專利名稱：輕質(zhì)高強(qiáng)防彈玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明闡述一種輕質(zhì)高強(qiáng)防彈玻璃及其制備方法。該防彈玻璃具備以下三個特征以經(jīng)過綜合增強(qiáng)方法增強(qiáng)的玻璃基片做為主承力層、以化學(xué)鋼化增強(qiáng)的薄玻璃為外層、以定向有機(jī)玻璃或PC板為內(nèi)層。
在此之前，為提高玻璃防彈性能，傳統(tǒng)上一般采用增加玻璃厚度及夾層層數(shù)的方法，由此帶來玻璃構(gòu)件總厚度及重量過大等弊端，給安裝、使用帶來不便，同時增加了生產(chǎn)和使用成本。
本發(fā)明的宗旨是通過最大幅度提高玻璃的強(qiáng)度來提高玻璃構(gòu)件的防彈性能，而不是依靠增加厚度和數(shù)量。作為主承力層玻璃的綜合增強(qiáng)是本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵。
普通平板玻璃實(shí)際強(qiáng)度只有50～80Mpa左右，而玻璃的理論強(qiáng)度可達(dá)到10000～20000Mpa。這之間有2～3個數(shù)量級的巨大差異，顯示了玻璃增強(qiáng)的巨大潛力。目前，通用的玻璃增強(qiáng)主要采取在表面造成壓縮應(yīng)力層的方法，如物理鋼化、化學(xué)鋼化等，依據(jù)工藝方法的不同，玻璃彎曲強(qiáng)度一般可提高到150～450MPa之間；化學(xué)腐蝕也是玻璃增強(qiáng)的一種方法，它是通過化學(xué)處理，去除玻璃表面缺陷層，使表面趨于“無缺陷”的理想狀態(tài)，從而恢復(fù)玻璃固有的高強(qiáng)度。化學(xué)腐蝕存在的主要問題，是恢復(fù)的強(qiáng)度不能持久，衰減十分嚴(yán)重。
本發(fā)明的綜合增強(qiáng)方法克服了壓應(yīng)力增強(qiáng)強(qiáng)度提高有限和化學(xué)腐蝕強(qiáng)度衰減的缺陷，可以穩(wěn)定地大幅度提高承力層玻璃的強(qiáng)度。其單片雙環(huán)抗彎強(qiáng)度可達(dá)到800～1000Mpa，最大可達(dá)到1300Mpa。由于主承力層強(qiáng)度的提高，整個防彈玻璃構(gòu)件的厚度和重量可以大大降低。
本發(fā)明的具體描述如下主承力層玻璃的綜合增強(qiáng)。清洗潔凈的玻璃在以HF酸為主的處理液中室溫腐蝕5～15分鐘去除表面層厚度50～90微米。處理液的適宜組分為HF酸濃度6.0N～8.5N，另加入溶液總重5～8％的硫酸以促進(jìn)玻璃表面均勻腐蝕。表面預(yù)處理后的玻璃用去離子水洗凈，在無塵的潔凈環(huán)境下自然干燥后進(jìn)行化學(xué)鋼化增強(qiáng)。其工藝參數(shù)控制為交換溫度420～480℃，交換時間6～30小時。鋼化后的玻璃在處理液中再處理1～2分鐘，腐蝕深度10～15微米。表面后處理后的制品用用無水乙醇或異丙醇脫水10～20分鐘，在無塵的潔凈環(huán)境下自然干燥后用有機(jī)硅改性丙烯酸、改性環(huán)氧樹脂和PVB醇溶液噴涂或浸漬形成有機(jī)保護(hù)層，涂層后的玻璃在紅外干燥箱于60～100℃下干燥。
外層薄玻璃的鋼化。外層薄玻璃可與主承力層玻璃一起在同一工藝制度下即交換溫度420～480℃，交換時間6～30小時，進(jìn)行增強(qiáng)處理。
防彈玻璃成型。將化學(xué)鋼化后的外層玻璃、綜合增強(qiáng)后的主承力層玻璃與PC板或定向有機(jī)玻璃夾層，夾層用膠片推薦使用PU膠片。
外層薄玻璃的化學(xué)鋼化與主承力層玻璃的鋼化制度相同。
由表1可看出，應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案的防彈玻璃具有更好的防彈性能。
表權(quán)利要求
1.一種防彈玻璃及其制造方法。該防彈玻璃同時具備以下三個特征(e)以經(jīng)過綜合增強(qiáng)方法增強(qiáng)的玻璃基片做為主承力層；(f)以化學(xué)鋼化增強(qiáng)的薄玻璃為外層；(g)以定向有機(jī)玻璃或PC板為內(nèi)層。
2.按權(quán)利1要求，其中(a)所指的綜合增強(qiáng)方法包括以下步驟(1)用腐蝕性溶液對玻璃進(jìn)行表面處理；(2)對處理過的玻璃進(jìn)行化學(xué)鋼化增強(qiáng)；(3)對化學(xué)鋼化后的玻璃進(jìn)行表面后處理；(4)對處理后的新鮮表面進(jìn)行保護(hù)。
3.按權(quán)利1要求，防彈玻璃總厚度不超過12mm。
4.按權(quán)利1要求，綜合增強(qiáng)的玻璃板厚度為3～5mm。
5.按權(quán)利1要求，外層化學(xué)鋼化玻璃厚度為2～3mm。
6.按權(quán)利1要求，內(nèi)層定向有機(jī)玻璃或PC板厚度2～3mm。
7.按權(quán)利2要求的方法，其中步驟(1)、(3)所指表面處理液是以HF酸為主的對玻璃表面具有腐蝕性的液體。
8.按權(quán)利2要求的方法，其中步驟(4)是指用單組分或多組分的有機(jī)涂料在玻璃表面形成保護(hù)涂層。
9.按權(quán)利7的要求，HF酸液的適宜濃度為6.0N～8.5N。
10.按權(quán)利8要求的方法，有機(jī)保護(hù)材料為改性丙烯酸、改性環(huán)氧樹脂或PVB。
全文摘要
以經(jīng)過綜合增強(qiáng)方法增強(qiáng)的玻璃基片做為主承力層、以化學(xué)鋼化增強(qiáng)的薄玻璃為外層、以定向有機(jī)玻璃或PC板為內(nèi)層的防彈玻璃。具有重量輕、強(qiáng)度高、抗沖擊的特點(diǎn),具有優(yōu)越的防彈性能。
文檔編號B32B17/06GK1370678SQ02116249
公開日2002年9月25日 申請日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者苗向陽, 夏慶徽, 龔方田, 張保軍 申請人:中國建筑材料科學(xué)研究院