CN104326648B - 一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法 - Google Patents
一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104326648B CN104326648B CN201310749566.XA CN201310749566A CN104326648B CN 104326648 B CN104326648 B CN 104326648B CN 201310749566 A CN201310749566 A CN 201310749566A CN 104326648 B CN104326648 B CN 104326648B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- component
- glass
- catalyst
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
- C03C21/002—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions to perform ion-exchange between alkali ions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法，属于玻璃化学强化技术领域，该催化剂各组分及重量份数为：组分A30~100份，组分B 10~100份，组分A由下述重量份的成分制备而成：硅藻土1~10份，氧化铝粉20~90份，碳酸钾1~30份，三氧化二锑10~30份；组分B由下述重量份的成分制备而成：氢氧化钾10~50份，氯化钾10~100份。制备强化液的方法包括预制组分A并加入钾盐中搅拌0.5‑1h形成第一混合盐，再将组分B加入第一混合盐中搅拌0.5‑1h，静置1‑2h即得强化液。使用本催化剂及强化液，能显著缩短玻璃强化时间，降低生产成本，还能明显增强玻璃硬度、强度、及抗刮擦能力。
Description
技术领域
本发明属于玻璃化学强化技术领域，涉及一种能够显著提高玻璃强度和缩短强化时间的催化剂及其应用该催化剂制备玻璃强化液的方法。
背景技术
为了迎合人们对电子显示产品外观的审美变化，平板电脑和手机的造型越来越薄，其对制造显示屏的主要材料平板玻璃的要求也越来越薄，根据玻璃的厚度进行分类，厚度在3mm以下称为薄玻璃，厚度在1.5mm以下称为超薄玻璃，然而玻璃超薄化也带来了显而易见的弊端，那就是其力学强度的降低。在降低玻璃重量、减小玻璃厚度的同时，杂质、缺陷以及任何降低玻璃强度的负面因素都会被放大，这直接造成了超薄玻璃在抗折强度、表面硬度等力学性能指标上不能满足要求，根据测试结果显示超薄玻璃的强度不到理论强度的1%，这就需要对超薄玻璃作增强处理。
人们对超薄玻璃增强工艺进行了大量的研究，增强方法包括物理钢化和化学钢化，但对于超薄玻璃，物理钢化效果很小，且易引起玻璃变形，所以超薄玻璃的强化加工一般采用化学钢化技术，又称为低温离子交换技术，是指通过将玻璃浸在碱离子的熔盐中,用熔盐中半径较大的钾离子(半径0. 133nm) 置换玻璃网络中半径较小的钠离子(半径0.098nm) 以“挤压”玻璃表面的网络结构,改变玻璃表面成分,经离子交换后“挤塞”的体积效应在玻璃表面形成预压应力层,以阻止表面裂纹受力扩展,达到提高玻璃力学强度的目的。由于能够保证玻璃钢化后产品的光学质量、且玻璃不变形并可进行适当的切裁、磨边、钻孔等冷加工，是超薄玻璃唯一实用的增强术，经过化学钢化的超薄玻璃能够满足触摸屏对保护玻璃力学强度、耐磨等性能要求。
影响玻璃化学强化强度的因素主要有：玻璃表面损伤、浴盐成分、离子交换温度、离子交换时间等，现有的化学强化液虽然能够在一定程度上提高玻璃的强度，但是强化工艺需要较长的时间，一般为8–12个小时，这大大降低了生产效率，并且强化后的玻璃抗弯曲强度和抗刮擦能力较低。因此，需要一种能够显著提高玻璃强度和缩短强化加工时间的催化剂及强化液。
发明内容
本发明为了解决上述问题，设计了一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法，利用本发明催化剂制备的强化液能够缩短玻璃化学强化加工时间，并在化学强化加工后显著提高玻璃强度和玻璃表面抗刮擦能力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种用于玻璃化学强化的催化剂，该催化剂中各组分及其重量份数为：
组分A： 30~100份，
组分B： 10~100份，
其中，组分A由下述重量份的成分制备而成：
硅藻土 1~10份，
氧化铝粉 20~90份，
碳酸钾 1~30份，
三氧化二锑 10~30份；
组分B由下述重量份的成分制备而成：
氢氧化钾 10~50份，
氯化钾 10~100份。
优选的，所述的组分A的重量份数为50~80份。
优选的，所述的组分B的重量份数为20~50份。
一种玻璃强化液的制备方法，本玻璃强化液是利用上述催化剂制备而成，本方法步骤中包括：
a、预制组分A：按下列组分的重量份数比备料、混合：
硅藻土 1~10份，
氧化铝粉 20~90份，
碳酸钾 1~30份，
三氧化二锑 10~30份；
b、将混合后的组分A加入钾盐中搅拌0.5-1个小时形成第一混合盐；
c、制备组分B：按下列组分的重量份数比备料、混合：
氢氧化钾 10~50份，
氯化钾 10~100份；
d、将混合后的组分B加入第一混合盐中搅拌0.5-1个小时形成第二混合盐，再静置1-2小时，即可得到玻璃强化液。
步骤b中所述的钾盐为硝酸钾或硝酸钾和亚硝酸钾的混合物。
其中，所述的步骤b中组分A的加入量为钾盐量的0.5-1%。
还有，所述的步骤d中组分B的加入量为钾盐量的0.5-1%。
本发明技术方案中组分A主要作用保护钾盐对玻璃表面的侵蚀，同时还可以吸附化学强化过程中进入钾盐的Ca2+、Mg2+、Fe2+等杂质离子，属于化学强化加工中的保护剂。具体地说组分A中的Al2O3、硅藻土主要作用是保护熔盐对玻璃表面的侵蚀，还可以吸附不利于交换的杂质，如Ca2+、Mg2+、Fe2+等杂质等，提高化学强化加工效率；Sb2O3可以明显消除KNO3初期钝化现象，钾盐加热初期会发生如下反应：2KNO3→2KNO3+O2，反应生成的O2附着在玻璃表面，阻止离子交换进行，而Sb2O3与O2反应Sb2O3+ O2→Sb2O5，消除O2对离子交换的阻碍。组分B可以加速化学强化加工速率，比如OH-可使硅氧网络断裂，有利于Na+扩散。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：1）、本发明提供的玻璃化学强化催化剂，能够缩短强化加工时间，且在强化后显著提高玻璃强度和表面抗刮擦能力，具体可参见表1。2）、发明人经过反复的试验发现，组分A可以加快Na+和K+的交换速度，并可以吸附随着离子交换进行而出现在浴盐中的杂质离子，组分B可以增加Na+和K+的交换量，并侵蚀掉玻璃表面的微裂纹，使强化后玻璃的表面压应力分布均衡，提高玻璃的强度。
在玻璃化学强化加工过程中，使用本发明催化剂和不使用催化剂的钢化效果及加工时间如下表1所示：
表1
具体实施方式
下面以一个实施例进行详细说明。
一种玻璃强化液的制备方法，本玻璃强化液是利用含有组分A与组分B的催化剂制备而成，本方法步骤中包括：
a、预制组分A：按下列组分的重量份数比备料、混合：
硅藻土 1~10份，
氧化铝粉 20~90份，
碳酸钾 1~30份，
三氧化二锑 10~30份；
b、将混合后的组分A加入钾盐中搅拌0.5-1个小时形成第一混合盐；所述的钾盐为硝酸钾或硝酸钾和亚硝酸钾的混合物，其中组分A的加入量为钾盐量的0.5-1%；
c、制备组分B：按下列组分的重量份数比备料、混合：
氢氧化钾 10~50份，
氯化钾 10~100份；
其中组分A与组分B的份数关系需满足：
组分A： 30~100份，
组分B： 10~100份，
d、将混合后的组分B加入第一混合盐中搅拌0.5-1个小时形成第二混合盐，再静置1-2小时，即可得到玻璃强化液，其中组分B的加入量为钾盐量的0.5-1%。。
在具体实施时， 1份量物料为0.01Kg，按表2中所列的实施例备料，表1中所列各组分的重量单位为Kg。
表2
将表2中组分A中的各成分混合，混合后加入钾盐中搅拌0.5-1个小时形成第一混合盐；所述的钾盐为硝酸钾或硝酸钾和亚硝酸钾的混合物；
将表2中组分B中的各成分混合，将混合后的组分B加入第一混合盐中搅拌0.5-1个小时形成第二混合盐，再静置1-2小时，即可得到玻璃强化液。
下面进行玻璃强化过程：①将一块110mm×58mm×0.8mm的超薄玻璃放入含有10%乙醇的纯净水中用超声波清洗，再放入纯净水中用超声波清洗，放入烘箱中干燥，然后放入预热炉中加热至300℃；②按表2所述配方配置催化剂中组分A，并加入盛有100公斤的钾盐中搅拌1小时形成第一混合盐；③按表2所述配方配置催化剂组分B加入第一混合盐搅拌1小时，静置1小时，得玻璃强化液；④将步骤①中预热好的玻璃放入玻璃强化液中浸泡5个小时，玻璃强化液温度控制在430℃；⑤把强化好的玻璃进行冷却、清洗。
对比例按照上述玻璃强化过程对玻璃进行强化，不同的是，不进行步骤②和步骤③。
性能测试如下：
玻璃表面压应力和压应力层深度是这样来进行，具体的说，采用FSM-600LE型测试仪进行测量。
玻璃硬度评价是这样来进行，具体的说，采用数显显微硬度仪，采用维氏压头，载荷为100g，作用时间15s。
玻璃强度评价是这样来进行，具体的说，采用落球冲击试验机，采用冲击球重量为227g，参照ASTM D256进行测量。
玻璃抗刮擦能力评价是这样来进行，具体的说，采用玻璃专用磨损测试机，施加载荷10N，磨损时间120s,根据磨损前后的重量差来评定其耐磨特性。
表2中各个实施例和对比例的实验结果如下表3：
表3
从上表3可知，在玻璃化学钢化加工过程中，使用本发明催化剂及其使用该发明催化剂制备的强化液，不仅能显著缩短加工时间，从而降低生产成本，而且能够明显增强玻璃应力值、应力层深度、维氏硬度和表面强度、及玻璃的抗刮擦能力。
Claims (7)
1.一种用于玻璃化学强化的催化剂，其特征在于：该催化剂中组分A和组分B的加入量为钾盐量的0.5-1%，各组分及其重量份数为：
组分A： 30~100份，
组分B： 10~100份，
其中，组分A由下述重量份的成分制备而成：
硅藻土 1~10份，
氧化铝粉 20~90份，
碳酸钾 1~30份，
三氧化二锑 10~30份；
组分B由下述重量份的成分制备而成：
氢氧化钾 10~50份，
氯化钾 10~100份。
2.根据权利要求1所述的用于玻璃化学强化的催化剂，其特征在于：所述的组分A的重量份数为50~80份。
3.根据权利要求1所述的用于玻璃化学强化的催化剂，其特征在于：所述的组分B的重量份数为20~50份。
4.一种玻璃强化液的制备方法，本玻璃强化液是利用权利要求1所述的催化剂制备而成，其特征在于本方法步骤中包括：
a、预制组分A：按下列组分的重量份数比备料、混合：
硅藻土 1~10份，
氧化铝粉 20~90份，
碳酸钾 1~30份，
三氧化二锑 10~30份；
b、将混合后的组分A加入钾盐中搅拌0.5-1个小时形成第一混合盐；
c、制备组分B：按下列组分的重量份数比备料、混合：
氢氧化钾 10~50份，
氯化钾 10~100份；
d、将混合后的组分B加入第一混合盐中搅拌0.5-1个小时形成第二混合盐，再静置1-2小时，即可得到玻璃强化液。
5.根据权利要求4所述的一种玻璃强化液的制备方法，其特征在于：步骤b中所述的钾盐为硝酸钾或硝酸钾和亚硝酸钾的混合物。
6.根据权利要求4所述的一种玻璃强化液的制备方法，其特征在于：所述的步骤b中组分A的加入量为钾盐量的0.5-1%。
7.根据权利要求4所述的一种玻璃强化液的制备方法，其特征在于：所述的步骤d中组分B的加入量为钾盐量的0.5-1%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310749566.XA CN104326648B (zh) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | 一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310749566.XA CN104326648B (zh) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | 一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104326648A CN104326648A (zh) | 2015-02-04 |
| CN104326648B true CN104326648B (zh) | 2017-08-01 |
Family
ID=52401476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310749566.XA Active CN104326648B (zh) | 2013-12-31 | 2013-12-31 | 一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104326648B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104710105B (zh) * | 2015-03-16 | 2017-04-26 | 广东拓捷科技股份有限公司 | 可触控玻璃钢化工艺的安全强化剂 |
| CN105922525B (zh) * | 2016-04-28 | 2018-06-26 | 东莞市骄今电子科技有限公司 | 高硬度塑胶手机屏或壳的制作方法及制得的手机屏或壳 |
| CN108529897A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-09-14 | 河北省沙河玻璃技术研究院 | 一步强化法制备应用于通信移动终端的微晶玻璃 |
| CN108658477A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-10-16 | 河北省沙河玻璃技术研究院 | 单步或多步强化法制备应用于5g通信移动终端的微晶玻璃 |
| CN108996920A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-12-14 | 安徽朗旭玻璃器皿有限公司 | 一种玻璃钢化液以及玻璃刚化处理方法 |
| CN112374768B (zh) * | 2020-11-12 | 2022-09-20 | 江苏长欣车辆装备有限公司 | 一种破碎状态优异的钢化玻璃 |
| CN113402178A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-17 | 翔实光电科技(昆山)有限公司 | 一种玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法 |
| CN113620596B (zh) * | 2021-08-31 | 2023-07-18 | 甘肃光轩高端装备产业有限公司 | 一种柔性玻璃及其制备方法和设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101921054A (zh) * | 2010-09-09 | 2010-12-22 | 浙江大学 | 一种用于玻璃的化学钢化增强的熔盐及其应用工艺 |
| CN102030466A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-04-27 | 蓝思科技（湖南）有限公司 | 一种能延长化学钢化熔盐使用寿命的添加剂 |
| CN102951850A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-03-06 | 浙江大学 | 一种具有耐磨薄膜的化学钢化玻璃制品的制备方法 |
| CN103332855A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-02 | 北京北玻安全玻璃有限公司 | 厚板高强度化学钢化玻璃及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0635332B2 (ja) * | 1984-04-12 | 1994-05-11 | 日本板硝子株式会社 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
-
2013
- 2013-12-31 CN CN201310749566.XA patent/CN104326648B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101921054A (zh) * | 2010-09-09 | 2010-12-22 | 浙江大学 | 一种用于玻璃的化学钢化增强的熔盐及其应用工艺 |
| CN102030466A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-04-27 | 蓝思科技（湖南）有限公司 | 一种能延长化学钢化熔盐使用寿命的添加剂 |
| CN102951850A (zh) * | 2012-11-23 | 2013-03-06 | 浙江大学 | 一种具有耐磨薄膜的化学钢化玻璃制品的制备方法 |
| CN103332855A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-02 | 北京北玻安全玻璃有限公司 | 厚板高强度化学钢化玻璃及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104326648A (zh) | 2015-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104326648B (zh) | 一种用于玻璃化学强化的催化剂及其强化液的制备方法 | |
| CN110615610B (zh) | 锂锆质铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和显示器件 | |
| JP6776010B2 (ja) | 低い軟化温度および高い靭性を有するガラス | |
| CN110316974B (zh) | 一种含碱铝硅酸盐玻璃及其制品、强化方法和应用 | |
| CN110240419B (zh) | 锂铝硅玻璃、锂铝硅化学强化玻璃及其制备方法与应用 | |
| CN106348588B (zh) | 一种玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| JP5427278B2 (ja) | ガラス組成物、それから得られたガラス、並びに、ガラスの製造方法及び使用。 | |
| CN101648776A (zh) | 一种提高玻璃强度的方法 | |
| CN103359934A (zh) | 抗变形高屈服点重量轻的锆硼-铝硅酸盐玻璃 | |
| CN102690059A (zh) | 用于化学钢化的铝硅酸盐玻璃和玻璃陶瓷 | |
| CN108975688B (zh) | 一种玻璃及制备方法 | |
| CN112723736B (zh) | 玻璃、强化玻璃及其制备方法和电子产品 | |
| CN110937824B (zh) | 化学强化玻璃及其制备方法和应用 | |
| EP3038981A1 (en) | Glass composition for chemically strengthened alkali-aluminosilicate glass and method for the manufacture thereof | |
| JP2017519715A (ja) | 化学的に強化されたアルカリアルミノシリケートガラス用のガラス組成物及びその製造方法 | |
| WO2021068424A1 (zh) | 铝硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法、盖板、背板及装置 | |
| CN105837031A (zh) | 高强度化学强化玻璃、玻璃强化方法 | |
| WO2018166139A1 (zh) | 一种化学强化用玻璃以及由其制备的抗断裂玻璃板 | |
| CN107226614A (zh) | 一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN105481247B (zh) | 一种铝硅酸盐玻璃用组合物、铝硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN102690057B (zh) | 一种触摸屏盖板玻璃用的玻璃 | |
| WO2022037334A1 (zh) | 具有高压应力和高安全性的强化玻璃及其加工方法 | |
| CN108821568A (zh) | 一种含碱金属的高表面硬度玻璃及其制备方法 | |
| CN105884189B (zh) | 一种盖板用玻璃组合物和盖板玻璃及其制备方法和应用 | |
| CN110482855B (zh) | 铝硅酸盐玻璃及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20191212 Granted publication date: 20170801 |
|
| PP01 | Preservation of patent right | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20221212 Granted publication date: 20170801 |
|
| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230518 Address after: 102200 201, floor 2, No. 2, yard 91, shashun Road, Changping District, Beijing Patentee after: Beijing Yuanda Xinda Technology Co.,Ltd. Address before: 050000 no.369 Zhujiang Avenue, hi tech Zone, Shijiazhuang City, Hebei Province Patentee before: TUNGHSU GROUP Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |