金屬焊接密封槽封邊封口的平面真空玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃深加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬焊接密封槽封邊封口的平面真空玻璃及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空玻璃作為一種最具節(jié)能潛力的新型玻璃，經(jīng)過(guò)十幾年的研究和發(fā)展，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，在許多領(lǐng)域尤其是建筑領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用；但也存在著明顯的不足之處，主要是生產(chǎn)效率低、產(chǎn)能小、不能生產(chǎn)鋼化真空玻璃等，限制了其在更大范圍內(nèi)的推廣應(yīng)用；現(xiàn)有真空玻璃規(guī)?；a(chǎn)是采用高溫(430-480°C)常壓下封邊、低溫(180-300°C)抽真空后封口的生產(chǎn)工藝，由于在封邊溫度下需要保溫一段時(shí)間、一般為15-20min，以使焊料充分熔化流動(dòng)粘合進(jìn)而獲得較高的封接強(qiáng)度和氣密性，所以在高溫和長(zhǎng)時(shí)間作用下鋼化玻璃在封邊過(guò)程中就會(huì)退火，盡管可以把鋼化玻璃的初始應(yīng)力做的很高但也只能得到半鋼化真空玻璃；鋼化真空玻璃不能生產(chǎn)的另一個(gè)主要原因是玻璃的平整度問(wèn)題，玻璃在鋼化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生0.1-0.3%的變形，其形變量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真空玻璃真空層的厚度，如果真空玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中存在平整度不夠高(特別是鋼化玻璃)、焊料厚度不一致、封邊過(guò)程中加熱不均勻等因素就會(huì)導(dǎo)致封邊脫焊、氣密性不好而得不到真空玻璃，還會(huì)導(dǎo)致上下玻璃得不到支撐物充分而又均勻的支撐，抽真空后真空玻璃在大氣每平米約10噸壓力的作用下就會(huì)使玻璃的局部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，這些應(yīng)力在玻璃的邊角處表現(xiàn)的更為明顯，而邊角處又是玻璃最薄弱的部位；在這些封邊應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，受力較大的真空玻璃就會(huì)發(fā)生破裂而導(dǎo)致?lián)p壞，不但影響真空玻璃的使用壽命，而且可能會(huì)帶來(lái)安全問(wèn)題；現(xiàn)有真空玻璃不管大小只有一個(gè)抽氣口，由于真空層的厚度和抽氣口的內(nèi)徑極小，所以抽氣阻力極大，造成內(nèi)外壓差很大，不但需要很高真空度的真空泵，而且抽氣時(shí)間很長(zhǎng)、生產(chǎn)效率很低，對(duì)于大塊的真空玻璃更為嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是在于針對(duì)現(xiàn)有真空玻璃存在的缺陷，提供一種金屬焊接密封槽封邊封口的平面真空玻璃及其制作方法，這種真空玻璃及其制作方法工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，所制備的真空玻璃不但能夠減小或消除封邊應(yīng)力而且能夠保持鋼化玻璃的鋼化特性，可大批量生產(chǎn)鋼化真空玻璃，并能增加其使用壽命。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種金屬焊接密封槽封邊封口的平面真空玻璃，包括上玻璃和下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是平面玻璃，所述上玻璃上有1-4個(gè)抽氣口，所述上玻璃和所述抽氣口的周邊有密封條、所述下玻璃的周邊和所述抽氣口的對(duì)應(yīng)處有密封槽，所述上玻璃和所述下玻璃經(jīng)快速加熱后在高溫下合片、其周邊通過(guò)合金焊料在氣氛加熱爐內(nèi)加壓下焊接在一起；通過(guò)熱壓焊接，消除玻璃的可變變形，使玻璃定型在使用狀態(tài)，減小和消除封邊應(yīng)力；所述抽氣口在真空爐內(nèi)利用金屬焊料封閉，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個(gè)封閉的真空層，所述真空層內(nèi)有呈點(diǎn)陣排列的支撐物。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了平面真空玻璃或平面鋼化真空玻璃的制備方法，其包括:
第一步，根據(jù)所需要制作的平面真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的上下兩塊平面玻璃，在上玻璃的邊角處打孔制作抽氣口，在下玻璃的周邊焊接處及抽氣口的對(duì)應(yīng)處開(kāi)設(shè)密封槽，并對(duì)上下兩塊玻璃進(jìn)行磨邊、倒角、清洗和干燥處理；
第二步，在上玻璃的周邊及抽氣口的周邊制備密封條，密封條能夠插于對(duì)應(yīng)的密封槽內(nèi)，并在至少一塊玻璃上制作支撐物、在密封條和密封槽的表面制作一層金屬漿料，隨后將上玻璃、下玻璃送入高溫爐或鋼化爐中進(jìn)行高溫或鋼化處理；
第三步，在下玻璃周邊的密封槽內(nèi)均勻涂布合金焊料，上、下玻璃分別送入氣氛加熱爐中，采用快速加熱的方式，使上、下玻璃在0.5-30min內(nèi)加熱至100-500°C，將上、下玻璃在高溫下進(jìn)行合片；
第四步，在合金焊料熔化狀態(tài)下，對(duì)上、下玻璃進(jìn)行加壓，使上、下玻璃與支撐物均勻而又充分接觸，隨后降溫；施加的壓力約為大氣的壓力、直至合金焊料完全凝固；固化的合金焊料將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，得到周邊焊接密封的中空玻璃；
第五步，將中空玻璃送入連續(xù)式真空爐內(nèi)，中空玻璃經(jīng)真空爐的預(yù)抽室進(jìn)入真空室，真空室的壓力在0.1Pa以下、溫度不高于金屬焊料的熔化溫度，將熔化的金屬焊料注入抽氣口中，金屬焊料將抽氣口密封；封口后的玻璃進(jìn)入真空爐的冷卻室中進(jìn)行降溫，金屬焊料凝固后對(duì)抽氣口實(shí)現(xiàn)氣密性密封，得到真空玻璃；
第六步，在真空玻璃的抽氣口內(nèi)放入密封膠，在密封膠的上面粘貼產(chǎn)品商標(biāo)或金屬裝飾片。
[0006]其中，所述上玻璃的周邊或抽氣口的周邊至少含有一個(gè)密封條。
[0007]其中，所述下玻璃的周邊或抽氣口的對(duì)應(yīng)處至少含有一個(gè)密封槽。
[0008]其中，所述上玻璃的密封條與所述下玻璃的密封槽相對(duì)應(yīng)，所述上玻璃的密封條能夠插入所述下玻璃的密封槽中。
[0009]其中，所述上玻璃和所述下玻璃是普通玻璃、或是鋼化玻璃、或是半鋼化玻璃。
[0010]其中，所述上玻璃和所述下玻璃是普通玻璃、或是鍍膜玻璃、或是Low-E玻璃。
[0011]其中，所述密封條采用印制、打印或機(jī)械噴涂低溫玻璃粉或玻璃油墨或金屬漿料等方式制備。
[0012]其中，所述密封槽由機(jī)械加工或激光加工而成，優(yōu)選機(jī)械加工方式，如機(jī)械研磨、機(jī)械切削等。
[0013]其中，所述金屬漿料，為市售的金屬漿料或電子漿料，如銀漿等。
[0014]其中，所述金屬焊料和合金焊料為低溫金屬焊料和合金焊料，所述金屬焊料和合金焊料的熔化溫度為150-480°C，金屬焊料優(yōu)選為150-320°C，合金焊料優(yōu)選為300-450°C，所述材料均為現(xiàn)有的市售物品，如金屬錫及其合金等。
[0015]進(jìn)一步，所述金屬焊料的熔點(diǎn)低于合金焊料的熔點(diǎn)，金屬焊料熔化時(shí)封邊的合金焊料保持不變。
[0016]進(jìn)一步，所述合金焊料和所述金屬焊料的形狀為粉狀、條狀、片狀或塊狀、環(huán)狀、管狀或膏狀等或?yàn)槿刍囊后w。
[0017]其中，所述合金焊料和所述金屬焊料與所述玻璃或所述密封條之間有金屬漿料涂層，金屬漿料有助于金屬焊料與玻璃的緊密結(jié)合。
[0018]其中，所述支撐物由金屬、陶瓷、玻璃或高分子聚合物、復(fù)合材料制成，優(yōu)選采用印制、點(diǎn)膠或噴涂玻璃油墨或聚合物制備；所述支撐物可以在玻璃鋼化前制備，也可以在玻璃鋼化后制備。
[0019]其中，所述支撐物有一層或兩層；所述支撐物印制在一塊玻璃上，或印制在兩塊玻璃上，普通真空玻璃優(yōu)選印制在一塊玻璃上，鋼化真空玻璃優(yōu)選印制在兩塊玻璃上。
[0020]其中，所述支撐物為柱狀，或?yàn)闂l狀；當(dāng)支撐物印制在一塊玻璃上時(shí)，優(yōu)選為圓柱狀；當(dāng)支撐物同時(shí)印制在兩塊玻璃上時(shí)，優(yōu)選為長(zhǎng)條狀，并垂直疊放。
[0021 ] 其中，所述加熱爐是有中性或還原性氣體保護(hù)的氣氛加熱爐，所述中性或還原性氣體為氬氣、氮?dú)饣驓錃獾?；所述加熱爐可以是間歇式加熱爐或是連續(xù)式加熱爐，優(yōu)選連續(xù)加熱爐。
[0022]其中，所述加熱爐可以具有一至數(shù)個(gè)加熱室，優(yōu)選3-5個(gè)加熱室，如所述上玻璃、下玻璃的快速加熱以及合片、加壓等工序優(yōu)選在各自的加熱室中進(jìn)行，以提聞生廣效率和產(chǎn)品質(zhì)量；所述加熱室的加熱系統(tǒng)可采用熱風(fēng)加熱或電阻加熱(紅外加熱)的方式如電熱絲、電熱管、電熱板等，還可以采用微波加熱；優(yōu)選采用熱風(fēng)與紅外線聯(lián)合加熱，紅外線優(yōu)選近紅外線和中紅外線，選擇性加熱合金焊料，使玻璃的溫度低于合金焊料的溫度，進(jìn)一步保持鋼化玻璃的鋼化特性；在加熱Low-e玻璃時(shí)，也可以采用遠(yuǎn)紅外線加熱，由于低輻射膜的存在，可以使玻璃的溫度明顯低于焊料的溫度；
進(jìn)一步，所述上玻璃、下玻璃的快速加熱，是在較短的時(shí)間內(nèi)，如0.5-30min，優(yōu)選0.5-10min,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5_3min,將所述上、下玻璃以及合金焊料加熱至一設(shè)定的溫度，如100-500°C，優(yōu)選為180-480°C，從而不會(huì)導(dǎo)致鋼化玻璃明顯退火；
進(jìn)一步，所述合片加熱室，是將所述上玻璃通過(guò)高溫真空吸盤、機(jī)械手等裝置，依靠測(cè)量、定位等控制系統(tǒng)在高溫下，如180-480°C，與所述下玻璃合在一起；其溫度控制以焊料的熔化溫度為依據(jù)，若焊料在合片時(shí)已經(jīng)熔化則其溫度可以低于焊料的熔化溫度，若焊料在合片時(shí)未熔化則其最高溫度必須高于焊料的熔化溫度、以促使焊料盡快熔化，保證在所述上、下玻璃合片后焊料處于熔化狀態(tài)，以完成所述真空玻璃的邊部密封；
進(jìn)一步，所述加壓加熱室，是所述上、下玻璃在高溫合片后在加壓加熱室中進(jìn)行加壓和冷卻，加壓目的是使消除所述上、下玻璃的可變變形，使所述上、下玻璃得到支撐物的充分而又均勻的支撐；所述加壓的壓力約為大氣的壓力，優(yōu)選為0.1MPa ;所述加壓可以采用機(jī)械加壓、氣壓、液壓等常用的加壓方式和相應(yīng)的裝置；所述加壓的時(shí)間持續(xù)至焊料凝固定型為止，即所述上、下玻璃定型在使用狀態(tài)，從而消除封邊應(yīng)力。
[0023]其中，所述真空爐可以是間歇式真空爐或是連續(xù)式真空爐，優(yōu)選連續(xù)式真空爐，至少包括預(yù)抽室、真空室和冷卻室等單元；所述預(yù)抽室的溫度為200-300°C、壓力為1-lOOPa，所述真空室的溫度為300-350°C、壓力為0.01-0.1Pa，所述冷卻室的溫度為200_270°C、壓力為 1-1OOPa0
[0024]其中，所述抽氣口的結(jié)構(gòu)可以采用其他具有液體密封構(gòu)造的方式，如類似于存水彎、水封地漏等的密封結(jié)構(gòu)，也可以采用本專利申請(qǐng)人已公開(kāi)的任一種抽氣口的結(jié)構(gòu)，還可以采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的錐形孔、利用較高粘度的金屬焊料直接密封；所述抽氣口在真空室內(nèi)可以單獨(dú)進(jìn)行加熱，以減小與金屬焊料之間的溫度差。
[0025]其中，所述抽氣口有一至數(shù)個(gè)，優(yōu)選為1-4個(gè)，小塊玻璃可以設(shè)置一個(gè)，大塊玻璃可以設(shè)置4個(gè)，在每個(gè)邊角處各設(shè)置一個(gè)，可以加快抽氣效率至少4倍以上、并可提高真空玻璃的真空度，進(jìn)而降低成本，提高產(chǎn)能和性能。
[0026]其中，所述真空爐加熱，可以采用紅外線加熱，也可以采用其他適當(dāng)?shù)募訜嵫b置或加熱手段。
[0027]進(jìn)一步，所述加熱，可以加熱玻璃整體，也可以局部加熱抽氣口。
[0028]其中，所述密封膠優(yōu)