CN105271642B

CN105271642B - 微晶玻璃薄板的制备工艺

Info

Publication number: CN105271642B
Application number: CN201510755174.3A
Authority: CN
Inventors: 曾小英; 戴长禄; 陈启明
Original assignee: Jiangxi Xinfeng Microcrystalline Jade Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Xinfeng Microcrystalline Jade Co Ltd
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: CN105271642A

Abstract

本发明公开了一种微晶玻璃薄板的制备工艺，包括：步骤一、称取SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、F及澄清剂，得到配合料；步骤二、将配合料加入熔窑，控制熔制温度为1510～1520℃，将熔化后的配合料在搅拌的条件下进行澄清处理，生成玻璃熔液；步骤三、将玻璃熔液进入三辊辊压机辊压压延，形成玻璃板；步骤四、将所述玻璃板进入辊道窑，经初级成核、强化成核和晶化，得到微晶玻璃薄板；步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却、抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。通过本发明组分含量及制备工艺制备的微晶玻璃薄板的厚度为2～10mm，解决了薄板的生产工艺过程中抗弯性能的技术难题，且抗弯曲强度和抗压强度均较高，实现了微晶玻璃薄板的产业化，易于市场推广。

Description

微晶玻璃薄板的制备工艺

技术领域

本发明涉及装饰建材产品技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高科技技术领域的微晶玻璃薄板的制备工艺。

背景技术

大型薄板材料既是高科技，技术含金量高的高端产品，也是满足人们日益增长的健康、安全、美观、时尚需求的高档前卫产品，还是符合节省资源、低碳消耗、循环再生的绿色环保产品。正因为如此，材料领域的科技人员都把研发大型薄板材料列入重大的、长久的、战略性的课题。

目前，在国内外，研发陶瓷类的大型薄板材已经取得突破，并已实现了产业化，而研发微晶玻璃大型薄板材料尚未见报道，更没见微晶玻璃大型薄板的产品，属于空白领域。微晶玻璃大型薄板的制备工艺完全不同于现今存在的陶瓷大型薄板的制备工艺，微晶玻璃大型薄板作为薄板的新成员、新类别，比陶瓷大型薄板具有很多突出的优异性能：①、微晶玻璃大型薄板的机械强度远高于陶瓷薄板，仅抗弯曲强度一项，前者高于后者一倍以上；②、微晶玻璃大型薄板是靠降温后玻璃熔液的粘稠体通过辊压压延实现的，这比陶瓷大型薄板靠半干性的粉料通过超大吨位压机压制成型容易，坏体的强度也高；③、微晶玻璃大型薄板的吸水率近为零，陶瓷大型薄板的吸水率在0.05％，甚至0.1％以上，这导致了微晶玻璃大型薄板在雨水冲刷下的自洁性和防污性优越，而陶瓷大型薄板的自洁性和防污性均较差；④、微晶玻璃大型薄板的白度高(≥90％)，玉质感强，这比陶瓷大型薄板的装饰艺术水平高；⑤、微晶玻璃大型薄板可以进行机械加工和热加工，可以制备各种异型板和弧面板，而陶瓷大型薄板则难以进行这样的加工。以上可以看出，大型微晶玻璃薄板的优异性能是多方面的。

2014年12月3日公布的中国专利：CN 104176938 A“以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板及其生产方法”公开了一种压延法生产的微晶玻璃板的生产方法，该专利中虽然公开了以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板压延厚度也涉及了3～35mm宽范围，但是并没有专门涉及2～10mm薄板范围相关技术细节。本发明对原料的组分含量进行了调整并优化了工艺环节，制备得到了生产技术成熟的大型微晶玻璃薄板。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种微晶玻璃薄板的合适的配方范围，这就解决了生产工艺过程中抗弯性能的技术难题，为生产具有高质量和较好市场前景的微晶玻璃薄板奠定了基础。

本发明还有一个目的是通过微晶玻璃薄板的制备工艺，实现了微晶玻璃薄板的稳定生产。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种微晶玻璃薄板的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一、分别称取一定量的SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、F及澄清剂，混合均匀，得到配合料；

步骤二、将所述配合料加入熔窑，在熔制温度为1510～1520℃下进行熔化，将熔化后的配合料在搅拌的条件下进行澄清处理，生成均匀的玻璃熔液；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入三辊辊压机进行辊压压延，形成玻璃板，其中，进辊压机的温度为1000～1045℃，出辊压机的温度为800～845℃；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，得到微晶玻璃薄板，其中，所述晶化过程的晶化温度为780～799℃，晶化时间为90～120min；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到厚度为2～10mm的微晶玻璃薄板产品。

由于本发明中Al₂O₃、K₂O的含量比发明专利(CN104176938A)中的Al₂O₃、K₂O的含量偏高，而Na₂O含量偏低，Al₂O₃、K₂O含量的增加使得本发明中的配合料在低温下的粘度增大，这在一定程度上增加了配合料的熔化温度，将熔制温度由1400～1500℃提高到本发明的1510～1520℃，更有利于配合料的熔化；

发明专利CN 104176938 A“以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板及其生产方法”公开的工艺中，辊压压延前的温度为1050～1150℃，辊压压延后的温度为850～950℃，本发明对这两个温度均进行了突破性调整，将辊压压延前的温度设置为1000～1045℃，辊压压延后的温度设置为800～845℃，即分别降低了辊压压延前后的温度，因为低温的环境更有利于Al₂O₃、K₂O这些组分的玻璃熔液内部结构趋于聚集、紧固，同时Na₂O含量的减少也使玻璃熔液结构趋于紧密，从而增加玻璃熔液的粘度，使得微晶玻璃薄板在成型后的抗变形能力增加；

发明专利CN 104176938 A“以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板及其生产方法”中，公开了晶化温度为800～900℃，晶化时间为30～60min，800～900℃的晶化温度相对较高，较高的晶化温度会降低微晶玻璃薄板的抗变形能力。本发明将晶化温度降低到780～799℃，780～799℃的晶化温度提高了微晶玻璃薄板的抗变形能力，同时将晶化时间调整为90～120min，这使的微晶玻璃薄板结晶更充分。

本发明提供的工艺中使用的装置与发明专利CN104193176A“氟硅钙钠石晶相的花色纹理微晶玻璃板的生产方法及装置”涉及的装置不同，本发明的微晶玻璃板在成型过程中使用的是三辊辊压机，而发明专利CN104193176A使用的是对辊辊压机，三辊辊压机较双辊辊压机节能，且三辊辊压机的辊压性能优于双辊辊压机；本发明采用的辊道窑的控温系统增配了测温的红外控制系统，将初级成核、强化成核和晶化过程的温度控制地更为精确，保证了微晶玻璃薄板的质量。

优选的是，其中，所述步骤二中，所述熔制温度为1515℃。

优选的是，其中，所述步骤三中，所述均匀的玻璃熔液进辊压机的温度为1000～1035℃，出辊压机的温度为800～835℃。

优选的是，其中，所述步骤四中，所述晶化温度为780～795℃。

优选的是，其中，所述步骤二中，所述澄清处理的温度为1340～1360℃。

优选的是，其中，所述步骤一中，称取一定量的SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、F及澄清剂，其中，以重量百分比计，各组分的含量具体为：SiO₂ 55.0％～64.5％；Al₂O₃ 5.0％～7.0％；K₂O 3.0％～4.5％；Na₂O 9.2～10.9％；CaO 15.5～25.5％；MgO 0.1％～0.45％；F3.5～5.5％；澄清剂0.6％。

优选的是，其中，所述步骤四中，初步成核过程的温度为600～700℃，时间为60～150min。

优选的是，其中，所述步骤四中，强化成核过程的温度为700～800℃，时间为45～90min。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明的K₂O、Al₂O₃的含量偏多，而且Na₂O含量偏少。这些组分含量的特点有利于辊压压延成型的玻璃薄板抗弯性能的大大提高，突破性地解决了薄板生产过程中易变形的技术难题。

2、本发明提供的微晶玻璃薄板的制备工艺中辊压压延前的温度和辊压压延后的温度均较低，目的是增加玻璃熔液的粘度，有利于大型薄板的成型及在热处理过程中不易发生变形。

3、本发明提供的微晶玻璃薄板的制备工艺中的熔制温度较高。由于微晶玻璃薄板的组分中K₂O、Al₂O₃含量偏多，Na₂O含量偏少的特点使得在较低温下的粘度较高，因此必须提高熔制温度。这样不仅使各组分能够充分的熔化，而且增加了反应速度。

4、本发明提供的微晶玻璃薄板的制备工艺中的晶化温度较低，较低的晶化温度会增加微晶薄板的抗变形能力，且较长的晶化时间可使得微晶玻璃薄板能够充分结晶。

5、本发明的微晶玻璃薄板具有较好的机械加工性能，它的抗弯曲强度达到94.5Mpa，抗压强度可达585.5Mpa，断裂韧性可达2.1Mpa﹒m1/2，可以切、磨、钻、雕刻、生产多种异型产品，同时，它还含有25％左右的玻璃相，易于热加工，可以生产各种弧面板、曲面板，易于市场推广。

6、本发明制备的微晶玻璃薄板的厚度为2～10mm，并且通过本发明的组分、组分含量及工艺参数能够保证厚度为2～10mm的微晶玻璃薄板的抗弯性能，实现了微晶玻璃薄板的产业化，同时薄型化的微晶玻璃薄板使用方便，更符合资源节约的特点，符合社会的发展趋势。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面结合本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

<实施例1>

本实施例提供了一种微晶玻璃薄板，以重量百分比计，其包括以下组分及含量：SiO₂ 60.3％；Al₂O₃ 5.5％；K₂O 3.3％；Na₂O 9.6％；F 5.0％；CaO 15.6％；MgO 0.1％；澄清剂—三氧化二砷(As₂O₃)0.6％。

本实施例按照上述组分及含量，制备了微晶玻璃薄板并生产了微晶玻璃薄板的产品，其制备工艺如下所述：

步骤一、以重量百分比计，称取SiO₂ 60.3％，A1₂O₃ 5.5％，K₂O 3.3％，Na₂O 9.6％，F 5.0％，CaO 15.6％，MgO 0.1％，澄清剂—三氧化二砷0.6％，混合均匀，得到配合料；

步骤二、将所述配合料加入熔窑，熔制温度为1510℃，待所述配合料熔化后，经由流液洞、上升道、料道后进入澄清室，在搅拌的条件下，控制澄清温度为1350℃进行澄清处理，生成均匀的玻璃熔液；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入三辊辊压机进行辊压压延，进辊压机的温度为1030℃，出辊压机的温度为830℃，形成玻璃板；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，其中，初级成核的温度为630℃，初级成核的时间为90min；强化成核的温度为730℃，强化成核的时间为60min；晶化温度为795℃，晶化时间为90min，得到微晶玻璃薄板；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。微晶玻璃薄板产品的尺寸为2400×1800×2.8mm；

<实施例2>

本实施例提供了一种微晶玻璃薄板，以重量百分比计，其包括以下组分及含量：SiO₂ 63.3％；Al₂O₃ 4.5％；K₂O 0.3％；Na₂O 10.1％；F5.5％；CaO 15.6％；MgO 0.1；澄清剂—三氧化二砷0.6％。

步骤一、以重量百分比计，称取SiO₂ 58.2％，A1₂O₃ 6.0％，K₂O 3.9％，Na₂O 9.8％，F 5.5％，CaO 15.9％，MgO 0.1％，澄清剂—三氧化二砷(As₂O₃)0.6％，混合均匀，得到配合料；

步骤二、将所述配合料加入熔窑，在熔制温度为1510℃的条件下进行熔化，待所述配合料熔化后，经由流液洞、上升道、料道进入澄清室，在澄清温度为1350℃且搅拌的条件下，进行澄清处理，生成均匀的玻璃熔液；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入三辊辊压机进行辊压压延，形成玻璃板；控制进出辊压机的温度，进所述辊压机的温度为1030℃，出辊压机的温度为830℃；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入到辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，得到微晶玻璃薄板；其中，初级成核的温度为660℃，时间为60min；强化成核的温度为730℃，时间为90min；晶化温度为785℃，晶化时间为120min；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。所述微晶玻璃薄板产品的尺寸为3500×2000×5毫米。

<实施例3>

本实施例提供了一种微晶玻璃薄板，以重量百分比计，其包括以下组分及含量：SiO₂ 58.9％；Al₂O₃ 6.3％；K₂O 4.3％；Na₂O 9.8％；F 4.5％；CaO 15.5％；MgO 0.1％；澄清剂—三氧化二砷0.6％。

步骤一、以重量百分比计，称取含SiO₂ 59.7％，A1₂O₃ 6.3％，K₂O 4.3％，Na₂O9.8％，F 4.5％，CaO 14.7％，MgO 0.1％，澄清剂(As₂O₃)0.6％，混合均匀，得到配合料；

步骤二、将所述配合料加入熔窑，在熔制温度为1515℃下进行熔化，待所述配合料熔化后，经由流液洞、上升道、料道进入澄清室，在搅拌的条件下进行澄清处理，控制澄清温度为1340℃，生成均匀的玻璃熔液；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入是三辊辊压机进行辊压压延，形成玻璃板，进所述辊压机的温度为1035℃，出辊压机的温度为835℃；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入到辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，得到微晶玻璃薄板；初级成核的温度为660℃，核化时间为60min；强化成核的温度为730℃，强化成核的时间为90min；晶化温度为795℃，晶化时间为105min；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。所述微晶玻璃薄板产品的尺寸为2400×1800×3毫米。

<实施例4>

本实施例提供了一种微晶玻璃薄板，以重量百分比计，其包括以下组分及含量：SiO₂ 58.9％；Al₂O₃ 6.6％；K₂O 4.2％；Na₂O 9.3％；F 4.8％；CaO 15.5％；MgO 0.1％；澄清剂—三氧化二砷0.6％。

步骤一、以重量百分比计，称取含SiO₂ 58.9％，A1₂O₃ 6.6％，K₂O 4.2％，Na₂O9.3％，F 4.8％，CaO 15.2％，MgO 0.1％，澄清剂(As₂O₃)0.6％，混合均匀，得到配合料；

步骤二、将所述配合料加入熔窑，在熔制温度为1515℃下进行熔化，待所述配合料熔化后，经由流液洞、上升道、料道进入澄清室，在澄清温度为1340℃及搅拌的条件下，进行澄清处理，生成均匀的玻璃熔液；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入三辊辊压机进行辊压压延，形成玻璃板，控制进出辊压机的温度，进所述辊压机的温度为1035℃，出辊压机的温度为835℃；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入到辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，得到微晶玻璃薄板，其中，初级成核的温度为630℃，时间为120min；强化成核的温度为730℃，时间为90min；晶化温度为790℃，晶化时间为120min；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。所述微晶玻璃薄板产品的尺寸为4000×2000×6毫米。

<实施例5>

本实施例提供了一种微晶玻璃薄板，以重量百分比计，其包括以下组分及含量：SiO₂ 56.1％；Al₂O₃ 6.5％；K₂O 4.5％；Na₂O 9.5％；F 3.9％；CaO 18.6％；MgO 0.3％；澄清剂—三氧化二砷0.6％。

步骤一、以重量百分比计，称取含SiO₂ 56.1％，A1₂O₃ 6.5％，K₂O 4.5％，Na₂O9.5％，F 3.9％，CaO 18.6％，MgO 0.3％的各种原料，澄清剂(As₂O₃)0.6％，混合均匀，得到配合料；

步骤二、将所述配合料加入熔窑，在熔制温度为1510℃下进行熔化，待所述配合料熔化后，经由流液洞、上升道、料道进入澄清室，在澄清温度为1360℃及搅拌的条件下，进行澄清处理，生成均匀的玻璃熔液；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入三辊辊压机进行辊压压延，形成玻璃板，其中，控制进出辊压机的温度，进所述辊压机的温度为1025℃，出辊压机的温度为820℃；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入到辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，得到微晶玻璃薄板，其中，初级成核的温度为660℃，时间为90min；强化成核的温度为730℃，时间为90min；晶化温度为790℃下，晶化时间为120min；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。所述微晶玻璃薄板产品的尺寸为2400×1800×3.3毫米。

<实施例6>

本实施例提供了一种新型的微晶玻璃薄板，以重量百分比计，其包括以下组分及含量：SiO₂ 58.3％；Al₂O₃ 5.3％；K₂O 3.5％；Na₂O 10.1％；F 5.0％；CaO 16.9％；MgO0.3％；澄清剂—三氧化二砷0.6％。

步骤一、以重量百分比计，称取含SiO₂ 58.3％；Al₂O₃ 5.3％；K₂O 3.5％；Na₂O10.1％；F 5.0％；CaO 16.9％；MgO 0.3％澄清剂0.6％，混合均匀，得到配合料；

步骤三、将所述均匀的玻璃熔液进入三辊辊压机进行辊压压延，形成玻璃板，进辊压机的温度为1015℃，出辊压机的温度为810℃，形成玻璃板；

步骤四、将所述玻璃板经过过渡辊台进入到辊道窑，进行初级成核、强化成核和晶化过程，得到微晶玻璃薄板；初级成核的温度为630℃，时间为120min；强化成核的温度为730℃，时间为90min；晶化温度为780℃，晶化时间为120min，得到微晶玻璃薄板；

步骤五、将得到的微晶玻璃薄板进行退火、冷却，再进行抛光、切边，得到微晶玻璃薄板产品。微晶玻璃薄板产品的尺寸为2400×1200×3.5毫米。

为了更好地说明微晶玻璃薄板的优异的性能，本发明对实施例1～6中的微晶玻璃薄板产品进行了性能测试，其结果如表1所示：

表1微晶玻璃薄板的性能表

由表1中可以看出，本发明制备的微晶玻璃薄板的厚度为2～10mm，抗弯曲强度、抗压强度及断裂韧性能均很高，而发明专利CN 104176938 A制备的微晶玻璃板的厚度为3～35mm。使用本发明提供的微晶玻璃薄板的制备工艺能够制备出厚度为2～10mm的微晶玻璃薄板，通过本发明的各组分、各组分的含量范围以及工艺参数能够保证厚度为2～10mm的微晶玻璃薄板的抗弯性能，解决了薄板在生产工艺过程中抗弯性能的技术难题，实现了微晶玻璃薄板的产业化，同时薄型化的微晶玻璃薄板使用方便，更符合资源节约的特点，符合社会的发展趋势，易于市场推广。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims

1.一种微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、分别称取一定量的SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、F及澄清剂，混合均匀，得到配合料，其中，以重量百分比计，各组分的含量具体为：SiO₂ 55.0％～64.5％；Al₂O₃ 5.0％～7.0％；K₂O 3.0％～4.5％；Na₂O 9.2～10.9％；CaO 15.5～25.5％；MgO 0.1％～0.45％；F3.5～5.5％；澄清剂0.6％；

2.如权利要求1所述的微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中，所述熔制温度为1515℃。

3.如权利要求1所述的微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中，所述均匀的玻璃熔液进辊压机的温度为1000～1035℃，出辊压机的温度为800～835℃。

4.如权利要求1所述的微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，所述步骤四中，所述晶化温度为780～795℃。

5.如权利要求1所述的微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中，所述澄清处理的温度为1340～1360℃。

6.如权利要求1所述的微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，所述步骤四中，初级成核过程的温度为600～700℃，时间为60～150min。

7.如权利要求1所述的微晶玻璃薄板的制备工艺，其特征在于，所述步骤四中，强化成核过程的温度为700～800℃，时间为45～90min。