可溶性保护膜层设备助推Low-E玻璃大面积推广

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　　目前国内大部分玻璃深加工企业使用贴膜方式保护镀膜玻璃的膜层，广泛使用的膜层有PE膜、PVC（词条“PVC”由行业大百科提供）膜等，它可以起到一定的保护效果。然而再次使用玻璃时，需人工揭膜，该保护膜不能重复利用且不易降解，批量使用会造成大量的固体废物，而这对环境造成了严重的负面影响。另外，通常使用的PE膜厚度为0.1~0.5mm。这种方法所需的材料和人力成本都较高，在钢化之前对膜的去除也较困难，如果在钢化之前的存放周期过长，PE膜与氧化物镀层发生较为牢固的结合，在去除时容易造成氧化物镀层的微观破坏，从而影响Low-E膜层的性能，而且在钢化后出现氧化点。因此，找到一种合适的环保材料替代传统保护方式对于本领域而言已经势在必行。

　　工艺简述

　　本文所要解决的技术问题是提供一种可降低成本、提高生产效率和产品质量，在工业化便捷的同时不对环境造成污染的玻璃保护膜及其制备方法和设备。为了实现此目的，本文采用一种常见的Low-E镀膜玻璃作为基板，包括玻璃基片和依次贴合在所述玻璃基片上的功能膜层，其中最外层是可溶性保护层。可溶性保护层的成分包括聚乙烯吡咯烷酮、可溶性淀粉、硼酸（词条“硼酸”由行业大百科提供）、聚乙烯醇、酯化聚乙烯醇。可溶性保护层是通过溶液喷涂的方式形成的，喷涂后经过烘干即可得到可溶性保护膜层，而可溶性溶液是通过反应釜高温配置而得。

　　溶液反应釜

　　反应釜为搪瓷反应罐，其中包含电加热装置、冷凝回流装置、搅拌装置，设备因采用了机械密封方式可以承受反应压力，其结构如图1所示。

　　图1 反应釜结构图

　　制备一釜溶液的时间在2~3小时，在整个制备过程的反应温度控制在90~100℃，反应过程中无任何副产品及污染物产生，配制出来的溶液可长期存放。在可溶性溶液搪瓷反应釜搅拌着的90L纯水中，逐步加入400g聚乙烯醇、1200g酯化聚乙烯醇、50g聚乙烯吡咯烷酮、80g可溶性淀粉、20g硼酸，边搅拌边加热85℃，直到反应釜溶液清澈透明，自然冷却。流程如图2所示。

　　图2 溶液配制流程图

　　在可溶性淀粉和硼酸加入比例小于1wt%时不影响涂层的透光性（词条“透光性”由行业大百科提供），0.1wt%的加入量能起到增强薄膜交联度、提高耐划伤能力的作用;少量乳化助剂聚乙烯吡咯烷酮的加入能提高成膜顺滑性;酯化聚乙烯醇和聚乙烯醇的分子量大于100000g/mol，水解（词条“水解”由行业大百科提供）度大于95%时薄膜固化时间长，且常温水洗脱除困难，优选分子量在50000g/mol和水解度70%左右的酯化聚乙烯醇和聚乙烯醇，能满足成膜固化快，水洗去除容易的在线生产要求。优化条件制得的薄膜涂层铅笔硬度大于4H，常温水溶性好。将所得到的涂层浆液喷涂到玻璃片上，热风烘干成膜后，对膜附着力、抗划伤、水溶性等性能进行测试。所选用溶剂为纯水，薄膜体系高分子能在土壤中降解成二氧化碳和水，因此整个流水线生产对环境无污染。

　　喷雾喷涂系统

　　可溶性保护层喷涂装置与所述可溶性溶液反应釜连接，并设置在磁控溅射镀膜生产线的出口区域，并且在可溶性保护层喷涂装置之后连接烘干装置。可溶性保护层喷涂装置为气动喷涂装置，气动喷涂装置包括机架及设置在所述机架上的气动装置、喷枪组件、储液罐和喷雾控制系统;喷枪组件分别与所述气动装置、喷雾控制系统及所述储液罐连接;气动装置与所述喷雾控制装置连接。还包括感应开关，并且感应开关与喷雾控制系统连接，感应开关设置在所述可溶性保护层喷涂装置的传送带上，以感应玻璃在传送带上的运动并发出喷雾开始和停止信号。

　　可溶性保护膜喷涂设备的基本功能是，利用设置在传送带上的感应开关感应玻璃在传送带上的运动，并发出喷雾开始和停止信号，通过控制器控制自动喷枪，满足传送带玻璃快速运动时的非连续喷涂要求。

　　系统由喷枪组件和模块化喷雾控制箱体两大部分组成，另有顶部抽风装置。当玻璃运行到喷雾位置时，通过感应开关的信号打开溶液管路，对玻璃表面进行喷涂。当玻璃运行离开喷雾区域时，通过感应开关的信号关闭溶液管路，完成溶液喷涂工作。喷雾装置的参数可优选如表1所示。

　　根据喷嘴的喷涂覆盖面积数据，在距离喷嘴230mm处，风扇压力0.7bar，水压0.7bar，雾化空气压力1.5bar下，覆盖的长度为280mm。根据经验，一定比例的重叠对保证喷涂均匀性是必要，而且是有效的。采用错位布置方法，可以有效地避免相邻的喷嘴喷雾干涉的现场，并实现喷涂面积重叠。

　　可溶性膜层的去除

　　将制备好的(带可溶性膜层)玻璃运输到用户厂商中，使用方将此玻璃经过切片、磨边、钢化、中空处理，形成最终的中空Low-E玻璃应用于建筑中。在磨边过程中，磨边的水及磨边清洗机中的水将绝大部分的可溶性保护膜去除，而极少的残留也会在钢化过程中挥发殆尽。在整个过程中，可溶性保护膜仅仅作为一种临时性涂层，存在于大板玻璃的运输过程中，起到了很好的防护作用，而在产品中不体现。

　　本设备作为Low-E玻璃的膜面保护方法，取代Low-E玻璃PE贴膜等保护方法，从而降低成本，提高生产效率和产品质量，同时不污染环境。可溶性保护膜成膜附着力强，满足转运过程的对膜面的保护，不对膜层产生影响，在钢化工序之前的磨边处理过程中易于被水洗去除。本膜层为环境友好型水溶性涂层体系，成膜固化快，水洗易于去除，并结合流水线生产满足整板自动均匀涂覆。

　　总结

　　离线Low-E玻璃在我国出现已经接近20年，从最初的单银Low-E到最新的三银Low-E，经过了多次更新换代。但是目前在民用住宅中的用量微乎其微，最重要的原因是由于Low-E膜层脆弱性导致的。因此，在大面积推广中遇到了很多阻力，本文介绍的可溶性保护膜层及设备可以改善此状况，为节能玻璃的大众化提供支持。