CN104310785A - 高硼硅玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高硼硅玻璃及其制备方法，所述制备方法包括：在1570-1650℃下，将二氧化硅、氧化硼、氧化铝、硝酸钠、氯化钠、氟硅酸铵和碎玻璃熔融混合并保温，然后冷却以制得高硼硅玻璃；其中，相对于100重量份的二氧化硅，所述氧化硼的含量为5-10重量份、所述氧化铝的含量为2-4.5重量份、所述硝酸钠的含量为0.5-1.5重量份、所述氯化钠的含量为1.3-3.5重量份、所述氟硅酸铵的含量为0.1-0.5重量份和所述碎玻璃的含量为25-30重量份。本发明提供的方法制备的高硼硅玻璃具有更优异的耐火性能和表面压应力。

Description

高硼硅玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃，具体地，涉及一种高硼硅玻璃及其制备方法。
背景技术
按照我国国家标准《建筑用安全玻璃防火玻璃》(GB16763.1-2001)的定义和分类，防火玻璃分为单片防火玻璃和复合防火玻璃。单片防火玻璃(DFB)是由单层玻璃组成，并满足相应耐火等级要求的特种玻璃。
目前，单片防火玻璃主要包括硼硅酸盐玻璃和钢化玻璃。硼硅酸盐玻璃具有优异的防火性能，但是其具有制备工艺复杂、成本高和次品率高的缺陷。钢化玻璃同样具有优异的防火性能，但是其表面压应力和强度都难以满足实际需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高硼硅玻璃及其制备方法。通过该方法制备而得的高硼硅玻璃合格率高且具有优异的耐火性能和表面压应力，同时该制备方法步骤简单、成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高硼硅玻璃的制备方法，所述制备方法包括：在1570-1650℃下，将二氧化硅、氧化硼、氧化铝、硝酸钠、氯化钠、氟硅酸铵和碎玻璃熔融混合并保温，然后冷却以制得高硼硅玻璃；
其中，相对于100重量份的二氧化硅，所述氧化硼的含量为5-10重量份、所述氧化铝的含量为2-4.5重量份、所述硝酸钠的含量为0.5-1.5重量份、所述氯化钠的含量为1.3-3.5重量份、所述氟硅酸铵的含量为0.1-0.5重量份和所述碎玻璃的含量为25-30重量份。
本发明还提供了一种高硼硅玻璃，该高硼硅玻璃根据上述方法制备而成。
通过上述技术方法，本发明通过在1570-1650℃下使得二氧化硅、氧化硼、氧化铝、硝酸钠、氯化钠、氟硅酸铵和碎玻璃熔融混合，然后保温再冷却以制得高硼硅玻璃。该方法是利用各原料之间的协同作用使得制得高硼硅玻璃具有优异的耐火性能和表面压应力。同时该制备方法步骤简单、成本低。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种高硼硅玻璃的制备方法，所述制备方法包括：在1570-1650℃下，将二氧化硅、氧化硼、氧化铝、硝酸钠、氯化钠、氟硅酸铵和碎玻璃熔融混合并保温，然后冷却以制得高硼硅玻璃；
其中，相对于100重量份的二氧化硅，所述氧化硼的含量为5-10重量份、所述氧化铝的含量为2-4.5重量份、所述硝酸钠的含量为0.5-1.5重量份、所述氯化钠的含量为1.3-3.5重量份、所述氟硅酸铵的含量为0.1-0.5重量份和所述碎玻璃的含量为25-30重量份。
在上述制备高硼硅玻璃的方法中，所述二氧化硅的提供原料可以在宽的范围内选择，为了使得该铯钾玻璃具有更优异的耐火性能和表面压应力。优选地，所述二氧化硅由石英砂、砂岩、石英岩和脉石岩中的一种或多种提供。
在上述制备高硼硅玻璃的方法中，所述碎玻璃的粒径可以在宽的范围内选择，为了使得该铯钾玻璃具有更优异的耐火性能和表面压应力。优选地，所述氧化硼由硼酸和硼砂中的一种或多种。优选地，所述碎玻璃的粒径为20-40mm。
在上述制备高硼硅玻璃的方法中，所述冷却的降温速率可以在宽的范围内选择，为了使得该铯钾玻璃具有更优异的耐火性能和表面压应力。优选地，所述冷却的降温速率为125℃/min-145℃/min。
在上述制备高硼硅玻璃的方法中，所述保温的时间可以在宽的范围内选择，为了使得该铯钾玻璃具有更优异的耐火性能和表面压应力。优选地，所述保温的时间为2-3h。
本发明还提供了一种高硼硅玻璃，所述高硼硅玻璃通过上述的方法制备而成。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，耐火完整性时间和表面压应力参数通过GB15763.1的方法测得；所有原料均为本领域熟知的市售品。
实施例1
在1600℃下，将100kg石英砂、7kg硼酸、3kg氧化铝、1kg硝酸钠、2kg氯化钠、0.3kg氟硅酸铵和28kg碎玻璃混合并保温2.5h，然后以130℃/min冷却至25℃制得高硼硅玻璃A1。其中，碎玻璃的粒径为30mm。
该高硼硅玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
实施例2
在1570℃下，将100kg石英砂、5kg硼酸、2kg氧化铝、0.5kg硝酸钠、1.3kg氯化钠、0.1kg氟硅酸铵和25kg碎玻璃混合并保温2h，然后以125℃/min冷却至25℃制得高硼硅玻璃A2。其中，碎玻璃的粒径为20mm。
该高硼硅玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
实施例3
在1650℃下，将100kg石英砂、10kg硼酸、4.5kg氧化铝、1.5kg硝酸钠、3.5kg氯化钠、0.5kg氟硅酸铵和30kg碎玻璃混合并保温3h，然后以145℃/min冷却至25℃制得高硼硅玻璃A3。其中，碎玻璃的粒径为40mm。
该高硼硅玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
实施例4
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃A4，不同的是，将石英砂换成脉石岩。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
实施例5
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃A5，不同的是，将硼酸换成硼砂。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃B1，不同的是，熔融温度为1500℃。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃B2，不同的是，熔融温度为1700℃。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃B3，不同的是，不含有硝酸钠。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃B4，不同的是，不含有氟硅酸铵。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得高硼硅玻璃B5，不同的是，不含有氯化钠。该铯钾玻璃的耐火完整性时间和表面压应力参数见表1。
表1
高硼硅玻璃 A1 A2 A3 A4 A5 B1 B2 B3 B4 B5
耐火完整性时间(min) 155 155 156 159 158 84 87 74 75 70
表面压应力(MPa) 165 167 160 162 169 104 131 103 108 101
通过上述实施例和对比例可知，本发明提供的方法制备的高硼硅玻璃具有更优异的耐火性能和表面压应力。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种高硼硅玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在1570-1650℃下，将二氧化硅、氧化硼、氧化铝、硝酸钠、氯化钠、氟硅酸铵和碎玻璃熔融混合并保温，然后冷却以制得高硼硅玻璃；
其中，相对于100重量份的二氧化硅，所述氧化硼的含量为5-10重量份、所述氧化铝的含量为2-4.5重量份、所述硝酸钠的含量为0.5-1.5重量份、所述氯化钠的含量为1.3-3.5重量份、所述氟硅酸铵的含量为0.1-0.5重量份和所述碎玻璃的含量为25-30重量份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述二氧化硅由石英砂、砂岩、石英岩和脉石岩中的一种或多种提供。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述氧化硼由硼酸和硼砂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述碎玻璃的粒径为20-40mm。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的制备方法，其中，所述冷却的降温速率为125℃/min-145℃/min。
6.根据权利要求1-4中的任意一项所述的制备方法，其中，所述保温的时间为2-3h。
7.一种高硼硅玻璃，其特征在于，所述高硼硅玻璃通过权利要求1-6中的任意一项所述的方法制备而成。
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