CN104743884A - 一种微晶玻璃及其浮法生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微晶玻璃及其浮法生产工艺，所述微晶玻璃的原料配比含有钙，同时碱性氧化物的总含量较高，生产过程中通过依靠玻璃液自身重力和表面张力进行玻璃摊平和表面抛光，玻璃在热处理过程中采用分阶段核化和晶化，并通过控制核化温度、晶化温度、核化时间、晶化时间、晶核剂的用量，最终得到表面平整光滑、性能优良的微晶玻璃，解决了微晶玻璃生产中成品率低、生产效率低、生产成本高的问题。

Description

一种微晶玻璃及其浮法生产工艺
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃，具体涉及一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃及其浮法生产工艺。
背景技术
微晶玻璃具有硬度大、结构致密、抗风化、耐腐蚀、抗冻等多种优点，在多个领域被广泛的应用，同时微晶玻璃因色彩柔和、艳丽典雅、结构致密、纹理清晰等特点在建筑行业广泛应用，市场上众多颜色微晶玻璃中，白色微晶玻璃需求量巨大，市场占有率高，尤其在高端室内装潢中白色微晶玻璃的市场占有率更高。
目前微晶玻璃的生产方法主要有浇铸法、烧结法和压延法，生产工艺复杂，成品率低，生产效率低；成形后的板材表面平整度差，需要进行多次复杂的打磨和抛光后才能使用，消耗了大量劳动力，也造成了材料的浪费，生产成本高；板材厚度为13-18mm，厚度较厚。压延法具有较为广泛的应用，但生产中原料大多含有氟化物容易造成环境的污染，不符合目前所倡导的“绿色生产，低碳经济”理念。
中国专利CN103588394公开了一种白色无氟压延微晶玻璃及其生产方法，该专利提供一种无氟的微晶玻璃生产工艺，解决了氟环境污染的问题，但该专利中采用电熔窑的生产方式，产量较小，生产成本高，生产工艺较为复杂，同时该专利配方中加入澄清剂，增加生产成本。
鉴于当前的情况，许多研究学者提出采用浮法生产工艺来生产微晶玻璃，经过大量研究后目前仍然存在诸多问题，如玻璃浮抛过程中易沾锡、和锡反应、工艺过程难控制等，仍然需要突破技术瓶颈。
针对需求量巨大的白色微晶玻璃市场，迫切需要提供一种新的微晶玻璃和生产工艺来改变现状，实现高效低成本的大规模生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃，微晶玻璃采用浮法生产工艺；该生产工艺具有产品质量高、玻璃板面宽、产量大、生产效率高、易于实现自动化和机械化等优点。
为实现本发明上述目的，发明人提供了以下技术方案。
一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃，原料的重量份数组成为：CaO 2～12份、MgO 3～10份、Al2O311～28份、SiO246～57份、Na2O2～12份、K2O 2～9份、ZnO 0.5～3份、TiO21～8份、ZrO20.5～4份。
上述微晶玻璃，原料的重量份数组成为：CaO 5份、MgO 9份、Al2O324份、SiO250份、Na2O 4份、K2O 2.5份、ZnO 1份、TiO23份、ZrO21.5份。
上述微晶玻璃，原料的重量份数组成为：CaO 9份、MgO 4份、Al2O316份、SiO254份、Na2O 7份、K2O 6份、ZnO 0.5份、TiO22.5份、ZrO21份。
本发明同时还提供了上述CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的浮法生产工艺，包括以下操作步骤：
a.将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中进行熔化及均化；
b.经熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后进行玻璃摊平、抛光，随后进行拉薄或堆厚，得到特定宽度和厚度的玻璃带，玻璃带继续冷却后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
c.玻璃带在热处理窑依次进行核化、晶化和退火处理；
d.玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
上述浮法生产工艺，步骤a中所述熔化温度为1500～1600℃。
步骤b所述摊平温度为1300～1250℃。
步骤b所述抛光温度为1173～1099℃。
步骤b所述拉薄或推厚温度为1011～994℃。
步骤b所述玻璃带厚度为3-18mm。
步骤c所述玻璃带在700～780℃核化0.2～1.2h，900～980℃晶化0.4～1.2h，550-650℃退火0.2～1h。
本发明所述的微晶玻璃原料中不含澄清剂，降低了生产成本，且生产的微晶玻璃不含氟化物等有毒有害物质，减少了生产和使用过程中对人体的危害。
本发明所述微晶玻璃原料配比中加入了一定量的钙，使得生产过程中玻璃液能快速成形，并在锡槽快速摊平、迅速抛光，同时原料中碱性氧化物所占比重较高，使得玻璃的融化温度、粘度均明显降低，玻璃的成形过程更为方便，提高了玻璃生产效率。
本发明所述微晶玻璃采用浮法工艺生产，依靠玻璃液自身的重力和表面张力进行摊平和表面抛光，快速有效；玻璃在热处理过程中采用分阶段核化和晶化，能够较好的控制玻璃的核化和晶化效果；通过控制核化温度、晶化温度、核化时间、晶化时间、晶核剂的用量，来控制微晶体的形核和长大，形成大小均匀的晶粒，最终得到白色的微晶玻璃，玻璃表面平整光滑，经过简单抛光即为高质量的微晶玻璃成品。
综上所述，本发明通过调整微晶玻璃原料的配比，同时结合合理的生产工艺，提供了一种成本低、性能好的新型微晶玻璃。
附图说明
图1是本发明所述微晶玻璃的XRD图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述内容作进一步详细的说明。
实施例1
原料组成：CaO 5kg、MgO 9kg、Al2O324kg、SiO250kg、Na2O4kg、K2O 2.5kg、ZnO 1kg、TiO23kg、ZrO21.5kg。
1)将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中加热至1560℃进行熔化及均化；
2)熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后在1300℃摊平、1170℃抛光，随后在1005℃进行拉薄，得到4mm厚的玻璃带，玻璃带冷却到700℃后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
3)玻璃带进入热处理窑后，于730℃进行核化20min，940℃晶化45min；650℃进行20min均匀退火；
4)玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
实施例2
原料组成：CaO 9kg、MgO 4kg、Al2O316kg、SiO254kg、Na2O7kg、K2O 6kg、ZnO 0.5kg、TiO22.5kg、ZrO21kg。
1)将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中加热至1520℃进行熔化及均化；
2)熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后在1280℃摊平、1120℃抛光，随后在995℃进行堆厚，得到10mm厚的玻璃带，玻璃带冷却到720℃后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
3)玻璃带进入热处理窑后，于720℃进行核化40min，915℃晶化48min；620℃进行30min均匀退火；
4)玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
实施例3
原料组成：CaO 8kg、MgO 8kg、Al2O316kg、SiO247kg、Na2O3kg、K2O 7kg、ZnO 0.5kg、TiO27kg、ZrO23.5kg。
1)将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中加热至1500℃进行熔化及均化；
2)熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后在1250℃摊平、1173℃抛光，随后在1000℃进行堆厚，得到17mm厚的玻璃带，玻璃带冷却到670℃后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
3)玻璃带进入热处理窑后，于700℃进行核化48min，960℃晶化54min；600℃进行45min均匀退火；
4)玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
实施例4
原料组成：CaO 2kg、MgO 3kg、Al2O311kg、SiO246kg、Na2O2kg、K2O 2kg、ZnO 0.5kg、TiO21kg、ZrO20.5kg。
1)将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中加热至1600℃进行熔化及均化；
2)熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后在1260℃摊平、1099℃抛光，随后在1011℃进行堆厚，得到12mm厚的玻璃带，玻璃带冷却到730℃后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
3)玻璃带进入热处理窑后，于780℃进行核化12min，900℃晶化72min；630℃进行35min均匀退火；
4)玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
实施例5
原料组成：CaO 12kg、MgO 10kg、Al2O328kg、SiO257kg、Na2O 12kg、K2O 9kg、ZnO 3kg、TiO28kg、ZrO24kg。
1)将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中加热至1600℃进行熔化及均化；
2)熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后在1260℃摊平、1099℃抛光，随后在944℃进行堆厚，得到8mm厚的玻璃带，玻璃带冷却到750℃后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
3)玻璃带进入热处理窑后，于760℃进行核化72min，980℃晶化24min；550℃进行55min均匀退火；
4)玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
实施例6
发明人对实施例1-5制备得到的微晶玻璃性能进行了检测，结果如表1所示。
表1
样品 抗弯强度 白度 厚度 平整度 气泡
实施例1 135MPa 97.8％ 4mm ±0.1％ 5个/m2
实施例2 141MPa 97.2％ 10mm ±0.1％ 7个/m2
实施例3 127MPa 97.1％ 17mm ±0.1％ 5个/m2
实施例4 132MPa 97.6％ 12mm ±0.1％ 6个/m2
实施例5 139MPa 97.7％ 8mm ±0.1％ 6个/m2
由表1中数据可以看出，本发明所提供的微晶玻璃强度大、白度高、表面平整度高、气泡少，各项性能均较好，能够满足市场的要求。

Claims (8)

1.一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃，其特征在于，原料的重量份数组成为：CaO 2～12份、MgO 3～10份、Al2O3 11～28份、SiO246～57份、Na2O 2～12份、K2O 2～9份、ZnO 0.5～3份、TiO2 1～8份、ZrO2 0.5～4份。
2.根据权利要求1所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃，其特征在于，原料的重量份数组成为：CaO 5份、MgO 9份、Al2O3 24份、SiO2 50份、Na2O 4份、K2O 2.5份、ZnO 1份、TiO2 3份、ZrO2 1.5份。
3.根据权利要求1所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃，其特征在于，原料的重量份数组成为：CaO 9份、MgO 4份、Al2O3 16份、SiO2 54份、Na2O 7份、K2O 6份、ZnO 0.5份、TiO2 2.5份、ZrO2 1份。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的浮法生产工艺，其特征在于，包括以下操作步骤：
a.将原料按比例称量混合均匀，置于玻璃熔窑中进行熔化及均化；
b.经熔化及均化后的玻璃液经过料道进入锡槽表面后进行玻璃摊平、抛光，随后进行拉薄或堆厚，得到特定宽度和厚度的玻璃带，玻璃带继续冷却后离开锡槽尾端，进入热处理窑；
c.玻璃带在热处理窑依次进行核化、晶化和退火处理；
d.玻璃带出热处理窑后进行切割和抛光得到所需的产品。
5.根据权利要求4所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的浮法生产工艺，其特征在于，步骤a中所述熔化温度为1500～1600℃。
6.根据权利要求4所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的浮法生产工艺，其特征在于，步骤b中所述摊平温度为1300～1250℃、抛光温度为1173～1099℃、拉薄或堆厚温度为1011～994℃、出锡槽温度为650-750℃。
7.根据权利要求4所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的浮法生产工艺，其特征在于，步骤b所述玻璃带的厚度为3-18mm。
8.根据权利要求4所述的一种CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的浮法生产工艺，其特征在于，步骤c所述玻璃带在700～780℃核化0.2～1.2h，900～980℃晶化0.4～1.2h，550-650℃退火0.2～1h。
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