無毒水性熔塊糊及包含其之組件制造技術

本發明專利技術的某些實施例涉及應用在組件(例如，真空絕緣玻璃元件或等離子顯示屏)中的熔塊糊及制備所述組件的方法。所述熔塊粉是基本無鉛的，在第一溫度上提供水性溶劑。向中間混合物中添加另外的水性溶劑以形成熔塊糊。在第二溫度提供另外的水性溶劑，所述第二溫度低于第一溫度。相對于所述熔塊糊或無熔塊粉的熔塊，所提供的粘結劑材料的重量百分比濃度為0.001％?20％。所述熔塊糊的本體粘度為2,000?200,000cps。

【技術實現步驟摘要】
分案申請的相關文本本申請是申請日為2010年6月14日(進入中國國家階段日期為2011年12與30日)、申請號為201080029788.9、專利技術名稱為“無毒水性熔塊糊及包含其之組件”的分案申請。
本專利技術的某些實施例涉及與無鉛玻璃粉共同應用于制造熔塊的水溶性物質(例如，溶劑和粘結劑)。本專利技術的某些實施例尤其涉及一種熔漿糊混合物，該熔漿糊混合物包括用于構成組件(例如真空隔熱玻璃元件或等離子顯示板)的無毒陶瓷粉和粘結劑及溶劑，或包括用于構成組件的無毒玻璃粉和粘結劑及溶劑，和/或包含所述物的組件。
技術介紹
真空隔熱玻璃元件是現有技術中已知的。例如在美國專利文獻5,664,395,5657,607和5,902，652中披露了以下內容以供參考。圖1-2示出一種普通的真空隔熱玻璃元件(簡寫為真空IG元件或VIG元件)。真空隔熱玻璃元件1包括兩個被隔開的玻璃基板2和3，在該兩個玻璃基板之間圍成一個被排空的空間或者說是低壓空間6。玻璃片/玻璃基板2和3是通過熔融焊接玻璃4的外圍或外邊的密封和具有某種排列的支柱或墊片5相互連接地。泵出管8是密閉的，其是通過焊接玻璃9將孔或洞10封住的，所述孔或洞10從玻璃片2內表面通到位于玻璃片2外表面上凹槽11的底部。吸真空裝置附到泵出管上將位于基板2和3之間的內腔抽空以產生低壓區域或低壓空間6。抽空完成后，管8被融化密封以保持真空。凹槽11保持封住管8。在凹槽13中可以放置化學吸氣劑12。普通的帶有外圍密封熔融焊接玻璃4的真空隔熱玻璃元件的制造過程如下。溶液中的玻璃熔塊(最終會形成外邊密封焊接玻璃4)最初沉積在基板2的外圍。另一個基板3被放下蓋在基板2的頂上用以夾住其間的墊片5和玻璃熔塊/溶液。然后包括片2、片3、墊片和密封材料的整體組件被加熱到大約500℃(通常使用熱對流加熱爐)，在上述溫度點上玻璃熔塊被熔化，在玻璃片2，3上最終形成外圍或外邊密封4。這約500℃的溫度要保持約一到八個小時。在外圍/外邊密封4和圍繞在管8周圍的密封成型后，所述組件被冷卻到室溫。需要指出的是在美國專利文獻5,664,395中的第二欄中顯示普通的真空隔熱玻璃的加工溫度是約500℃，保持一個小時。專利文獻‘395的專利技術人Lenzen，Turner和Collins指出“當前的外邊密封程序很慢：樣品的溫度通常是每小時上升200℃，并且根據焊接玻璃的成分，需要在從430℃到530℃的范圍內的一個定值保持一個小時。”在外邊密封4成型后，通過管進行抽真空以形成低壓空間6。不幸的是對整個組件的前述長時間的高溫加熱在外邊密封4的成型中是不適宜的，特別是在真空隔熱玻璃元件中需要適用熱硬化玻璃或鋼化玻璃基板2,3的情況下。如圖3-4所示，鋼化玻璃暴露在高溫中隨加熱時間的延長而喪失回火強度。而且在某些情況下，如此高的處理溫度會對施用到一個或兩個玻璃基板上的雙層涂布膜產生不良影響。圖3的圖表示出在不同時間暴露在不同溫度中充分熱回火的玻璃盤喪失原有回火強度的過程，起初中心抗拉應力為3200MU每英寸。圖3中的X軸為以小時為單位的時間指數(從一小時到一千小時)，Y軸顯示了在熱暴露后所殘留回火強度占起初回火強度的百分比。圖4的圖表與圖3相似，不同之處在于圖4中的X軸為從零到一個小時的時間指數。圖3示出七條不同曲線，每條均以華氏度(℉)標示了所暴露的不同溫度。所述不同的曲線為400℉(在圖3圖表的上方)、500℉、600℉、700℉、800℉、900℉和950℉(在圖3圖表的下方)。900℉相當于約482℃，其處于能形成圖1-2中普通焊接玻璃外圍密封4的溫度范圍內。因此需要對圖3中的900℉曲線多加注意，其標號為18。如圖所示，在此溫度(900℉或482℃)下一個小時后僅殘留有20％的起初回火強度(temper strength)。如此嚴重的回火強度的喪失(如喪失80％)當然是不需要避免的。在圖3-4中可以看出，與加熱到900℉保持一個小時相比，當溫度加熱到800℉(約428℃)時保持一個小時，在回火片中保留了更大的回火強度。像這樣一個玻璃片在800℉的溫度下保持一個小時后，保留著約70％的起初回火強度，這種情況要比在900℉的溫度下保持相同時間而保留不足20％的起初回火強度要好很多。不將整個元件加熱太長時間的另一個優點是可以采用低溫的支柱材料。這在一些情況下是適宜的，或在另一些情況下是不適宜的。即使當使用的不是鋼化玻璃基板時，對整個真空隔熱玻璃組件施加高溫會軟化玻璃或產生應力，而且部分加熱會產生更大的應力。這些應力會增加玻璃變形的可能性并且/或者導致玻璃破碎。而且，普通的真空隔熱玻璃元件的陶瓷或焊接玻璃外邊密封較脆、易裂，并且/或者易破碎，使單獨的玻璃面板相互間的移動能力降低。已知玻璃面板的移動發生在正常情況下，例如像兩個密封玻璃部件(如在真空隔熱玻璃元件內)作為窗戶、天窗或門的部件被安裝時，在所述真空隔熱玻璃元件直接暴露在日光下時，會造成一個玻璃面板比另一個面板吸收的熱量更多，或在其內部和外部之間有巨大的溫差。目前，絕大部分包括有機溶劑和粘結劑的熔塊熔漿混合物，連同含鉛陶瓷粉等被應用在真空隔熱玻璃(VIG)或等離子顯示板(PDP)領域，其中所述含鉛陶瓷粉會危害環境，毒害人體和/其它生物體。一般的熔塊通常含有大量的鉛，絕大部分是以一氧化鉛(PbO)的形式存在的。而且當前絕大部分的熔塊熔漿混合物包括碳化氫溶劑，該碳化氫溶劑會造成一些環境問題。人們對“無鉛”熔塊的需求日益高漲，一些相關的法律法規直接規定降低含鉛材料的使用，有些情況下甚至完全禁止含鉛材料的應用，例如在窗戶上的應用。因此，提供一種無毒的熔塊熔漿混合物是很有必要的，并且該無毒的熔塊熔漿混合物在技術上需要仍能達到那些具有潛在危害的熔漿混合物，和/或包括前述混合物的組件所具有的性能或功能。在這一點上，使用水作為溶劑以減少對環境的影響是可取的，因為例如水性介質能降低生產的復雜程度，以及降低關于有機性揮發所損失和/或被截流的成本，和降低因恢復、循環所造成的成本，以及損失的風險和類似情形。本專利技術中的某些實施例涉及“無鉛”熔塊熔漿混合物的使用，所述混合物包括FDA認證的粘結劑和作為溶劑的水，因此可以降低濕態和/或干態的熔漿混合物中有毒的或有害環境的成分。某些熔塊熔漿混合物能被泵送、擠出或使用普通的其他設備人工地、半自動地或全自動地處理。在某些實施例中，擠出材料可基本上保持其被擠出的形狀。在某些實施例中的燒結產品會顯示出氣泡或應力異常情況的減少，而還對基板提供了充足的吸附力。另一方面某些實施例中的涉及熔塊/介質在預混糊狀態時保持穩定的能力在某些實施例的應用中是必須的。
技術實現思路
本專利技術的某些實施例涉及一種熔塊熔漿糊(frit slurry paste)，該熔塊熔漿糊包括：(1)水性溶劑；(2)鉍基或陶瓷基的基本無鉛的熔塊粉末；和(3)粘結劑，該粘結劑包括重量百分比濃度為.25％-5％的甲基纖維素。所述熔塊熔漿糊的粘度為2，000-200，000cps。本專利技術的某些實施例涉及一種至少包括一個基板的組件。通過燒結施用于至少一個基板的熔塊熔漿糊而形成熔塊。所述熔塊熔漿糊包括：(1)水性溶劑；(2)鉍基或陶瓷基的基本無鉛的熔塊粉末；和(3)粘結劑，該粘結劑包本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制備真空隔熱玻璃(VIG)元件的方法，所述方法包括：提供第一基板；將熔塊熔漿糊施用到所述第一基板的邊的周圍；提供第二基板，使所述第一基板和第二基板基本平行并且相互隔開，從而將所述熔塊熔漿糊提供到第二基板的邊的周圍；燒結所述熔塊熔漿糊實現外邊密封；且至少要部分抽空在第一基板和第二基板之間形成的空腔，其中，所述熔塊熔漿糊的本體粘度為20,000?100,000cps，且所述熔塊熔漿糊包括：水性溶劑；含有鉍的熔塊粉末，所述熔塊粉末基本無鉛；和粘結劑，所述粘結劑包括重量百分比濃度為0.25％?5％的甲基纖維素；和其中所述熔塊熔漿糊具有低于約470℃的退火溫度、軟化溫度和工作溫度，且這三者彼此之間的差值在約120℃的范圍內。

【技術特征摘要】
2009.06.30 US 12/458,0711.一種制備真空隔熱玻璃(VIG)元件的方法，所述方法包括：提供第一基板；將熔塊熔漿糊施用到所述第一基板的邊的周圍；提供第二基板，使所述第一基板和第二基板基本平行并且相互隔開，從而將所述熔塊熔漿糊提供到第二基板的邊的周圍；燒結所述熔塊熔漿糊實現外邊密封；且至少要部分抽空在第一基板和第二基板之間形成的空腔，其中，所述熔塊熔漿糊的本體粘度為20,000-100,000cps，且所述熔塊熔漿糊包括：水性溶劑；含有鉍的熔塊粉末，所述熔塊粉末基本無鉛；和粘結劑，所述粘結劑包括重量百分比濃度為0.25％-5％的甲基纖維素；和其中所述熔塊熔漿糊具有低于約470℃的退火溫度、軟化溫度和工作溫度，且這三者彼此之間的差值在約120℃的范圍內。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述熔塊熔漿糊被擠出到至少第一基板上。3.如權利要求1所述的方法，其中，所述熔塊粉末包含Bi2O3-B2O3。4.如權利要求1所述的方法，其中，所述熔塊熔漿糊進一步包括能吸收800-2000nm紅外線輻射的無鉛添加劑。5.如權利要求1所述的方法，其中，所述粘結劑為粘度為400cps、濃度為2％的水溶液。6.如權利要求1所述的方法，其中，所述熔塊粉末進一步含有其他的陶瓷。7.如權利要求1所述的方法，其中，所述熔塊粉末基本上由鉍的氧化物組成。8.如權利要求1所述的方法，其中，所述熔塊粉末基本上由Bi2O3-B2O3組成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴維·J·庫珀，提姆斯·艾倫·丹尼斯，
申請(專利權)人：格爾德殿工業公司，
類型：發明
國別省市：美國;US