Способ изготовления многослойного стекла

 

Изобретение относится к технологии изготовления многослойных ударопрочных композиционных материалов на основе силикатного и/или органического стекол, предназначенных для остекленения транспортных средств и используемых в строительстве. Техническая задача изобретения - достижение высокой пулестойкости при обеспечении технологичности изготовления и небольшого времени изготовления многослойных стекол. Производят сборку многокамерного стеклопакета из силикатных стекол, который затем обрабатывают в парах кремнийорганического адгезива, выбранного из ряда: метакрилатметилдиэтоксисилан, метакрилатметилтриэтоксисилан. Затем приготавливают жидкие (фотоотверждаемые клеевые композиции на основе (мет)акрилового мономера и с различным содержанием фотоинициатора для каждой камеры многокамерного стеклопакета. Количество фотоинициатора в жидких фотоотверждаемых клеевых композициях увеличивается по мере увеличения камер в многокамерном стеклопакете. После этого заполняют зазоры каждой камеры многокамерного стеклопакета специально приготовленной для нее жидкой фотоотверждаемой клеевой композицией и производят фотоотверждение в течение 20-40 мин с использованием в качестве источника УФ-издучения плоской панели люминесцентных ламп марки ЛУФ-80, расположенных на расстоянии 100-500 мм до поверхности стеклопакета.

Изобретение относится к технологии изготовления многослойных ударопрочных композиционных материалов на основе силикатного и /или органического стекол, предназначенных для остекленения транспортных средств и используемых в строительстве.

Согласно требованиям многослойный ударопрочный композиционный материал должен обеспечивать защиту от поражения пулей из автомата Калашникова (калибр 7,62 мм) с энергией удара не менее 2000 Дж очередью в три выстрела без образования осколков от внутреннего элемента остекленения или из пистолета Макарова (калибр 9 мм), с начальной скоростью полета пули 315 м/сек и массой пули 1 г.

Известен многослойный композиционный материал для пулестойкого остекления и способ его изготовления / RU 2057025, МКИ В 32 В 17/10 /, включающий внешний элемент, выполненный по меньшей мере из пяти слоев силикатных стекол, один слой внутреннего элемента, выполненный из полиметилметакрилата, промежуточные слои между силикатными стеклами, выполненные из поливинилбутиральной пленки и/или термоотверждаемой композиции, а промежуточный слой между внешним и внутренним элементом выполнен из термо- или фотоотверждаемой композиции, при этом толщина каждого силикатного стекла внутреннего элемента, каждого промежуточного слоя между силикатными стеклами и промежуточного слоя между внешним и внутренним элементами равна соответственно 3-6, 10-25, 0,76-2,0 и 3-4 мм. Способ получения данного композиционного материала предусматривает сборку однокамерного стеклопакета, заполнение стеклопакета предварительно приготовленной и отвакуумированной термоотверждаемой композицией, отверждение композиции в течение 12 часов при температуре 60^oC. Аналогичным образом склеиваются между собой остальные силикатные стекла или триплексы внешнего элемента. Затем полученный таким образом внешний элемент склеивается аналогичным образом с внутренним элементом. В результате процесс получения данного ударопрочного материала занимает по меньшей мере 60 часов.

Таким образом, данное многослойное стекло обладает хорошей пулестойкостью, выдерживает не менее трех выстрелов из автомата Калашникова пулей калибра 7,62 мм с энергией удара не менее 2000 Дж, однако такое стекло очень трудоемко в изготовлении и требует длительного времени изготовления, так как термоотверждение промежуточных слоев осуществляется не в одном многокамерном стеклопакете, а последовательно в первом однокамерном стеклопакете, во втором однокамерном стеклопакете и т.д., в зависимости от количества силикатных стекол, причем отверждение композиции в каждом однокамерном пакете происходит в течение 12 часов при температуре 60^oC.

Известен также триплекс и способ его получения /RU 1828456, МКИ C 03 C 27/12/, состоящий из двух силикатных стекол и прослойки из полимерного ударопрочного материала на основе метакрилового мономера и метакрилового производного простого полиэфира с мол. м. 4010-12000 и функциональностью по метакриловым группам 1,6 - 2,0 при соотношении последнего и метакрилового мономера 1,5 - 0,66, получаемый путем сборки стеклопакета из двух силикатных стекол, заполнения зазора между ними жидкой фотоотверждаемой клеевой композицией на основе (мет)акрилового мономера и фотоинициатора, герметизации стеклопакета по периметру и последующего фотоотверждения в течение 5-50 минут с использованием в качестве источника УФ-излучения плоской панели люминесцентных ламп марки ЛУФ-80, расположенных на расстоянии 10-30 мм одна от другой и на расстоянии 100-500 мм до поверхности стеклопакета. Причем перед сборкой стеклопакета осуществляют обработку стекол 0,1-2,0% раствором кремнийорганического адгезива в этиловом спирте, выбранного из ряда: метакрилатметилметилциэтоксисилан, метакрилатметилтриэтоксисилан.

Данный триплекс прост и технологичен в изготовлении, время его получения не превышает одного часа, но он имеет очень низкие показатели по пулестойкости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является "Способ изготовления стекла триплекс" по RU 2031873 МКИ C 03 C 27/12, 1994 г., который включает сборку многокамерного стеклопакета из нескольких стекол, обработку их кремнийорганическим адгезивом, заполнение зазора между ними фотоотверждаемой клеевой композицией, содержащей фотоинициатор, и последующее фотоответждение.

Данный способ применим для изготовления стекла триплекс, но является непригодным для изготовления многослойных стекол, с несколькими склеивающими слоями / более двух/, так как если количество фотоинициатора в каждой склеивающей композиции одинаково /как в прототипе/, то уже во втором склеивающем слое будут наблюдаться значительные оптические искажения, в третьем слое они будут настолько велики, что по оптическим свойствам данное многослойное стекло будет практически непригодным для использования.

Поэтому в предложенном способе количество фотоинициатора в клеевой композиции различается для каждой камеры и определяется расчетным путем.

В этом случае не нарушаются оптические свойства многослойного стекла.

Также надо отметить, что если количество фотоинициатора в клеевых композициях будет одинаковым, как в прототипе, то время отвердевания каждой композиции будет одинаково и складываться из времени отвердевания первой, второй, третьей и т.д. композиций. Так если время отвердевания одной композиции - 30 минут, то отвердевание всего пакета из трех слоев будет проходить за 1 час и 30 минут.

В предлагаемом способе количество фотоинициатора в клеевых композициях рассчитывается таким образом, что отвердивание всех слоев стеклопакета происходит одновременно, и время отвердевания пакета из трех слоев составляет 30 минут.

Техническим эффектом настоящего изобретения является обеспечение высоких оптических характеристик и механических характеристик по пулестойкости при обеспечении высокой технологичности изготовления и небольшого времени изготовления многослойных стекол.

Этот эффект достигается за счет того, что в способе изготовления многослойного стекла, включающем сборку многокамерного стеклопакета, из двух и более стекол, обработку их кремнийорганическим адгезивом, герметизацию его по периметру, заполнение зазора между стеклами стеклопакета фотоотверждаемой клеевой композицией, содержащей фотоинициатор, и ее последующее фотоотверждение, производят сборку многокамерного стеклопакета из необработанных кремнийорганическим адгезивом стекол, который затем обрабатывают в парах кремнийорганического адгезива, приготавливают жидкие фотоотверждаемые клеевые композиции с различным содержанием фотоинициатора, количество которого определяется расчетным путем, для каждой камеры многокамерного стеклопакета, после чего заполняют зазоры каждой камеры многокамерного стеклопакета специально приготовленной для нее жидкой фотоотверждаемой клеевой композицией.

Сущность способа изготовления многослойного стекла состоит в том, что собирают многокамерный стеклопакет из трех и более силикатных стекол, затем производят обработку стекол стеклопакета парами кремнийорганического адгезива, выбранного из ряда: метакрилатметилметилциэтоксисилан, метакрилатметилтриэтоксисилан, для чего помещают пакет в камеру с парами адгезива, после чего производят герметизацию многокамерного стеклопакета по периметру, приготавливают жидкие фотоотверждаемые клеевые композиции с различным содержанием фотоинициатора для каждой камеры многокамерного стеклопакета, причем количество фотоинициатора в жидких фотоотверждаемых клеевых композициях увеличивается по мере увеличения камер в многокамерном стеклопакете, после чего заполняют зазоры каждой камеры многокамерного стеклопакета специально приготовленной для нее жидкой фотоотверждаемой клеевой композицией и производят фотоотверждение в течение 20-60 минут с использованием в качестве источника УФ-излучения плоской панели люминесцентных ламп марки ЛУФ-80, расположенных на расстоянии 100-500 мм до поверхности многокамерного стеклопакета.

Пример выполнения способа.

На вымытое стекло наклеивается по периметру /оставляется отверстие для заполнения/ двухсторонняя липкая лента заданной толщины /1-2 мм/, после чего на него устанавливается другое вымытое стекло, образуя стеклопакет.

Таким образом эта операция повторяется столько раз, сколько необходимо получить камер многокамерного стеклопакета.

Затем собранный таким образом многокамерный стеклопакет помещают в закрытый объем, в котором находится жидкий адгезив /например метилметакрилаттриэтоксисилан/ и выдерживают в течении 10-30 минут.

После чего заполняется каждая камера многокамерного стеклопакета фотополимеризующейся композицией, причем количество фотоинициатора в фотополимеризующейся композиции для каждой камеры различно и определяется расчетным путем.

Затем отверстие каждой камеры, через которые происходило заполнение камер фотополимеризующимися композициями, запечатывается, после чего таким образом обработанный многокамерный стеклопакет подвергается облучению излучением УФ-лампы /например лампы типа ЛУФ/.

Использование в способе изготовления многослойного стекла многокамерного стеклопакета, с заполнением всех его камер жидкими фотоотверждаемыми клеевыми композициями с различным содержанием фотоинициатора, определяемого расчетным путем, позволяет значительно снизить время получения многослойной структуры по сравнению с аналогом и прототипом, а также снизить время предварительной обработки стекол кремнийорганическим адгезивом, так как стекла обрабатываются и склеиваются сразу в одном многокамерном стеклопакете, при этом не ухудшаются оптические свойства многослойного стекла.

Применение обработки стекол в парах кремнийорганического адгезива, а не в растворе кремнийорганического адгезива в этиловом спирте, по сравнению с прототипом, позволяет значительно улучшить структуру многослойного стекла, его оптические свойства и его пулестойкость, так как при обработке в парах не нарушается структура обрабатываемых стекол, что происходит при механической обработке раствором адгезива в этиловом спирте, а также при обработке в парах улучшается качество наносимого слоя.

Таким образом, если изготавливать многослойное стекло с четырьмя склеивающими полимерными слоями, то для получения такой структуры по способу, описанному в аналоге, потребуется 48 часов ( один слой склеивается 12 часов при температуре 60^oC, по способу, описанному в прототипе, потребуется 2 часа (один слой склеивается 0,5 часа), по способу, описанному в настоящем изобретении, потребуется 0,5 часа, так как все слои склеиваются одновременно в одном многокамерном стеклопакете.

Что касается пулестойкости многослойного стекла с четырьмя склеивающими полимерными слоями, полученного по способу, описанному в аналоге, прототипе и предлагаемом изобретении, то, как показали испытания, многослойное стекло по аналогу и предлагаемому изобретению выдерживает три выстрела из пистолета Макарова калибра 9 мм, с начальной скоростью пули 315 м/сек, и массой 6,1 г. Что же касается многослойного стекла с четырьмя склеивающими полимерными слоями, полученного по способу, описанному в прототипе, то это стекло не выдерживает данных испытаний.

В результате использования технологии получения многослойного стекла, защищаемой в данном изобретении, удается значительно сократить время изготовления многослойного ударопрочного стекла и улучшить его оптические свойства, пулестойкость по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойного стекла, включающий сборку многокамерного стеклопакета из двух и более стекол, обработку их кремнийорганическим адгезивом, герметизацию стеклопакета по его периметру, заполнение зазоров между стеклами фотоотверждаемой клеевой композицией, содержащей фотоинициатор, и ее последующее фотоотверждение, отличающийся тем, что обработку кремнийорганическим адгезивом осуществляют в его парах, приготавливают жидкие фотоотверждаемые клеевые композиции с различным содержанием фотоинициатора для каждой камеры многокамерного стеклопакета, причем количество фотоинициатора в жидких клеевых композициях увеличивается по мере увеличения камер в многокамерном стеклопакете.