夾層玻璃炸裂原因及控制措施

于洋 賈鼎偉 張薇 李子豪

（1. 中國建材檢驗認證集團秦皇島有限公司 秦皇島 066004；2. 國家玻璃質量監督檢驗中心 秦皇島 066004）

0 引言

隨著社會進步與工業科技的不斷發展，玻璃中間層材料也在不斷的變化，為了滿足社會需求，通過改進夾層玻璃的生產工藝來提高生產效率、使能源達到更高利用率，隨之一些新的生產技術也不斷發展，如真空層壓、快速熔合射頻層壓等技術。

1 夾層玻璃生產工藝

夾層玻璃是由一層玻璃與一層或多層玻璃、塑料材料夾中間層而成的玻璃制品，是通過高壓釜、間歇式或者是連續式真空層壓，及現場澆注以及快速熔合射頻層壓技術加工完成的。

夾層玻璃生產中最關鍵的是使用高壓釜層壓技術生產玻璃夾層，整個生產工藝流程較為復雜，首先要選擇合適的PVB膠片，其次對于合片室的環境也有一定的要求，還涉及到如合片方式、高壓釜內玻璃的操作技術、玻璃片清潔度、預熱預壓等。夾層玻璃結構圖1所示。

圖1 夾層玻璃的合成

1.1 合片工藝

合片應在符合工藝要求的合片室里進行：①潔凈度必須高，潔凈度應凈化至十萬級；②工作人員應具有和凈化條件相適應的服裝及工具；③合片室溫為（25±2）℃，相對濕度約為25%；④上下兩層玻璃夾層之間應對齊，并且疊差也不超過約1.5 mm；⑤PVB膠片和玻璃夾層之間應保持潔凈。

在符合工藝要求的合片室內，將清潔后的玻璃平放，選擇合適寬度的PVB膠片，將PVB膠片在玻璃上鋪開展平，放上另一塊玻璃，并將玻璃的外片和內片對整齊。因為PVB膠片會出現熱收縮，這就需要在合片的邊緣留有一定余量，一般為2～5 mm，在切裁的時候要保持刀片傾斜，不能拉扯膠片。修邊時刀片切不可與玻璃接觸，以免所產生的玻璃微粒導致加工后邊部產生汽泡。在整個合片過程中都要保持玻璃以及膠片表面的清潔度，以確保合片后的夾層玻璃中無絨毛和其他點狀缺陷。當膠片和玻璃合片合好后，將玻璃套上真空橡皮圈進行密封，通過冷抽將合片中的空氣抽出來，冷抽的時間應大于5 min，以確保空氣排除干凈。

1.2 預壓預熱工藝

合片工藝完成后就要對合好的玻璃進行預壓預熱。目前夾層玻璃預壓預熱操作設備主要有預壓預熱箱、傳動型立式預壓預熱機和傳動型臥式預壓預熱機三種。預壓預熱箱因操作簡單、成本低、耗能低，可自行進行加工制作，應用比較廣泛，但工作效率低，不能適應大規模、大批量的產業化生產。后兩種工作效率高，更適合大規模生產。立式預壓預熱機放置玻璃時為立放，相對臥式預壓預熱機對玻璃抽真空時對玻璃的弧度影響較小，窩式預壓預熱機由于玻璃為平放，在玻璃自身重力和抽真空壓力的作用下，會對玻璃的弧度產生一定的影響，對比來說臥式預壓預熱機更適合于大規格玻璃的生產。

操作時將抽真空用的硅膠套套在玻璃的邊部，先對玻璃進行冷抽，保證冷抽的時間不低于5 min，再將玻璃放到預壓預熱機傳動臺上，擺放玻璃時要平穩牢固，支點要合適，保證玻璃預熱預壓時不變形，預熱預壓機的溫度設定在120～150 ℃，真空壓力設定為 0.09～0.1 MPa。

1.3 高壓釜內工藝

生產夾層玻璃的最后一個步驟就是高壓釜內工藝。將預壓預熱后的玻璃放入高壓釜內進行恒溫高壓處理，讓膠片和玻璃片粘得更好更牢固。將預壓預熱后的每個半成品玻璃進行逐片隔離，垂直放置在高壓釜內的臺架上，關閉釜門并對釜內進行升溫和充氣加壓，使內部氣壓達到0.75 MPa左右，溫度達到130 ℃左右，恒溫保持。這時玻璃與膠片邊部已經粘合，再次對釜內進行二次充氣加壓，當壓力達到1.2 MPa時停止加壓，使壓力一直保持平衡，釜內恒溫恒壓保持1～1.5 h后再把釜內的溫度降低到50 ℃左右，然后排氣降壓，直至釜內空氣全部徹底排出后，將玻璃從釜內取出。最后就是對制作好的玻璃進行檢查，將玻璃周圍多余的膠片切除掉，對于不合格的玻璃進行挑選，將一些含氣泡和脫膠的玻璃挑選出來進行補修或對其重新進行高壓高溫釜內操作。

2 玻璃合片后出現的質量問題

玻璃在合片以后，可能會因為本身是多層真空熱壓生產而出現炸裂、弧度差較大、邊緣含有氣泡、邊緣卷縮、中間層夾雜物等問題，無法達到夾層玻璃的使用要求。造成炸裂的主要原因有：

（1）由鋼化玻璃引起的炸裂

鋼化玻璃是經過熱處理后的玻璃。其特點是在玻璃表面形成壓應力層，并具有特殊的碎片狀態。在使用鋼化玻璃進行合片時，由于鋼化玻璃本身質量問題，如氣泡、爆邊、劃傷、夾雜物等缺陷或者玻璃中硫化鎳的存在，通過高溫高壓工藝，在內應力的作用下就很容易發生自爆現象。玻璃中存在的硫化鎳如圖2所示。

圖2 玻璃中存在的硫化鎳

（2）由熱彎工藝造成的炸裂

熱彎玻璃是由平板玻璃通過加熱軟化再退火工藝形成的曲面玻璃。在玻璃的熱彎過程中，由于退火過快，過快的降溫速度，會導致玻璃由于溫度梯度而產生內應力，造成后期成品玻璃的自爆。在玻璃熱彎成型的過程中由于加大外力來促進玻璃成型，應力不均勻也會使成品玻璃出現炸裂。

（3）合成夾層玻璃的過程中產生的炸裂

外片玻璃和內片玻璃在進行合片時放置的位置沒有完全重合，玻璃中間的粘結層就會產生內應力，由于內應力的作用就會使玻璃出現自爆現象；在高壓釜中，應盡量避免玻璃與金屬物的接觸，否則玻璃也會很容易出現炸裂；降溫排氣時，降溫速度過快也會導致玻璃爆炸；在合片過程中如果固定玻璃片邊緣夾子的力度過大也會出現玻璃炸裂問題。

（4）其他原因

玻璃合片完成后，在安裝時也會出現炸裂現象，這是由于在安裝時，安裝玻璃的弧度和安裝位置的弧度不吻合，對其強行安裝，外力作用過大，就很可能當場出現炸裂現象，或在使用一段時間后炸裂。

3 預防措施

為預防夾層玻璃自爆，采取以下措施：

（1）原材料的選擇

在合片前，應對玻璃質量進行檢查，觀察有無氣泡、爆邊、劃傷、夾雜物等缺陷；檢查平整度是否符合要求；觀察PVB膠片有沒有樹脂中帶入的線頭及膜成型后因靜電吸附的線頭以及黑點、金屬絲、晶點、氣泡、夾雜物等其他缺陷。膠片中含有氣泡等其他缺陷也會導致玻璃發生炸裂。夾層膠片要盡量密封保管，如膠片已經開封，要對周圍環境的溫度和濕度進行24 h控制，保證膠片所處的溫度為18～25 ℃，濕度為20%～30%，應盡快使用。

（2）使弧度更吻合

外片玻璃和內片玻璃在進行合片時放置的位置經常達不到完全重合，建議在外片玻璃和內片玻璃上的相同部位用記號筆標上相同的標志，以期達到完全重合。減少因為重合問題出現的自爆。

（4）減少邊緣脫膠

膠片脫落會導致玻璃發生炸裂現象，所以要控制玻璃邊緣的脫膠病變現象。為了避免膠片出現病變還要對其進行封邊，一般都需要采用專用的夾層玻璃封邊涂料對夾層玻璃的邊緣進行涂飾，同時，為避免邊緣脫膠和氣泡將會逐漸向內部擴展，玻璃不要露天保存，包裝運輸時用塑料布對玻璃包覆，這樣玻璃邊緣的脫膠病變現象才會有所控制、減少，因此產生的玻璃自爆現象也會得到一定程度的控制。

4 結語

夾層玻璃在人們的生活中扮演著不可或缺的角色。由于中間層樹脂的不斷發展、玻璃種類的增多、玻璃應用領域的擴張，使得夾層玻璃的生產工藝也在不斷的發展與進步。為滿足當今時代的需求，結合使用先進的工藝技術，用更有優勢的新技術來取代傳統技術是當今社會的發展趨勢，選擇能耗低、成本低、高效率的工藝技術，夾層玻璃的未來發展領域才會更加廣闊、美好。