夹层玻璃是由两层以上玻璃用有弹性的有机材料分隔并通过处理使其粘接为一体的复合材料型安全玻璃。
夹层玻璃的加工工艺分为干法和湿法两种。
干法也称胶片法,是将有机材料中间层夹在两层或多层玻璃中间,经加热、加压而成夹层玻璃;
湿法也称灌浆法,是将配制好的胶黏剂浆液灌注到已合好模的两片或多片玻璃中间,通过加热聚合或光照聚合而成夹层玻璃。
目前,湿法工艺生产的夹层玻璃在建筑门窗幕墙中已经不再使用。
夹层玻璃的中间层有离子性中间层、PVB中间层、EVA中间层和SGP中间层等。
由于玻璃与塑料粘结在一起,当冲击破裂时,夹层玻璃能很好地保持完整性,破裂后仅在表面出现裂纹而不四散分开、不脱落,因而是一种安全玻璃。
用PVB胶片制成的特种夹层玻璃能够抵挡枪弹、炸弹和暴力的攻击,称为防弹玻璃或防盗玻璃,
夹层玻璃的常规尺寸为2440mmx3660mm;最大尺寸为3300mmx18000mm。
夹层玻璃的夹胶片厚度不应小于0.76mm,且夹胶片厚度应随着所粘接的玻璃片厚度增加而增加。对于非钢化的玻璃单片,夹胶片的厚度可以适当降低,但不应小于0.76mm。
PVB中间膜是半透明的薄膜,由聚乙烯醇缩丁醛树脂经增塑剂塑化挤压成型的一种高分子材料。外观为半透明薄膜,无杂质,表面平整,有一定的粗糙度和良好的柔软性,对无机玻璃有很好的粘结力,具有透明、耐热、耐寒、耐湿、机械强度高等特性,是当前世界上制造夹层、安全玻璃用的最佳粘合材料,同时在建筑门窗、幕墙等建筑领域及汽车和各种防弹玻璃领域有广泛的应用。
PVB膜富于弹性,比较柔软,剪切模量小,两块玻璃间受力后会有显著的相对滑移,承载力较小,弯曲变形较大。同时,PVB夹层玻璃的外露边部容易受潮开胶,PVB夹层玻璃使用时间长以后容易发黄变色。所以PVB夹层玻璃可以用于一般的建筑门窗和幕墙玻璃,不适宜用于有高性能要求的建筑门窗和幕墙玻璃。
SGP离子性中间膜是一种无色、透明硬膜,其强度高,剪切模量大,弯曲变形小,边部稳定性好,耐候性好,不容易泛黄。SGP膜的硬度是普通PVB膜的100倍,撕裂强度是普通PVB膜的5倍;SGP膜对水分不敏感,在外露条件下使用也不会开胶、分离,可以开边使用,不必封边。SGP夹层玻璃的承载力是等厚度的PVB夹层玻璃承载力的2倍;在相等荷载、相等厚度的情况下,SGP夹层玻璃的弯曲挠度只有PVB夹层玻璃的1/4。
SGP膜广泛用于超高层建筑或超大尺寸玻璃板块。2010年我国成功生产出世界上第一块超大尺寸玻璃:12.8mx2.6m热弯钢化超白夹层玻璃(15mm+2.28SGP+15mm)。后来又生产了12块12.6mx2.6m超大尺寸热弯钢化夹层玻璃(12mm+1.58SGP+12mm+1.58SGP+12mm),用于苹果公司上海店。近期苹果公司的全世界门店均把这种多层玻璃和SGP膜叠加做成的夹层玻璃当作建筑结构件使用,建筑形式新颖。近几年SGP夹层玻璃在超高层建筑中使用越来越广泛,如上海中心和广州塔幕墙玻璃均采用了SGP夹层玻璃。
《建筑用安全玻璃 第3部分:夹层玻璃》(GB 15763.3)规定了夹层玻璃的走义、分类、要求、试验方法和检验规则等。
按形状分类,夹层玻璃可分为平面夹层玻璃和曲面夹层玻璃。按霰弹冲击性能分类,夹层玻璃可分为Ⅰ类夹层玻璃、Ⅱ-1类夹层玻璃、Ⅱ-2类夹层玻璃和Ⅲ类夹层玻璃。夹层玻璃由玻璃、塑料以及中间层材料组合构成。所采用的材料均应满足相应的国家标准、行业标准、相关技术条件或订货文件的要求。可选用平板玻璃、压花玻璃、抛光夹丝玻璃、夹丝压花玻璃等;可以是无色的、本体着色或镀膜的;透明的、半透明的或不透明的;退火的、热增强的或钢化的;喷砂或耐腐蚀等表面处理的。可以选用聚碳酸酯、聚氨酯和丙烯酸酯等;可以是无色的、着色的、镀膜的;透明的或半透明的。可选用材料种类和成分、力学和光学性能等不同的材料,如离子性中间层、PVB中间层、EVA中间层和SGP中间层等;可以是无色的或有色的;透明的、半透明的或不透明的。注:不大于0.5mm的缺陷不考虑,不允许出现大于3mm的缺陷。当出现下列情况之一时,视为密集存在:两层玻璃时,出现4个或4个以上,且彼此相距<200mm缺陷;三层玻璃时,出现4个或4个以上的缺陷,且彼此相距<180mm;四层玻璃时,出现4个或4个以上的缺陷,且彼此相距<150mm;五层以上玻璃时,出现4个或4个以上的缺陷,且彼此相距<100mm。单层中间层单层厚度大于2mm时,上表允许缺陷数总数增加1。使用时装有边框的夹层玻璃周边区域,允许直径不超过5mm的点状缺陷存在;如点状缺陷是气泡,气泡面积之和不应超过边缘区面积的5%;使用时不带边框夹层玻璃的周边缺陷,由供需双方协商。不允许存在裂口、脱胶、皱痕和条纹;爆边的长度或宽度不得超过玻璃厚度。夹层玻璃最终产品的长度和宽度允许偏差应符合表3的规定。对于三层原片以上(含三层)制品、原片材料总厚度超过24mm及使用钢化玻璃作为原片时,其厚度允许偏差由供需双方商定。干法夹层玻璃的厚度偏差,不能超过构成夹层玻璃的原片允许偏差和中间层材料厚度允许偏差总和。中间层的总厚度<2mm时,不考虑中间层的厚度偏差;中间层总厚度>2mm时,其厚度允许偏差为±0.2mm。湿法夹层玻璃的厚度偏差,不能超过构成夹层玻璃的原片允许偏差和中间层材料厚度允许偏差总和。湿法夹层玻璃中间层厚度允许偏差应符合表5的规定。矩形夹层玻璃制品,长边长度不大于2400mm时,对角线差不得大于4mm;长边长度大于2400mm时,对角线差由供需双方商定。平面夹层玻璃的弯曲度,弓形时应不超过0.3%,波形时应不超过0.2%。原片材料使用有非无机玻璃时,弯曲度由供需双方商定。应由供需双方商定是否有必要进行抗风压性能试验,以便合理选择给定风载条件下适宜的夹层玻璃材料、结构和规格尺寸等,或验证所选定的夹层玻璃的材料、结构和规格尺寸等能否满足设计抗风压值的要求。试验后允许试样存在裂口,超过边部或裂口13mm部分不能产生气泡或其他缺陷。试验后试样超出原始边15mm、切割边25mm、裂口10mm部分不能产生气泡或其他缺陷。耐辐照性试验后试样不可产生显著变色、气泡及浑浊现象,且试验前后试样的可见光透射比相对变化率ΔT应不大于3%。在每一冲击高度试验后试样均应未破坏和/或安全破坏。a.破坏时允许出现裂缝或开口,但不允许出现使直径为76mm的球在25N力作用下通过的裂缝或开口。b.冲击后试样出现碎片剥离时,称量冲击后3min内从试样上剥离下来的碎片,碎片总质量不得超过相当于100cm² 的试样的质量,最大玻璃碎片质量应小于44cm² 面积试样的质量。Ⅱ-1类夹层玻璃:3组试样在冲击高度分别为300mm、750mm和1200mm时冲击后,全部试样未破坏或安全破坏。Ⅱ-2类夹层玻璃:2组试样在冲击高度分别为300mm和750mm时冲击后,试样未破坏和/或安全破坏;但另1组试样在冲击高度为1200mm时,任何试样非安全破坏。Ⅲ类夹层玻璃:1组试样在冲击高度为300mm时冲击后,试样未破坏和/或安全破坏;但另1组试样在冲击高度为750mm时,任何试样非安全破坏。制作夹层玻璃的两片玻璃厚度应尽量相同。这是由于现有的计算夹层玻璃承载力和变形的理论都是基于两片玻璃等厚,若两片玻璃不等厚,计算结果可能存在较大误差。制作夹层玻璃的两片玻璃种类应相同。不能将不同种类的两片玻璃作夹层,例如一片是钢化玻璃,另一片是平板玻璃,由于钢化玻璃的强度高、韧性好,平板玻璃强度低、脆性大,将这两种玻璃粘在一起形成夹层玻璃,在荷载作用下,两片玻璃承受相同的外力和产生相同的变形,在同样的条件下,钢化玻璃没有问题,平板玻璃却已被破坏。Low-E夹层玻璃宜将Low-E膜放在室内面,这样既可以降低夹层玻璃的传热系数,又可以防止将Low-E膜面放在两层玻璃之间时造成的PVB胶片与玻璃之间开胶的现象产生。PVB胶片怕水,遇水后将造成PVB胶片开裂,因此,工程中应用夹层玻璃时应注意不能将夹层玻璃的边部直接暴露在空气中。如果夹层玻璃必须在空气中裸用,则需将夹层玻璃进行封边处理。夹层玻璃应垂直储存在干燥的室内。运输过程中也不应平放或斜放。