及40%的二硫化乙烯型金属镍络合物经萃取减压蒸馏制备而成。所述的夹层安全玻璃中，硅酸盐玻璃的厚度为1. 5mm 8mm，有机夹层胶粘材料的 填充厚度为0. 5mm 1. 5mmo所述的夹层安全玻璃中，硅酸盐玻璃的表面上涂有改性剂和改质剂，涂层的厚度 力 5 y m 20 y m。所述的夹层安全玻璃中，硅酸盐玻璃可以用浮法玻璃、白玻璃、钢化玻璃或者防弹 玻璃替代。使用防弹玻璃替代硅酸盐玻璃时，防弹玻璃的厚度设置为10mm 15mm。本发明所述的夹层安全玻璃是通过以下步骤制备而成的取两片硅酸盐玻璃，洗净、烘干后，在硅酸盐玻璃的表面上喷涂改性剂和改质剂； 然后在硅酸盐玻璃的四周用软质胶管进行封闭制成模框，留出灌料口 ；按重量百分比称取 有机夹层胶粘材料的各组分，进行预聚合制浆；待预聚浆料冷却至室温后，按计量从灌料口 灌入模框内，在紫外光或太阳光下固化60-150分钟或者在40°C 60°C的水厢或烘房中固 化3-4小时；随后在100 120°C下进行高温碎火处理60-90分钟，并进行分段退火处理 (80°C -60°C )；冷却至常温即制得本发明所述的夹层安全玻璃。本发明所述的夹层安全玻璃可用作各种车辆、飞机、轮船等的挡风玻璃和窗玻璃， 也可用作各种建筑的窗玻璃和各种显示器保护屏等。本发明所述的夹层安全玻璃相对于现有技术具有以下有益效果(1)能够完全吸收200 380nm的紫外线，防止紫外线辐射对人体细胞内的DNA造 成损伤，防止皮肤癌、白内障、视力减退等疾病的发生，以及防止人体皮肤、各种物料和设备 设施的老化；(2)能够吸收780 1500nm的近红外线，防止近红外线进入汽车内或室内，起到隔 热和隔光的作用，能有效地使室内温度降低5°C 8°C，同时防止近红外线伤害视觉神经， 保护人眼视觉、减轻视觉疲劳，防止事故发生；(3)能够有效消散可见光中的强眩目光，消散其辐射能，使强光线变成柔和而不刺 眼的光线，使视觉轻松自如；
(4)能够有效地防止雨露雾化，这是因为有机夹层胶粘材料吸收了近红外线的热 量后会产生另一种辐射能，使得玻璃表体温度升高而其周围环境温度下降，从而减小了玻 璃与环境空气之间的温度差，有效地防止微小露珠在玻璃表面上凝结而造成模糊，影响视 线.
一入 ，(5)具有防爆功能，硬度高、耐磨擦、抗冲击性好，具有一定的延伸率，能吸收玻璃 破碎时的能量，当冲击强度高达25Kg/m2时，即使玻璃破碎了，玻璃碎片保留率高达95%以 上，不会脱落。本发明所述的夹层安全玻璃，既具有无机硅酸盐玻璃的性能，又具有有机玻璃的 性能；其总透光率为55 % 85 %，对200 380nm的紫外线吸收率彡99. 9 %，对400 750nm的可见光透过率为35 % 75 %，对800 1500nm的近红外线吸收率彡99. 9 %，控制 太阳辐射率(Ts)为10% -25%。本发明所述的夹层安全玻璃完全满足了本技术所要求的 指标，攻克了世界各国以减少冷却负荷为代表的节能技术之难题，而且制造工艺简单、成本 低，具有极其广阔的国际和国内的市场。
图1是本发明所述夹层安全玻璃的结构示意图；图2是本发明所述夹层安全玻璃的可见光透过率曲线图，其中，实线表示最大可 见光透过率，虚线表示最小可见光透过率。
具体实施例方式按照以下重量百分比称取有机夹层胶粘材料的各组分主料60. 0% -70. 0% ；改性剂 10. 0% -15. 0% ；改质剂 3. 0% -5. 0% ；交联剂0. -1. 5% ；偶联剂 0. 5%-1. 5% ；增稠剂 1. 0%-3. 0% ；光引发剂0. 5% -2. 5% ；催化剂 1. 0% -5. 0% ；抗冲击剂 3. 0% -5. 0% ；赋型剂0.5%-2.0% ； UV-IR光学防护材料0. 5% 5%。其中，主料为甲基丙烯酸甲酯；改性剂选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯 酸正丁酯中的一种或两种以上的混合；改质剂选自丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的 一种或两种的混合；交联剂选自甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸烯丙酯中的一种或两 种的混合；偶联剂选自偶联剂ND-27和ND-30中的一种或两种的混合；增稠剂选自甲基丙 烯酸羟乙酯和月桂酯中的一种或两种的混合；光引发剂选自二苯甲酮、苯偶酰和安息香乙 醚中的一种或两种以上的混合；催化剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1，6_己二醇二丙烯 酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上的混合；抗冲击剂选自双酚芴和芴中的一 种或两种的混合；赋型剂为甲基丙烯酸环己酯；UV-IR光学防护材料为有机金属配位化合 物(2价、4价、6价配位)，由30%的二环戊二烯基合铁和30%的含吡喃环多次甲基菁染料 以及40%的二硫化乙烯型金属镍络合物经萃取减压蒸馏制备而成。取两片厚度为1. 5mm 10mm的硅酸盐玻璃，洗净、烘干；将改性剂和改质剂混合后 喷涂在硅酸盐玻璃的两个表面上，涂层的厚度控制在5 y m 20 y m ；然后在硅酸盐玻璃的 四周用软质PVC胶管或胶条进行封闭制成模框，留出灌料口，两片硅酸盐玻璃之间的距离 控制在0. 5mm 1. 5mm。
按重量百分比称取所述有机夹层胶粘材料的各组分，进行预聚合制浆，先将主料 与光引发剂混合，升温至50°C时加入改性剂和改质剂，55°C加入偶联剂，60°C加入交联剂和 抗冲击剂，65°C加入增稠剂，70°C加入赋型剂和催化剂，升温至80°C并保持3-5分钟，自然 升温至89°C时迅速冷却，冷却至80°C时添加UV-IR光学防护材料。继续冷却至室温后，将 预聚浆料计量从灌料口灌入模框内，在紫外光或太阳光下固化60-150分钟或者在40°C 60°C的水厢或烘房中固化3-4小时；随后在100 120°C下进行高温碎火处理60-90分钟， 并进行分段退火处理(80°C-6(TC)；冷却至常温即制得本发明所述的夹层安全玻璃。如图 1所示，所制得的夹层安全玻璃包括两片硅酸盐玻璃31以及置于两片硅酸盐玻璃之间的有 机夹层胶粘材料30。所制得的夹层安全玻璃的总透光率为55% 85%，对200 380nm的紫外线吸 收率彡99. 9 %，对400 700nm的可见光透过率为35 % 75 % (如图2所示)，对800 1500nm的近红外线吸收率彡99.9%，控制太阳辐射率(Ts)为10% -25%，夏天能使室内或 车内温度降低5°C _8°C。所制得的夹层安全玻璃具有无机硅玻璃的表面硬度，抗冲击强度 是普通玻璃的5-8倍，具有防爆性能，玻璃碎片保留率高达95%以上，并且具有防雨露雾化 和防冰雪附着等功能。
权利要求
一种能吸收紫外线和近红外线以及强眩目光的夹层安全玻璃，包括两片硅酸盐玻璃以及置于两片硅酸盐玻璃之间的有机夹层胶粘材料，其特征在于，所述的有机夹层胶粘材料按重量百分比包括以下组分主料 60.0％-70.0％； 改性剂 10.0％-15.0％； 改质剂3.0％-5.0％；交联剂0.1％-1.5％；偶联剂 0.5％-1.5％；增稠剂1.0％-3.0％；光引发剂 0.5％-2.5％；催化剂 1.0％-5.0％；抗冲击剂 3.0％-5.0％；赋型剂0.5％-2.0％；UV-IR光学防护材料 0.5％～5％。
2.根据权利要求1所述的夹层安全玻璃，其特征在于所述的UV-IR光学防护材料为 有机金属配位化合物，由30%的二环戊二烯基合铁和30%的含吡喃环多次甲基菁染料以 及40%的二硫化乙烯型金属镍络合物经萃取减压蒸馏制备而成。
3.根据权利要求1所述的夹层安全玻璃，其特征在于所述的硅酸盐玻璃的厚度为 1. 5mm 8mm o
4.根据权利要求1所述的夹层安全玻璃，其特征在于所述的有机夹层胶粘材料的填 充厚度为0. 5mm 1. 5mmo
5.根据权利要求1所述的夹层安全玻璃，其特征在于所述的硅酸盐玻璃的表面上涂 有改性剂和改质剂，涂层的厚度为5 y m 20 y m。
6.根据权利要求1所述的夹层安全玻璃，其特征在于所述的硅酸盐玻璃用浮法玻璃、 白玻璃、钢化玻璃或者防弹玻璃替代。
7.权利要求1所述的夹层安全玻璃的制备方法，包括以下步骤取两片硅酸盐玻璃，洗 净、烘干后，在硅酸盐玻璃的表面上喷涂改性剂和改质剂；然后在硅酸盐玻璃的四周用软质 胶管进行封闭制成模框，留出灌料口 ；按重量百分比称取有机夹层胶粘材料的各组分，进行 预聚合制浆；待预聚浆料冷却至室温后，按计量从灌料口灌入模框内，在紫外光或太阳光下 固化60-150分钟或者在40°C 60°C的水厢或烘房中固化3_4小时；随后在100 120°C 下进行高温碎火处理60-90分钟，并进行分段退火处理；冷却至常温即制得权利要求1所述 的夹层安全玻璃。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，有机夹层胶粘材料按照以下步骤进 行预聚合制浆按重量百分比称取有机夹层胶粘材料的各组分，先将主料与光引发剂混合， 升温至50°C时加入改性剂和改质剂，55°C加入偶联剂，60°C加入交联剂和抗冲击剂，65°C加 入增稠剂，70°C加入赋型剂和催化剂，升温至80°C并保持3-5分钟，自然升温至89°C时迅速 冷却，冷却至80°C时添加UV-IR光学防护材料。
全文摘要
本发明公开了一种能吸收紫外线和近红外线以及强眩目光的夹层安全玻璃，该夹层安全玻璃包括两片硅酸盐玻璃以及置于两片硅酸盐玻璃之间的有机夹层胶粘材料，该有机夹层胶粘材料含有UV-IR光学防护材料。本发明还公开了所述夹层安全玻璃的制备方法。本发明所述的夹层安全玻璃通过自身材料特性能选择性透过对人体有益的光谱，起到隔热、防冻、防止强光、强热和对人体有害辐射线的透过等作用；以及防雨露雾化、防冰雪附着、防止玻璃在强烈冲击波下的自身碎破并实现自身保护等功能。
文档编号C09J4/02GK101875537SQ20091020977
公开日2010年11月3日 申请日期2009年10月28日 优先权日2009年10月28日
发明者何海波 申请人:何海波;卢中坚