金屬焊接密封條槽封邊封口的平面真空玻璃及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃深加工技術領域，尤其涉及一種金屬焊接密封條槽封邊封口的平面真空玻璃及其制作方法。
【背景技術】
[0002]真空玻璃作為一種最具節(jié)能潛力的新型玻璃，經(jīng)過十幾年的研究和發(fā)展，現(xiàn)已實現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)，在許多領域尤其是建筑領域得到了較好的應用；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間、一般為15-20min，以使焊料充分熔化流動粘合進而獲得較高的封接強度和氣密性，所以在高溫和長時間作用下鋼化玻璃在封邊過程中就會退火，盡管可以把鋼化玻璃的初始應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)的另一個主要原因是玻璃的平整度問題，玻璃在鋼化過程中會產(chǎn)生0.1-0.3%的變形，其形變量遠遠大于真空玻璃真空層的厚度，如果真空玻璃在生產(chǎn)過程中存在平整度不夠高(特別是鋼化玻璃)、焊料厚度不一致、封邊過程中加熱不均勻等因素就會導致封邊脫焊、氣密性不好而得不到真空玻璃，還會導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使玻璃的局部產(chǎn)生很大的應力，這些應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；在這些封邊應力的長期作用下，受力較大的真空玻璃就會發(fā)生破裂而導致?lián)p壞，不但影響真空玻璃的使用壽命，而且可能會帶來安全問題；現(xiàn)有真空玻璃不管大小只有一個抽氣口，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，而且抽氣時間很長、生產(chǎn)效率很低，對于大塊的真空玻璃更為嚴重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是在于針對現(xiàn)有真空玻璃存在的缺陷，提供一種金屬焊接密封條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力而且能夠保持鋼化玻璃的鋼化特性，可以大批量生產(chǎn)鋼化真空玻璃，并能增加其使用壽命。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種金屬焊接密封條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應處有密封條和密封槽，所述上玻璃和所述下玻璃經(jīng)加熱后在高溫下合片、其周邊通過合金焊料在氣氛加熱爐內(nèi)加壓下焊接在一起；通過熱壓焊接，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封閉的真空層，所述真空層內(nèi)有呈點陣排列的支撐物。
[0005]為了解決上述技術問題，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應處開設密封槽，并對上下兩塊玻璃進行磨邊、倒角、清洗和干燥處理；
第二步，在上玻璃的周邊和抽氣口的周邊以及密封槽的周邊制備密封條，上玻璃的密封條能夠插入對應的密封槽內(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行高溫處理或鋼化處理；
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、下玻璃在高溫下進行合片；
第四步，在合金焊料熔化狀態(tài)下，對上、下玻璃進行加壓，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)真空爐的預抽室進入真空室，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；封口后的玻璃進入真空爐的冷卻室中進行降溫，金屬焊料凝固后對抽氣口實現(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有一個密封條。
[0007]其中，所述下玻璃的周邊或抽氣口的對應處至少有一個密封槽和一個密封條。
[0008]其中，所述上玻璃的密封條與所述下玻璃的密封槽相對應，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合。
[0010]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。
[0011]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L0W-E玻璃。
[0012]其中，所述密封條采用印制、打印或機械噴涂低溫玻璃粉或玻璃油墨或金屬漿料等方式制備。
[0013]其中，所述密封槽由機械加工或激光加工而成，優(yōu)選機械加工方式，如機械研磨、機械切削等。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]進一步，所述金屬焊料的熔點低于合金焊料的熔點，金屬焊料熔化時封邊的合金焊料保持不變。
[0017]進一步，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、管狀或膏狀等或為熔化的液體。
[0018]其中，所述支撐物由金屬、陶瓷、玻璃或高分子聚合物、復合材料制成，優(yōu)選采用印制、點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，或為條狀；當支撐物印制在一塊玻璃上時，優(yōu)選為圓柱狀；當支撐物同時印制在兩塊玻璃上時，優(yōu)選為長條狀，并垂直疊放。
[0021]其中，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，所述加熱爐是有中性或還原性氣體保護的氣氛加熱爐，所述中性或還原性氣體為氬氣、氮氣或氫氣等。
[0023]進一步，所述加熱爐可以具有一至數(shù)個加熱室，優(yōu)選3-5個加熱室，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行，以提高生產(chǎn)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，進一步保持鋼化玻璃的鋼化特性；在加熱Low-e玻璃時，也可以采用遠紅外線加熱，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；
進一步，所述上玻璃、下玻璃的快速加熱，是在較短的時間內(nèi)，如0.5-30min，優(yōu)選0.5-10min,進一步優(yōu)選為0.5_3min,將所述上、下玻璃以及合金焊料加熱至一設定的溫度，如100-500°C，優(yōu)選為180-480°C，從而不會導致鋼化玻璃明顯退火；
進一步，所述合片加熱室，是將所述上玻璃通過高溫真空吸盤、機械手等裝置，依靠測量、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械加壓、氣壓、液壓等常用的加壓方式和相應的裝置；所述加壓的時間持續(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)，從而消除封邊應力。
[0024]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，至少包括預抽室、真空室和冷卻室等單元；所述預抽室的溫度為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
[0025]其中，所述抽氣口的結構可以采用其他具有液體密封構造的方式，如類似于存水彎、水封地漏等的密封結構，也可以采用本專利申請人已公開的任一種抽氣口的結構，還可以采用結構簡單的錐形孔、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)可以單獨進行加熱，以減小與金屬焊料之間的溫度差。
[0026]其中，所述抽氣口有一至數(shù)個，優(yōu)選為1-4個，小塊玻璃可以設置一個，大塊玻璃可以設置4個，在每個邊角處各設置一個，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，進而降低成本，提高產(chǎn)能和性能。
[0027]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?shù)募訜嵫b置或加熱手段。
[0028]進一步，所述加熱，可以加熱玻璃整體，也可以局部加熱抽氣口。
[0029]其中，所述密封膠優(yōu)