SGP夾層玻璃生產及應用

1、SGP夾層玻璃介紹張會文中國南玻集團工程玻璃研發(fā)中心 廣東深圳 518067摘 要：SGP夾層玻璃是一種安全性能和等級更高的安全玻璃。本文介紹了SGP及形成的夾層玻璃的性能、應用范圍等，并結合實際生產對膠片的生產過程及可能遇到的問題進行了介紹。關鍵詞：SGP膠片、夾層安全玻璃1、 SGP膠片 SGP膠片是膠片公司專門開發(fā)的一種離子型膠片，是乙烯與甲基丙烯酸酯的共聚物，含有1%左右的金屬鈉離子，該膠片與玻璃的黏結力主要是離子鍵作用的結果， PVB膠片與玻璃的黏結源于聚乙烯醇縮丁醛膠片中的COH基和玻璃中的SiOH之間氫鍵形成黏結力。所以SGP膠片與玻璃的黏結力要比PVB膠片與玻璃的黏結強度高的多

2、，剪切模量和撕裂強度分別提高50倍和5倍。根據生產廠家提供的數(shù)據，SGP膠片的物理性能如下：楊氏模量 300Mpa 剪切強度 50MJ/m2 抗張強度 34.5Mpa斷裂伸長率 400% 密度 0.95g/cm3 彎曲模量 345Mpa（23時）熱繞曲溫度 43 熔點 94 熱膨脹系數(shù) 1015-3cm/cm2、 SGP夾層玻璃性能 采用SGP膠片作為中間膜生產的夾層玻璃，具有透明、機械強度高、抗沖擊性能好，是目前安全性能較高的玻璃品種，具有防爆、防彈、防臺風等高安全性。采用離子型膠片生產的夾層玻璃受力時兩片玻璃之間基本不會產生滑動，兩片玻璃如同一片玻璃，承載力是PVB夾層玻璃的2倍，在相等載

3、荷相同厚度的情況下，SGP夾層玻璃的彎曲度只有PVB夾層玻璃的1/4。SGP膠片生產的夾層玻璃具有以下性能：、對玻璃有較高的黏結能力，較強的抗撕裂強度、能防止玻璃破碎時的飛散。、有較強的防護能力，可以防止自然災害和人力破壞，對強風、地震、暴力、盜竊等有足夠的抵抗力。、能承受室內人員的突然撞擊，防止玻璃飛散或整體脫出，避免室內人員、物品飛出墜落。、有足夠的剩余承載力，玻璃破碎后再發(fā)生彎曲時不會整塊脫落。、SGP膠片有足夠的剪切模量、使夾層玻璃整個截面受彎工作，提高玻璃的承載力和彎曲剛度，減少玻璃的厚度和玻璃的自重。、能耐受紫外線、水汽和外界氣候變化影響，長期使用不會出現(xiàn)泛黃變色。3、SGP夾層玻

4、璃應用：夾層玻璃是一種用途廣泛、功能齊全的安全玻璃。 隨著人們生活質量的提高，人們活動場所的美觀和安全越來越被重視，怎么樣減少或避免玻璃碎片對人體的傷害，夾層玻璃可以滿足要求，在各種安全玻璃中，夾層玻璃美觀和安全功能可以說是最適用的。以下場所是夾層安全玻璃比較適用的：、在容易發(fā)生人身安全的地方，如臨街及有人行道的建筑物的玻璃窗，公共建筑物的玻璃屏障、陽臺門窗、室內隔斷樓梯間玻璃及護板，比較典型的建筑有機場候機樓、玻璃屋頂、玻璃天井、傾斜安裝的玻璃窗等，即使有冰雹等災害性天氣等，玻璃也不會破碎造成傷害。、需要防彈、防盜、防爆、放冰雹的建筑物上及即要求安全隔離游客觀察的場所。如銀行、博物館、展覽廳

5、、珠寶店等需要透明但有可能發(fā)生槍擊、偷盜、搶劫的場所應用到防彈夾層玻璃；有爆炸危險、有毒的生產及試驗場所，既要觀察其反應情況、又要防止因爆炸及有毒有害物品對人健康造成影響，也需要應用厚的防爆夾層玻璃來達到目的、地板、玻璃走廊。SGP夾層玻璃能承受較大的壓力并可滿足透明觀察的需要，可以用做潛艇視窗、深水窺視鏡、觀賞水族館等。在玻璃上印上圖案后做成高強度夾層玻璃可以用做有特殊效果的地板。、超高層建筑、大型公共建筑安全玻璃?，F(xiàn)代建筑越來越高、越來越大，超高層、超大建筑要承受更大的風力、地震力和溫度變化的影響，要求玻璃有更高的承載力和剛度，而且萬一破損還要有一定的剩余承載力而不會墜落，采用SGP膠片生

6、產的夾層玻璃更適用于超高、超大建筑。典型應用如廣州電視塔高度600米、上海中心高度632米等。、超大規(guī)格建筑玻璃?，F(xiàn)代建筑對單片玻璃的尺寸要求越來越大，采用SGP膠片生產的長度超過10米以上的建筑玻璃或玻璃柱，其安全性、觀賞性可以滿足這種建筑玻璃的需要。典型應用如上海蘋果店12.6m×2.6米；張家界玻璃棧道等。 圖1廣州電視塔 圖2上海中心 圖3 蘋果店和東方明珠 圖4玻璃樓梯SGP夾層玻璃因其具有良好的透明、安全等良好性能，已經在各行業(yè)廣泛使用，并將隨著人們對安全、美觀和奇特結合需求的進一步提高，SGP夾層玻璃的應用將更加廣泛。4、 SGP膠片的存放 SGP的包裝有片狀和卷裝包裝

7、兩種方式，卷裝包裝的SGP膠片，其搬運、吊裝相對簡單，與傳統(tǒng)的膠片基本一致；片狀包裝是放在水平托盤上并由防水防潮包裝密封好，板材包裝箱即是外包裝又有減少板材變形的作用，打開包裝后應保留外包裝箱。未打開的包裝的SGP膠片在儲存時不需要特別控制溫度、一般室溫倉庫即可，長期室溫儲存不會產生相互粘結，在一般的防潮環(huán)境下可以存放幾年而保持穩(wěn)定的性能、整體品質不會改變。SGP膠片與PVB膠片相比對水分的吸收率很慢，但如果一旦吸收了水分使含水率超過了標準，吸收的水分很難像PVB一樣通過在適當溫濕度環(huán)境中存放一段時間使其釋放出來，重新達到含水率平衡要求。所以開封使用后剩余的SGP膠片一定要采取措施重新進行密封

8、并保證包裝密封效果和包裝內濕度，避免長期存放造成SGP含水率超標。 為避免板材變形，每層之間應插入包裝箱上蓋來保護，使用原包裝托盤最高不要超過5層，避免托盤對下層板材造成壓痕，如庫存量大的話最好采用圖1所示的存放架存放。在存放或使用過程中要保持膠片水平放置、避免垂直放置。SGP膠片的產品厚度目前有0.89、1.52、2.28、2.54mm幾種。 未打開的包裝的P膠片在儲存時不需要特別控制環(huán)境溫度，在一般的防潮環(huán)境下可以存放幾年而保持穩(wěn)定的性能、整體品質不會改變。但當打開包裝吸收環(huán)境中的水分后，隨著時間的變化，會導致與玻璃結合力的降低，建議存放時間不超過3年。 SGP與PVB相比對水分的吸收率很

9、慢，吸收水分后也會導致黏結力降低，圖2為SGP膠片暴露在3種不同相對濕度環(huán)境下的吸水率曲線；在合片室溫度2025、濕度25±2RH的條件下，原則上SGP膠片含水率不會超過0.2%。 圖5 SGPs膠片板材存放架 圖6 SGP膠片不同濕度時吸水率雖然SGP膠片吸水率較小，但如果一旦吸收了水分使含水率超過了標準，吸收的水分很難像PVB一樣通過在適當溫濕度環(huán)境中存放一段時間使其釋放出來，重新達到含水率平衡要求。所以開封使用后剩余的膠片一定要采取措施重新進行密封并保證包裝密封效果和包裝內濕度，避免長期存放造成含水率超標。 從包裝箱中取出膠片時，要沿原始密封線內側用鋒利的小刀割開密封袋，帶上不

10、起毛的手套，在拖出袋子前搬開上層膠片并輕輕抖動，使空氣充入包裝袋中，方便取出膠片；如一次用不完，需要對包裝袋進行密封，密封前將內部的空氣排出并折疊多余的密封袋，用防水鉛箔膠帶或熱封機完全密封住結合線部分，重新密封過的包裝最好儲存在溫濕度受控制的環(huán)境，比如合片室。如果確認密封完好、包裝內濕度合適，可直接放置于普通室內環(huán)境進行保存。5、 SGP膠片使用（1）、裁切 對于厚度為1.52mm以上的離子型SGP膠片在使用前要根據夾層玻璃訂單尺寸切割到合適的尺寸，雖然SGP膠片相對于PVB膠片有一定硬度，裁切難度大一些，但建議不要用電鋸切割避免切割產生的碎屑黏在膠片的邊沿、需要采用清洗機才能確保完全去除。

11、SGP膠片具有良好的尺寸穩(wěn)定性，可以準確滴裁切到和玻璃吻合的尺寸，裁切得當時合片后不需要進行修邊處理。一般采用下述幾種裁切方式：鋒利的小刀、自動切割臺、沖切、機械劃痕后在折斷等。最廣泛的方法是比較經濟和直接的使用鋒利的小刀進行裁切，裁切的步驟如下：使用尺子作為模板進行裁切以保證得到正確的尺寸，用鋒利的小刀眼模板的邊沿劃痕，見圖7；如果需要彎曲或不規(guī)則的形狀，可以采用切割好形狀的平板玻璃作為模板。切割后沿切割輪廓線劃痕折疊膠片并撕開或折斷膠片，見圖8。切割后用無塵布或專用粘輥將邊沿表面的碎屑清除。 圖7 裁切SGP膠片 圖8 折斷SGP膠片未開封的膠片是非常干凈的，然而材料表面可能附著靜電，在合

12、片前需要進行清潔，否則表面因靜電導致吸附污染物，從而影響產品質量。在合片前要進行最后的清潔，清潔可采用粘輥、離子化潔凈空氣吹洗、用無塵布擦拭等。對于0.89mm的SGP膠片，與較厚膠片相比由于表面積的增加會有更快的吸水率，在存儲和使用時對環(huán)境和使用剩余膠片的包裝要更加注意；相對于較厚的膠片，0.89mm的膠片更容易用小刀進行裁切，清潔可采用粘輥或無塵布進行清潔，不要使用清洗機。 （2）、合片： 合片前的玻璃必須是經過清洗并且確認是干燥的，最后一道需用去離子水清洗并干燥。用去離子水清洗的玻璃和SGP膠片的黏結力比用自來水清洗的玻璃黏結力高；水溫最好大于55，以保證清洗的效果。為保證SGP夾層玻璃

13、的質量特別是黏結強度，生產時務必注意以下兩點：一是SGP膠片必須直接與玻璃的錫面粘結，即使用ATTA的方向玻璃空氣面/玻璃錫面/SGP膠片/玻璃錫面/玻璃空氣面。二是對于無法采用錫面接觸的玻璃結構，如多層夾層玻璃或非浮法生產的玻璃，需要在非錫面采用黏結促進劑。使用黏結促進劑可以提高膠片和玻璃的黏結等級；在任何情況下，當膠片與玻璃的接觸面為非錫面的時則必須使用黏結促進劑。粘結促進劑可有夾層玻璃生產企業(yè)自行配置，也可購買配置好的溶劑。促進劑的有效成分是4-氨丙基三乙氧基硅烷。下面提供兩種配方，第一種為標準配方，第二種為改良配方（利用更易得到的原料）。兩種黏結促進劑的配方見下表： 兩種黏結促進劑的配

14、方序號黏結促進劑配方一黏結促進劑配方二（改良）1成分重量%成分重量%2異丙醇92異丙醇89.923水7.9水8.474醋酸0.01白醋1.554-氨丙基三乙氧基硅烷0.094-氨丙基三乙氧基硅烷0.116總計100總計100第一種配方只需極少量的4-氨丙基三乙氧基硅烷就可以獲得較高的黏結性能；采用第二種改良配方的要確保異丙醇和白醋的純度高并且不含其它添加劑成分。由于該溶液是易燃的，要確保儲存在隔絕熱源以及避免明火的區(qū)域。在配置該溶劑前，要確認了解所有硅烷偶聯(lián)劑、醋酸、異丙醇材料安全數(shù)據表中的推薦使用方法，溶劑配置完成后需要放置24小時后才能使用，以確保硅烷偶聯(lián)劑充分水解。該溶劑要存放在塑料或玻

15、璃密閉容器中，溶劑的保存期為4個月。黏結促進劑應使用在玻璃表面而非膠片表面上，使用的方法如下：現(xiàn)用噴霧器在玻璃表面噴撒然后用干布摸勻，將粘結促進劑先用于不起毛的抹布上然后用該抹布擦拭玻璃表面，使用專用的溶劑涂布設備將黏結促進劑均勻涂在玻璃上。涂布黏結促進劑需要的保持潔凈的合片室內進行，玻璃需要預先經過清洗機清洗干凈，并確保均勻涂布在整個玻璃表面；不要涂布過多的促進劑，涂布過多的促進劑反而可能導致黏結力下降。促進劑涂布后可立即進行合片操作。黏結促進劑對輥壓、真空袋預壓工藝和高壓釜工藝均適用，其工藝參數(shù)不受影響。為保證夾層玻璃實現(xiàn)ATTA的方向，對于SGP夾層玻璃訂單，要從切割、鋼化工序就要開始進

16、行要求，特別是鋼化，為了保證兩片甚至多片鋼化玻璃夾層時的吻合度，需要對鋼化玻璃進爐方向、位置等進行標示，以便夾層時配對生產，保證變形在同一方向；要盡量減少鋼化或半鋼化玻璃的波形和邊部折邊對夾層玻璃的影響。對于采用厚度0.89mm的膠片，合片時要留出5mm左右的邊，在高壓釜工藝后再進行修邊去除，避免造成缺膠。浮法玻璃的錫面和玻璃面采用短波紫外燈是很好分辨的，目前市面上有成熟的產品；浮法玻璃的錫面在紫外燈的照射下會產生熒光，而空氣面則不會產生熒光。（3）、輥壓排氣: SGP膠片夾層玻璃可以通過輥壓排除玻璃和膠片之間的空氣，該膠片表面的紋路有助于在膠片黏結到玻璃之前進行排氣；由于設備條件的不同，輥壓

17、排氣段所選擇的的加熱溫度和輥壓速度有所不同，與PVB膠片玻璃輥壓排氣相比，輥壓時的溫度設定偏低、輥壓線速度要慢一些，以便在加熱段使SGP膠片獲得更均勻的加熱溫度。輥壓線速度和加熱溫度取決于多方面的因素，如玻璃的厚度、玻璃鍍層、加熱爐類型，要根據從輥壓段出來的玻璃外觀來決定生產參數(shù)的設定和修改。0.89mm的薄型膠片相對于厚型膠片輥壓速度實際操作中，可參考以下條件對參數(shù)進行調節(jié)： 輥壓后玻璃表面溫度推薦控制在63±8范圍內，由輥壓出口玻璃邊部溫度來設定輥壓速度、同時觀察預壓效果，最佳的輥壓效果是四周完全封邊。封邊寬度至少達到20mm。預壓后玻璃四邊應該是透明的、整塊玻璃內部應該是霧狀半

18、透明的，輥壓溫度最好控制在靠近推薦溫度范圍的較低區(qū)域。 如果在輥壓后的邊部能夠看見一條截留空氣氣泡，這一般是輥壓溫度太高導致的過早封邊；遇到這種情況要適當將輥壓速度加快一些、或將輥壓溫度降低一些。具體要根據實際情況進行確定。 輥壓壓力和上下輥的開合距離，針對一般的浮法玻璃、輥間距離一般比玻璃厚度減少3mm即可；對于存在鋼化波紋的鋼化玻璃而言則輥間距要適當減少，以增大輥壓壓力；一般輥壓壓力控制在0.50.75Mpa之間。（4）抽真空排氣： 對于2層以上的SGP膠片疊在一起夾在玻璃中間、多層結構的夾層玻璃、熱彎或彎鋼化夾層玻璃、較大面積的鋼化夾層玻璃等，采用真空袋的工藝更合適。特別是對于超過三層玻

19、璃二層膠片的的多層玻璃結構，不要使用輥壓預壓工藝而采用真空袋工藝。雖然采用真空袋工藝生產速度較慢而且花費更多人工，然而比較輥壓工藝減少氣泡造成的缺陷、可以得到更高的成品率，并且保證產品質量。真空袋有一次性和重復使用兩種。一次性真空袋是根據夾層玻璃尺寸，采用耐高溫塑料手工制作完成，見圖9；需要在塑料袋內部夾層玻璃邊部周圍使用透氣包條、以便夾層玻璃的氣體完全排除干凈。如果發(fā)現(xiàn)SGP膠片與透氣材料發(fā)生粘連，可在兩者之間夾入透氣分離薄膜或綢布。因為抽真空后的玻璃還要進入高壓釜中進行處理，所有的材料必須要滿足耐高溫的要求。 圖9 一次性真空袋 圖10 重復使用的箱式真空袋對于批量大、規(guī)格整齊的夾層玻璃，

20、可以采用可重復使用的硅橡膠密封真空袋或箱式真空袋，見圖10。由于建筑玻璃尺寸規(guī)格很難統(tǒng)一，目前建筑玻璃行業(yè)采用的多為一次性真空袋。冷抽時間一般不小于7min，一般在10min以上為好。熱抽的溫度和時間一般根據玻璃預壓外觀情況決定。對于采用內部有抽真空系統(tǒng)的高壓釜，可以不通過熱抽預壓過程，而在高壓釜中實現(xiàn)熱抽預壓抽真空，可以減少操作時間。（5）、高壓釜： 夾層玻璃進入高壓釜進行高溫高壓處理是一個關鍵工序，控制好高壓釜的溫度和壓力工藝是生產出高品質SGP夾層玻璃的重要因素。高壓釜的參數(shù)包括壓力、升溫速度、保溫時間、降溫速度，這些參數(shù)都會最終影響到夾層玻璃的光學和物理性能。高壓釜中夾層玻璃在插架上玻

21、璃之間距離不宜過小，至少達到20mm左右。玻璃局部壓力要盡量減小，不均勻的受壓之處會導致在加熱過程中SGP膠片產生不均勻的厚度，由于不同厚度導致該區(qū)域夾層玻璃產生殘余應力并可能產生光畸變。目前高壓釜內固定玻璃的方式有兩種，一種是使用金屬棒插桿進行間隔，如圖11，這種方式的優(yōu)點是玻璃垂直固定、玻璃不會受力產生光畸變，但會在加熱和冷卻過程中插桿影響玻璃間的空氣流動、造成加熱和冷卻不均。一種是墊款間隔固定方式，如圖12所示玻璃堆放方式，夾層玻璃間的間隔合理、不影響空氣流動，玻璃的傾斜角度不要超過10°，以免玻璃自重造成墊塊處承受壓力過大造成墊塊處出現(xiàn)光畸變。 圖11 金屬棒插桿間隔方式 圖

22、12 墊塊間隔方式對于不同厚度和尺寸的SGP膠片夾層玻璃，所使用的高壓釜程序與PVB膠片夾層玻璃類似但有不同。保溫的溫度基本都是控制在130135之間，但SGP膠片夾層玻璃的保溫時間相對要長一些，至少保溫60min以上，從而確保夾層玻璃有足夠的黏結力；如果不能保證足夠的保溫時間，SGP膠片夾層玻璃雖然可以獲得好的外觀效果，但由于玻璃和膠片之間的結合不夠充分，黏結力會降低。對于玻璃厚度超過16mm的夾層玻璃，保溫時間在此基礎上延長。SGP膠片夾層玻璃的另外一個特點是要保證高壓釜的冷卻速度，因為最終產品的霧度同高壓釜的冷卻速度有直接關系，冷卻速度越快霧度越少。這樣對高壓釜的散熱風扇、冷卻水的溫度和

23、流量有一定的要求，要保證冷卻速率不小于2.2以上。如果生產出的產品霧度很高，可以通過再次進入高壓釜再次進行升溫，并且快速冷卻來達到減少霧度的目的。SGP膠片夾層玻璃的壓力需要控制在1.21.4Mpa，壓力過低一是會造成黏結力降低、還會出現(xiàn)產生氣泡的風險。6、點支撐結構的SGP夾層玻璃 鑒于SGP膠片夾層玻璃的良好的安全性能，廣泛用于點支撐架構的夾層玻璃，即孔結構的夾層玻璃。有孔結構的夾層玻璃采用輥壓預壓還是真空預壓，需要根據玻璃尺寸、厚度、膠片的厚度、玻璃和膠片的層數(shù)、玻璃的形狀等因素考慮。點支撐夾層玻璃在生產中最常遇見的缺陷實在孔周邊附近有氣泡或氣袋夾層問題，見圖13這種氣泡缺陷經常是由于預

24、壓封邊不良而導致在高壓釜階段空氣吹入造成的；這種缺陷通常是預壓溫度過低，未達到使SGP膠片熔化溫度，在進高壓釜前存在膠片霧狀、紋路清晰可見，如圖14遇到這種情況要采取降低預壓線速度、增加夾層玻璃在輥壓加熱段的時間來改善。 圖13 孔邊氣泡 圖14 預壓溫度偏低 有些玻璃輥壓后霧狀情況為沿孔周邊既有膠片霧狀又有清晰現(xiàn)象的不均勻分布，如圖15，這種現(xiàn)象通常是由于玻璃的平整度或預熱輥壓爐溫度分布不均導致的，這種情況比較難處理，要找出造成這種現(xiàn)象的原因再進行批量生產。比較好的預壓效果如圖16所示，預壓效果好的話經過高壓釜工藝后的成品率有保證。 圖15不均勻霧狀分布 圖16 預壓效果良好 可以在預壓完成

25、后或在高壓釜完成后切除孔內的SGP膠片。比較方便的方法是使用空心鉆頭來鉆透孔內的膠片，空心鉆頭的外徑要比空的內徑稍小、以避免在鉆孔時可碰到玻璃。在預壓完成后鉆透孔，由于預壓完成時膠片還保持一定溫度、最好采用一些冷卻措施防止膠片在去除過程中粘附在鉆頭上，空心鉆頭最好采用特氟龍涂層處理過的；鉆完后剩余的膠片需要用鋒利的刀片去除；在預壓后修邊的優(yōu)點是這時膠片還不是非常硬、比較容易去除。在高壓釜后膠片變得非常硬，需要用更大的力進行鉆孔、修邊。在高壓釜前或高壓釜后完成鉆孔、修邊的效果是一樣的。如果預壓后修邊有膠片縮進問題出現(xiàn)，則需要在高壓釜完成后修邊。 對于有孔結構的夾層玻璃，建議采用真空袋預壓工藝，這樣可以大大提高成品率；有孔結構夾層玻璃的同普通無孔真空工藝非常類似，但需注意以下問題：孔內的膠片要保留到高壓釜完成后再修邊，可減少材料在高壓釜內流出的吸出效應；透氣周真空材料要覆蓋在孔的上下部并用膠帶固定、提高抽氣效果，且膠帶可以防止透氣材料吸入孔內；高壓釜工藝完成后通過空心鉆頭和小刀去除孔內膠片。對于異形有孔結構產品，需要考慮玻璃方向，保證ATTA結構來進行合片；對于多層結構玻璃，盡量采用最多錫面與膠片接