一种高速列车用高隔热性能侧窗系统的制作方法

本发明涉及一种高速列车用高隔热性能侧窗系统，属于高速列车配套侧窗技术。

背景技术：

随着国内外高速铁路发展的需要，我国下一代运行速度400km/h及以上高速列车的研制计划已经迫在眉睫。中国下一代高速列车关键技术的发展需求和设计目标应该体现在更高速、更安全、更环保、更经济、更舒适、更友好这6个方面。运行速度的提升将引起很大的噪声困扰，对于舒适性和友好性要求是背道而驰的，因此对于隔声性能提升将是很大的挑战。另外，随着运行环境的要求更加苛刻，比如在高寒以及热带环境运行，隔热性能也将是高速列车侧窗系统关注的核心技术指标，对于高速列车舒适性、环保性以及经济性具有重要意义。

传统典型的高速列车侧窗结构是由内外侧夹层玻璃形成的中空结构，外侧为5～6mm物理钢化欧洲灰玻璃与3～4mm物理钢化low-e玻璃形成的夹层结构，内侧为4mm物理钢化欧洲灰玻璃和4mm物理钢化超白玻璃形成的夹层结构，总厚度控制在35mm左右，重量55kg左右。这种典型结构的中空玻璃隔热性能最好能达到传热系数k＝1.4w/m²·k，主要依赖low-e玻璃的对近红外光的反射作用；隔声性能最好能够达到加权隔声量为42～43db。而随着高速列车运行速度的提升和运行环境要求的提高，下一代高速列车要求侧窗玻璃传热系数k<1.2w/m²·k，而加权隔声量要求不小于45db，而且要求整体重量减重至少不增加原始重量。对于重量和厚度确定的侧窗结构，隔热隔声性能是极大的挑战，不通过优化结构设计，改变原有的材料排布和结构特征是很难实现的。

技术实现要素：

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种高速列车用高隔热性能侧窗系统，该侧窗系统改变了原有的单腔中空结构，将双中空结构用于高速列车侧窗，在不增加整体厚度和重量以及制造成本的情况下，通过增加界面反射层，能显著改善隔热隔声性能。该种双中空结构在高速列车侧窗领域还未有提及和应用，相对于传统单中空结构具有更好的隔热与隔声性能。因此，该发明在高速列车侧窗领域具有广阔的应用推广价值。

本发明技术方案的内容如下：

该种高速列车用高隔热性能侧窗系统的特征在于：该侧窗结构为双中空结构，其中：

外层为一层欧洲灰玻璃与一层超白玻璃或一层low-e玻璃经聚合物胶片粘接形成的夹层结构，欧洲灰玻璃位于室外侧；

中间层为单层无机玻璃或单层low-e玻璃，或两层无机玻璃经聚合物胶片粘接形成的夹层结构，或由一层low-e玻璃与一层无机玻璃经聚合物胶片粘接形成的夹层结构；

内层为一层超白玻璃或一层low-e玻璃与一层欧洲灰玻璃经聚合物胶片粘接形成的夹层结构，欧洲灰玻璃位于室内侧；

上述夹层结构中，low-e玻璃的low-e功能层均朝向中空层。

在一种实施中，聚合物胶片为聚乙烯缩丁醛、热塑性聚氨酯或离子型中间膜中的一种或两种的混合物，聚合物胶片的厚度为0.6～1.8mm。

在一种实施中，外层的夹层结构中，欧洲灰玻璃厚度为4～6mm，超白玻璃或low-e玻璃厚度为3～5mm。

在一种实施中，外层的夹层结构的总厚度为8～12mm。

在一种实施中，中间层中每一层玻璃的厚度为1～3mm。

在一种实施中，中间层的总厚度为1.5～4mm。

在一种实施中，内层的夹层结构中，超白玻璃和low-e玻璃的厚度为2～4mm，欧洲灰玻璃的厚度为2～4mm。

在一种实施中，内层的夹层结构的总厚度为6～9mm。

在一种实施中，low-e玻璃为单层银膜、双层银膜或者三层银膜的low-e玻璃。

在一种实施中，双中空结构的双侧中空层厚度为4～11mm。

在一种实施中，双侧中空层的总厚度为12～16mm。

在一种实施中，该双中空结构侧窗的总厚度不超过36mm。

在一种实施中，双中空结构的双侧中空层的侧面用铝隔条进行密封，并在铝隔条中间填充充分干燥的分子筛以便确保中空层的干燥。

在一种实施中，所有的无机玻璃经过物理强化或化学强化以提高其强度。

该种侧窗系统的制备过程为：

(1)分别通过合片热压制备内、外层夹层结构以及中间层夹层结构；(2)选择合适厚度的中空间隔条和密封胶进行封装；

(3)待密封胶固化后进行分子筛以及氩气填充。

本发明具有的优点和有益效果如下：

一、首次将双中空结构用于高速列车侧窗系统，在不增加整体厚度和重量的情况下，能显著改善隔热隔声性能；

二、传统的高速列车侧窗中空结构玻璃都是通过使用多层ag膜的low-e玻璃或者使用两层low-e玻璃来提高隔热性能，但是low-e玻璃对近红外线的反射效果不是叠加的，多层ag膜的使用并不能无限制的提高高速列车侧窗系统的隔热性能，而且成本会大幅增加。本发明技术方案中的双中空结构可以节省low-e玻璃的使用量，能够显著降低成本。

三、相对于普通中空结构侧窗，双中空结构玻璃增加界面反射与干涉层，在相同的面密度情况下能够明显改善隔声性能。因此，该发明在未来高速列车侧窗领域具有广阔的应用推广价值。

本发明设计的高速列车用双中空结构侧窗系统具有隔热隔声性能好的特点，在材料总重量和总厚度不增加的情况下，相对于普通中空侧窗玻璃传热系数k值能够最多降低0.56w/m²·k，加权隔声量最少提高2.0db。

附图说明

图1是高速列车传统单腔中空侧窗系统典型结构示意图

图2是本发明高速列车高隔热性能侧窗系统的一种结构示意图(中间为单层玻璃)

图3是本发明高速列车高隔热性能侧窗系统的另一种结构示意图(中间为夹层玻璃)

具体实施方式

本发明在实施中采用的设备包括加热加压设备、自动打胶机、中空封装生产线。加热加压设备选择热压罐，主要用于内外侧以及中间层夹层玻璃的成型粘接，可以根据聚合物胶片的成型工艺条件设置不同的温度和压力；自动打胶机主要用于铝隔条表面均匀涂覆密封胶；中空封装生产线主要为了实现双中空结构侧窗玻璃的填充氩气和封装。

由于本发明涉及的高隔热性能侧窗系统主要应用领域为高速列车客室侧窗，夹层玻璃合片以及后续封装需要在干燥洁净无尘环境中进行，配置操作净化间的洁净度不低于100000级。

实施例1

参见附图1所示，按照原有常规结构制备单腔中空侧窗玻璃，从室外侧往室内侧结构排布依次为：6mm欧洲灰玻璃+1.52mmpvb胶片+4mm超白玻璃+15mm中空层+4mmlow-e玻璃(low-e功能层朝向中空层)+1.52mmpvb胶片+4mm欧洲灰玻璃。制备方法参考上述流程，先制备夹层玻璃，然后进行中空封装。以上玻璃均经过物理钢化。

实施例2

参见附图2所示，本实施例中，从室外侧往室内侧结构排布依次为：5mm欧洲灰玻璃+1.52mmpvb胶片+3mmlow-e玻璃(low-e功能层朝向中空层)+9mm中空层+3mm超白玻璃+6mm中空层+3mm超白玻璃+1.52mmpvb胶片+3mm欧洲灰玻璃。制备方法是先分别制备夹层玻璃、准备单层玻璃，最后进行中空封装，得到双中空结构侧窗系统。以上玻璃均经过物理钢化。

实施例3

参照实施例2的方法，改变low-e玻璃的位置，从室外侧往室内侧结构排布依次为：5mm欧洲灰玻璃+1.52mmpvb胶片+3mm超白玻璃+9mm中空层+3mm超白玻璃+6mm中空层+3mmlow-e玻璃(low-e功能层朝向中空层)+1.52mmpvb胶片+3mm欧洲灰玻璃。

实施例4

参照实施例2的方法，再次改变low-e玻璃的位置，从室外侧往室内侧结构排布依次为：5mm欧洲灰玻璃+1.52mmpvb胶片+3mm超白玻璃+9mm中空层+3mmlow-e玻璃(low-e功能层朝向外侧中空层)+6mm中空层+3mm超白玻璃+1.52mmpvb胶片+3mm欧洲灰玻璃。

实施例5

参见附图3所示，参照实施例2的方法，将中间的单片玻璃改为夹层玻璃，从室外侧往室内侧结构排布依次为：5mm欧洲灰玻璃+1.52mmpvb胶片+2mm超白玻璃+9mm中空层+2mm超白玻璃+0.76mmpvb胶片+2mm超白玻璃+6mm中空层+2mmlow-e玻璃(low-e功能层朝向中空层)+1.52mmpvb胶片+3mm欧洲灰玻璃。

表1不同结构的高速列车侧窗系统隔热与隔声性能

从表1中可以看出，相对于传统的单腔中空结构侧窗，本发明涉及的双中空结构侧窗在不增加整体制件重量和制造成本的情况下，能够显著降低侧窗的传热系数，传热系数最多降低0.56w/m2k，同时能够明显提升侧窗的加权隔声量，加权隔声量约提高2.0db。同时可见，low-e玻璃功能层朝向室外侧也有利于侧窗隔热性能的改善。目前，该发明涉及的高隔热性能侧窗系统在高速列车领域还未见报道。该发明对于未来高速列车侧窗的环保性、经济性、舒适性提升具有重要意义。因此，该发明在高速列车侧窗领域具有广阔的应用推广价值。

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