真空玻璃技術(shù)較新進(jìn)展研究

    真空玻璃技術(shù)進(jìn)入中國(guó)已整整10年。在此期間，在建筑節(jié)能巨大市場(chǎng)和大部分國(guó)家科技進(jìn)步推動(dòng)下，真空玻璃技術(shù)取得打破性進(jìn)展，影響真空玻璃大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的一些瓶頸問題已經(jīng)或正在得以解決。

　　20年前，能制作真空玻璃的在線Low-E膜發(fā)射率為0.20，幾年前用于真空玻璃生產(chǎn)的離線硬膜發(fā)射率可達(dá)到0.10。目前，Guardian.和ST.Gobain等廠商生產(chǎn)的鋼化Low-E玻璃發(fā)射率已達(dá)到0.02~0.04。

　　隨著準(zhǔn)確加工技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，制作和布放設(shè)備已有長(zhǎng)足進(jìn)步，合金材料支撐物有多種加工方法，直徑小于0.5毫米的圓環(huán)形支撐物不僅形狀好而且成本大幅降低，其他材料（如Al2O3）支撐物也已投入使用，近年來利用特殊技術(shù)在玻璃上直接制作玻璃支撐物或用絲網(wǎng)印刷把特殊材料支撐物印在玻璃上的工藝也接近成功。

　　鋼化或半鋼化真空玻璃研制已有打破性進(jìn)展

　　高層建筑窗戶和玻璃幕墻必須使用安全玻璃。鋼化和半鋼化玻璃由于抗沖擊、抗風(fēng)壓及抗彎強(qiáng)度等力學(xué)性能都遠(yuǎn)高于普通玻璃，是安全玻璃的主要品種。半鋼化玻璃在受沖擊破裂時(shí)只出現(xiàn)輻射狀裂紋，不會(huì)像鋼化玻璃破裂成小塊，也不會(huì)爆開，被稱為“不飛散”玻璃，所以用半鋼化玻璃作幕墻和高層玻璃更為安全。

　　國(guó)內(nèi)外廠商多年來試圖解決此難題的各種方法可歸納為以下幾種。

　　1.用各種低溫封接材料（如軟金屬、樹脂等）代替玻璃釬焊料。
　　2.用分區(qū)加熱的方法在保持玻璃主體溫度不高的條件下，以微波、高頻、紅外射線、激光等手段對(duì)封接部位要點(diǎn)加熱。
　　3.研制較低溫度的玻璃釬焊料并控制加熱時(shí)間。

　　第1、2種方法尚未見到產(chǎn)品問世，第3種方法則有非常大進(jìn)展。我國(guó)多家玻璃釬焊料廠商已研制成370℃~425℃范圍內(nèi)的低熔點(diǎn)玻璃釬焊料。實(shí)驗(yàn)證明，即使是使用425℃的玻璃釬焊料，只要嚴(yán)格控制工藝，也能使玻璃達(dá)到半鋼化玻璃的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即其表面應(yīng)力在24兆帕至69兆帕之間。

　　研制夾層真空玻璃的關(guān)鍵是夾層材料及工藝的打破

　　解決真空玻璃安全性除上述鋼化或半鋼化真空玻璃外，為了得到更高的強(qiáng)度并確保玻璃破碎后不下落，另一途徑是在真空玻璃外側(cè)制作夾層（夾膠），稱為夾層真空玻璃。這樣不但提高了真空玻璃的強(qiáng)度，同時(shí)又提高了真空玻璃的隔聲性能。經(jīng)有地位部門檢驗(yàn)，夾層真空玻璃的隔聲量可達(dá)到42dB，離國(guó)家較高標(biāo)準(zhǔn)（45dB）只差3dB。同時(shí)，對(duì)紫外線的阻隔率可達(dá)到98%以上，大大減少了紫外線對(duì)人體的傷害。

　　通常的夾層玻璃制造有兩種工藝。一種是使用PVB膜，通過預(yù)壓工序，較終在130℃左右、12千克/平方米壓力作用下成型。由于真空玻璃是通過微小支撐物支撐起兩片玻璃的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使玻璃承受了一個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)，如果使用PVB膜成型工藝，等于在玻璃上施加了12千克/平方米的壓強(qiáng)，真空玻璃在如此高的壓強(qiáng)下將會(huì)被壓碎，所以，用PVB高壓成型法合成真空夾層玻璃是困難的。另一種是使用EVA膜（也稱EN膜）采用真空一步法成型工藝制成。該種方法，由于作用在真空玻璃上的力始終是1個(gè)大氣壓，因此不會(huì)破壞玻璃。目前，這種結(jié)構(gòu)已通過有地位機(jī)構(gòu)安全性能檢驗(yàn)并用于一些建筑物，但EVA膜夾層玻璃的抗沖擊強(qiáng)度及霧度、舒緩老化等指標(biāo)還不如PVB夾層玻璃，必須從材料和工藝上改進(jìn)。國(guó)內(nèi)一些公司和夾層材料生產(chǎn)商配合研究，改用新夾層材料取得很大進(jìn)展。經(jīng)國(guó)家安全玻璃檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)，其抗沖擊、舒緩老化、霧度等主要指標(biāo)已達(dá)到夾層玻璃國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高等。

　　鋼化或半鋼化真空玻璃及夾層真空玻璃兩種技術(shù)相結(jié)合可以制造出各種類型的節(jié)能安全玻璃和防盜玻璃品種，滿足不同建筑的需要。

　　新立基公司和日本板硝子先后研制成功帶吸氣劑的真空玻璃并投入市場(chǎng)

　　我國(guó)已率先制定了世界較早的真空玻璃行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，真空玻璃也初次被列入新修訂的建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，從而使真空玻璃可以正式為建筑工程所采用。

　　新立基公司從2001年開始興建10多項(xiàng)示范工程，除天恒大廈、清華超低能耗樓等有名工程外，新近又參與了北京和平門小區(qū)商業(yè)住宅、北京生命科學(xué)院、國(guó)奧村微能耗幼兒園、奧運(yùn)森林公園等工程，這些工程積累了真空玻璃實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，也成為一系列的節(jié)能建筑示范項(xiàng)目并創(chuàng)造了多項(xiàng)世界靠前。例如，世界靠前座全真空玻璃大廈，靠前個(gè)大面積真空玻璃幕墻，靠前個(gè)真空玻璃頂棚等。

　　綜上所述，從1997年1月日本板硝子宣告“優(yōu)點(diǎn)玻璃”上市至今的10余年間，真空玻璃技術(shù)又有了長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是中國(guó)在真空玻璃領(lǐng)域異軍突起，下一個(gè)10年除美國(guó)Guardian外，還有多少家廠商進(jìn)入此領(lǐng)域？從目前情況看，真空玻璃技術(shù)已成功度過初創(chuàng)期，由苗成樹，由樹成林的趨勢(shì)已顯現(xiàn)。我國(guó)的真空玻璃產(chǎn)業(yè)在下一輪的競(jìng)爭(zhēng)中是繼續(xù)崛起還是被洋品牌壓倒，現(xiàn)在已到了關(guān)鍵時(shí)期。在思考這一問題時(shí)，不應(yīng)把眼光局限于真空玻璃產(chǎn)品市場(chǎng)，首先要看到，真空玻璃產(chǎn)業(yè)化將形成專利技術(shù)、生產(chǎn)線設(shè)備和產(chǎn)品及其應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈和工業(yè)體系，同時(shí)也將形成專利技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品的出口體系，為我國(guó)開創(chuàng)一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。其次要看到，真空玻璃技術(shù)與現(xiàn)有的玻璃深加工技術(shù)（鍍膜、鋼化、夾層、中空……）的結(jié)合將帶動(dòng)玻璃工業(yè)的升級(jí)改造。真空玻璃技術(shù)及其向建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展也將帶動(dòng)建筑業(yè)的進(jìn)步。因此，在評(píng)估真空玻璃發(fā)展前景時(shí)既要有廣度也要有高層度，能使我們的決策者和企業(yè)家站得高看得遠(yuǎn)，下大決心加大投入，推動(dòng)真空玻璃產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。