CN103739189B - 一种化学钢化玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：（a）、在强化炉盐槽中依次加入硝酸钾固体、锡酸钾固体，在380~400℃下加热使其融化成熔融液体，并搅拌均匀；（b）、将普通玻璃放入预热炉中预热至300~380℃，浸入步骤（a）所述熔融液体中在400~450℃下进行离子交换反应3~5小时，随后提升至退温炉中冷却至室温；（c）、将步骤（b）得到的玻璃浸入弱酸溶液中20~30分钟后取出，洗净即可。本发明化学钢化玻璃的制备方法，通过在硝酸钾中加入锡酸钾可以有效沉淀其中混有的Ca2+、Mg2+等杂质离子，使得硝酸钾熔融液保持澄清，从而提高化学钢化玻璃的质量。

Description

一种化学钢化玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃加工领域，具体涉及一种化学钢化玻璃的制备方法。
背景技术
钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割磨边成要求尺寸，然后加热到接近软化点的温度，再进行快速均匀的冷却而得到的。钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力，使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高，其强度约是普通退火玻璃的四倍以上。根据生产工艺的不同，钢化玻璃分为物理钢化玻璃、化学钢化玻璃。其中物理钢化玻璃（又称为淬火钢化玻璃）是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度时（600℃），通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温而制成的；化学钢化玻璃是通过改变玻璃表面的化学组成来提高玻璃的强度，其方法是将硅酸钠盐玻璃浸入到熔融状态的钾盐中，使玻璃表层的Na+离子与K+离子发生离子交换，表面形成K+离子交换层。
用化学方法生产钢化玻璃由于具有操作简单、成本低、适合大规模生产等优点，正被越来越多的企业采用，其现有的生产工艺主要是将玻璃浸入硝酸钾熔融液中进行离子交换。申请号为201210186330.5的中国发明专利公开了一种化学钢化玻璃的加工方法，通过将玻璃浸入硝酸钾和硅酸的混合液体中在370~440℃下进行离子交换5~8小时。申请号为201310261476.6的中国发明专利也公开了一种化学钢化玻璃的制备方法，通过在硝酸钾盐槽中加入1%的Sb2O3，能够有效消除初期钝化现象，恢复硝酸钾离子交换能力。然而它们都忽略了一个重要的方面：硝酸钾中常常混有Ca2+、Mg2+等杂质离子，在离子交换时会沉积在玻璃表层，造成化学钢化玻璃表面的压应力不均匀，而且由于Ca2+、Mg2+容易形成沉淀，引起熔融硝酸钾的浑浊，影响化学钢化玻璃的性能和质量。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够排除Ca2+、Mg2+等杂质离子影响的化学钢化玻璃制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种化学钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（a）、在强化炉盐槽中依次加入硝酸钾固体、锡酸钾固体，在380~400℃下加热使其融化成熔融液体，并搅拌均匀；
（b）、将普通玻璃放入预热炉中预热至300~380℃，浸入步骤（a）所述熔融液体中在400~450℃下进行离子交换反应3~5小时，随后提升至退温炉中冷却至室温；
（c）、将步骤（b）得到的玻璃浸入弱酸溶液中20~30分钟后取出，洗净即可。
优化地，所述锡酸钾固体质量占硝酸钾固体质量的0.2~0.8%。
进一步地，所述弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为1~15%。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明化学钢化玻璃的制备方法，通过在硝酸钾中加入锡酸钾可以有效沉淀其中混有的Ca2+、Mg2+等杂质离子，使得硝酸钾熔融液保持澄清，从而提高化学钢化玻璃的质量。
具体实施方式
在本发明的化学钢化玻璃的制备方法中，首先需要制备硝酸钾熔融液：在强化炉盐槽中依次加入硝酸钾固体、锡酸钾固体，在380~400℃下加热使其融化成熔融液体，并搅拌均匀。锡酸钾不应过量，优选为硝酸钾质量的0.2~0.8%。通过在硝酸钾中加入锡酸钾可以有效沉淀其中混有的Ca2+、Mg2+等杂质离子，使得硝酸钾熔融液保持澄清，从而提高化学钢化玻璃的质量。
接着将普通玻璃放入预热炉中预热至300~380℃，浸入熔融液体中在400~450℃下进行离子交换反应3~5小时，随后提升至退温炉中冷却至室温。在此步骤中玻璃应当经过预热再浸入熔融液体中，否则会导致玻璃容易破碎。
最后将离子交换后的玻璃浸入弱酸溶液中20~30分钟后取出，洗净即可。所述的弱酸溶液可以为现有技术常用的那些，优选为质量浓度为1~15%的柠檬酸溶液，其酸性适中。将得到的玻璃再浸入弱酸溶液中能够进一步调节玻璃的内部结构，提高化学钢化玻璃的质量。
下面将通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种化学钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（a）、在强化炉盐槽中依次加入100kg硝酸钾固体、0.8kg锡酸钾固体，在380℃下加热使其融化成熔融液体，并搅拌均匀；
（b）、将普通玻璃放入预热炉中预热至350℃，浸入熔融液体中在420℃下进行离子交换反应5小时，随后提升至退温炉中冷却至室温；
（c）、将得到的玻璃浸入质量浓度为1%的柠檬酸溶液中30分钟后取出，洗净即可。
实施例2
本实施例提供一种化学钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（a）、在强化炉盐槽中依次加入100kg硝酸钾固体、0.2kg锡酸钾固体，在400℃下加热使其融化成熔融液体，并搅拌均匀；
（b）、将普通玻璃放入预热炉中预热至380℃，浸入熔融液体中在450℃下进行离子交换反应3小时，随后提升至退温炉中冷却至室温；
（c）、将得到的玻璃浸入质量浓度为15%的柠檬酸溶液中20分钟后取出，洗净即可。
实施例3
本实施例提供一种化学钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（a）、在强化炉盐槽中依次加入100kg硝酸钾固体、0.5kg锡酸钾固体，在390℃下加热使其融化成熔融液体，并搅拌均匀；
（b）、将普通玻璃放入预热炉中预热至360℃，浸入熔融液体中在430℃下进行离子交换反应4小时，随后提升至退温炉中冷却至室温；
（c）、将得到的玻璃浸入质量浓度为5%的柠檬酸溶液中25分钟小时后取出，洗净即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种化学钢化玻璃的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（a）、在强化炉盐槽中依次加入硝酸钾固体、锡酸钾固体，在380~400℃下加热使其熔化成熔融液体，并搅拌均匀，所述锡酸钾固体质量占硝酸钾固体质量的0.2~0.8%；
（b）、将普通玻璃放入预热炉中预热至300~380℃，浸入步骤（a）所述熔融液体中在400~450℃下进行离子交换反应3~5小时，随后提升至退温炉中冷却至室温；
（c）、将步骤（b）得到的玻璃浸入弱酸溶液中20~30分钟后取出，洗净即可。
2.根据权利要求1所述的化学钢化玻璃的制备方法，其特征在于：所述弱酸溶液为柠檬酸溶液，其质量浓度为1~15%。
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