CN105293915A - 一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法，属于微晶玻璃领域。提供了一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法，本发明用尾矿渣、石英砂等为原料，先研磨成粉末放入刚玉坩埚，在高温下反应，反应过程中加入纳米二氧化钛粉末，之后降温，添加氧化铈粉末后再次升温反应，将得到的玻璃液倒入磨具中成型，将玻璃板进行退火处理，最后升温进行晶化处理，冷却后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃，本发明由于在生产过程中添加了氧化铈抛光剂，减少了研磨、抛光两道工序，既提高产品质量又提高生产效率，而且加入纳米二氧化钛粉末，不仅使晶粒尺寸大小均匀，而且可以将有机污染物进行氧化并降解，从而达到自清洁的效果。
Description
技术领域
本发明公开了一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法，属于微晶玻璃领域。
背景技术
微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃。是综合玻璃，是一种外国刚刚开发的新型建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。
微晶玻璃制备方法包括整体析晶法（熔融法）、烧结法、溶胶—凝胶法等，目前国内已工业化应用的方法为前两者。烧结法是先将玻璃原料熔融再淬火成玻璃粒料，将玻璃粒料装入模具，然后先经一定热处理核化，再升温晶化获得产品。工艺过程：原料熔融，淬火成玻璃粒料，筛分、烘干，装入模具，核化，晶化，抛光等加工。该法目前主要用于生产CAS系微晶玻璃板，由于CAS系微晶玻璃板具有机械强度高、光泽好、耐腐蚀性强、无辐射、装饰效果好以及其与天然大理石类似的花纹等优点，可用于替代天然大理石材。
自洁净玻璃可定义为：通过在玻璃表面形成纳米级微粒和纳米级微孔结构的光催化薄膜，在太阳光的作用下，光催化剂产生具有强氧化能力的电子-空穴对，可将玻璃表面的几乎所有的有机污染物完全氧化并降解为CO2和H2O等无害化合物，从而减轻对环境造成的二次污染；这层薄膜还可以使玻璃表面变得超亲水，从而达到自洁、防雾和不易再污染的目的。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前微晶玻璃没有自清洁的功能，而且微晶玻璃板需要经过研磨抛光工艺后才能达到要求的平整度，因此存在着能源损耗大，生产效率低，产品破损率高，额外成本高的缺点，提供了一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法，本发明用尾矿渣、石英砂等为原料，先进行研磨成粉末放入刚玉坩埚，在高温下反应，反应过程中加入纳米二氧化钛粉末，之后降温，添加氧化铈粉末后再次升温反应，反应后降温促进玻璃液中微小气泡的吸收，将得到的玻璃液倒入钢板磨具中成型，将玻璃板移入马弗炉中进行退火处理，再升温将玻璃板核化，最后升温进行晶化处理，冷却后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃，本发明由于在生产过程中添加了氧化铈抛光剂，减少了研磨、抛光两道工序，即提高产品质量又提高生产效率，而且加入活化的纳米二氧化钛粉末，不仅使晶粒尺寸大小均匀，而且可以将有机污染物进行氧化并降解，从而达到自清洁的效果。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
1.（1）称取100～200g二氧化钛放入马弗炉，升温至500～600℃，高温煅烧4～5h，之后取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末，备用；
2.（2）按比例称取原料，放入高速搅拌机中搅拌混合均匀，之后将混合原料放入球磨机中，对其进行研磨20～30min，之后过60目标准筛，得混合原料粉末；
3.（3）取100mL刚玉坩埚放入硅碳棒电阻炉炉膛中央位置，以10℃/min的速率程序升温至1000℃，之后将上述混合后的原料粉末分3～5次加入刚玉坩埚中，每次加料时间间隔为20～25min；
4.（4）待原料粉末投加完毕后，将电阻炉升温至1300～1400℃，保温反应2～3h，保温过程中，用钢管每隔30～40min搅拌一次，并在搅拌过程中分2～3次加入上述活化后的纳米二氧化钛粉末，每次投加量为5～10g；
5.（5）恒温结束后，降温至1250℃，继续添加5～10g氧化铈粉末，用钢管搅拌使其混合均匀，再次升温至1300℃保温1～2h，之后缓慢降低温度至1200℃，促进玻璃液中微小气泡的吸收；
6.（6）将上述玻璃液倒入预热至500～700℃的100mm×50mm×10mm的钢板模具中使玻璃成型，待玻璃成形后将玻璃板迅速移入马弗炉中，在600～700℃下保温30～50min进行退火处理；
7.（7）退火完成后，升高马弗炉温度至700～750℃，保温1～2h使其核化成型，之后继续升温至900～950℃，保温3～4h对其晶化处理后随炉温冷却至室温后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃。
所述的原料按质量百分比为60～80%的尾矿渣，10～25%的石英砂，5～15%的霞石，1～5%硝酸钠和1～5%硝酸钡。
本发明的应用方法：将本发明制得的自洁净免抛光微晶玻璃可以应用在建筑玻璃幕墙，可以长久地保持清洁明亮，并大大减少了幕墙清洗保洁费用及清洁剂对环境的污染，还可以应用于道路照明玻璃和汽车玻璃，可防止汽车废气污染，也可显著提高照明效果。
本发明的有益效果是
（1）本发明由于在生产过程中添加了氧化铈抛光剂，减少了研磨、抛光两道工序，既提高产品质量又提高生产效率；
（2）本发明在生产过程中加入活化的纳米二氧化钛粉末，不仅使晶粒尺寸大小均匀，而且可以将有机污染物进行氧化并降解，从而达到自清洁的效果。
具体实施方式
首先称取100～200g二氧化钛放入马弗炉，升温至500～600℃，高温煅烧4～5h，之后取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末，备用；按比例称取原料，放入高速搅拌机中搅拌混合均匀，之后将混合原料放入球磨机中，对其进行研磨20～30min，之后过60目标准筛，得混合原料粉末；取100mL刚玉坩埚放入硅碳棒电阻炉炉膛中央位置，以10℃/min的速率程序升温至1000℃，之后将上述混合后的原料粉末分3～5次加入刚玉坩埚中，每次加料时间间隔为20～25min；待原料粉末投加完毕后，将电阻炉升温至1300～1400℃，保温反应2～3h，保温过程中，用钢管每隔30～40min搅拌一次，并在搅拌过程中分2～3次加入上述活化后的纳米二氧化钛粉末，每次投加量为5～10g；恒温结束后，降温至1250℃，继续添加5～10g氧化铈粉末，用钢管搅拌使其混合均匀，再次升温至1300℃保温1～2h，之后缓慢降低温度至1200℃，促进玻璃液中微小气泡的吸收；将玻璃液倒入预热至500～700℃的100mm×50mm×10mm的钢板模具中使玻璃成形，待玻璃成形后将玻璃板迅速移入马弗炉中，在600～700℃下保温30～50min进行退火处理；退火完成后，升高马弗炉温度至700～750℃，保温1～2h使其核化成型，之后继续升温至900～950℃，保温3～4h对其晶化处理后随炉温冷却至室温后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃。
所述的原料按质量百分比为60～80%的尾矿渣，10～25%的石英砂，5～15%的霞石，1～5%硝酸钠和1～5%硝酸钡。
实例1
12.首先称取100g二氧化钛放入马弗炉，升温至500℃，高温煅烧4h，之后取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末，备用；按比例称取原料，放入高速搅拌机中搅拌混合均匀，之后将混合原料放入球磨机中，对其进行研磨20min，之后过60目标准筛，得混合原料粉末；取100mL刚玉坩埚放入硅碳棒电阻炉炉膛中央位置，以10℃/min的速率程序升温至1000℃，之后将上述混合后的原料粉末分3次加入刚玉坩埚中，每次加料时间间隔为20min；待原料粉末投加完毕后，将电阻炉升温至1300℃，保温反应2h，保温过程中，用钢管每隔30min搅拌一次，并在搅拌过程中分2次加入上述活化后的纳米二氧化钛粉末，每次投加量为5g；恒温结束后，降温至1250℃，继续添加5g氧化铈粉末，用钢管搅拌使其混合均匀，再次升温至1300℃保温1h，之后缓慢降低温度至1200℃，促进玻璃液中微小气泡的吸收；将玻璃液倒入预热至500℃的100mm×50mm×10mm的钢板模具中使玻璃成形，待玻璃成形后将玻璃板迅速移入马弗炉中，在600℃下保温30min进行退火处理；退火完成后，升高马弗炉温度至700℃，保温1h使其核化，之后继续升温至900℃，保温3h对其晶化处理后随炉温冷却至室温后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃。
所述的原料按质量百分比为60%的尾矿渣，20%的石英砂，15%的霞石，4%硝酸钠和1%硝酸钡。
本发明的应用方法：将本发明制得的自洁净免抛光微晶玻璃可以应用在建筑玻璃幕墙，可以长久地保持清洁明亮，并大大减少了幕墙清洗保洁费用及清洁剂对环境的污染，还可以应用在道路照明玻璃和汽车玻璃，可防止汽车废气污染，也可显著提高照明效果。
实例2
14.首先称取150g二氧化钛放入马弗炉，升温至550℃，高温煅烧4.5h，之后取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末，备用；按比例称取原料，放入高速搅拌机中搅拌混合均匀，之后将混合原料放入球磨机中，对其进行研磨25min，之后过60目标准筛，得混合原料粉末；取100mL刚玉坩埚放入硅碳棒电阻炉炉膛中央位置，以10℃/min的速率程序升温至1000℃，之后将上述混合后的原料粉末分4次加入刚玉坩埚中，每次加料时间间隔为23min；待原料粉末投加完毕后，将电阻炉升温至1350℃，保温反应2.5h，保温过程中，用钢管每隔35min搅拌一次，并在搅拌过程中分2次加入上述活化后的纳米二氧化钛粉末，每次投加量为8g；恒温结束后，降温至1250℃，继续添加7g氧化铈粉末，用钢管搅拌使其混合均匀，再次升温至1300℃保温1.5h，之后缓慢降低温度至1200℃，促进玻璃液中微小气泡的吸收；将玻璃液倒入预热至600℃的100mm×50mm×10mm的钢板模具中使玻璃成形，待玻璃成形后将玻璃板迅速移入马弗炉中，在650℃下保温40min进行退火处理；退火完成后，升高马弗炉温度至725℃，保温1.5h使其核化，之后继续升温至925℃，保温3.5h对其晶化处理后随炉温冷却至室温后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃。
所述的原料按质量百分比为70%的尾矿渣，15%的石英砂，10%的霞石，3%硝酸钠和2%硝酸钡。
本发明的应用方法：将本发明制得的自洁净免抛光微晶玻璃可以应用在建筑玻璃幕墙，可以长久地保持清洁明亮，并大大减少了幕墙清洗保洁费用及清洁剂对环境的污染，还可以应用在道路照明玻璃和汽车玻璃，可防止汽车废气污染，也可显著提高照明效果。
实例3
16.首先称取200g二氧化钛放入马弗炉，升温至600℃，高温煅烧5h，之后取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末，备用；按比例称取原料，放入高速搅拌机中搅拌混合均匀，之后将混合原料放入球磨机中，对其进行研磨30min，之后过60目标准筛，得混合原料粉末；取100mL刚玉坩埚放入硅碳棒电阻炉炉膛中央位置，以10℃/min的速率程序升温至1000℃，之后将上述混合后的原料粉末分5次加入刚玉坩埚中，每次加料时间间隔为25min；待原料粉末投加完毕后，将电阻炉升温至1400℃，保温反应3h，保温过程中，用钢管每隔40min搅拌一次，并在搅拌过程中分3次加入上述活化后的纳米二氧化钛粉末，每次投加量为10g；恒温结束后，降温至1250℃，继续添加10g氧化铈粉末，用钢管搅拌使其混合均匀，再次升温至1300℃保温2h，之后缓慢降低温度至1200℃，促进玻璃液中微小气泡的吸收；将玻璃液倒入预热至700℃的100mm×50mm×10mm的钢板模具中使玻璃成形，待玻璃成形后将玻璃板迅速移入马弗炉中，在700℃下保温50min进行退火处理；退火完成后，升高马弗炉温度至750℃，保温2h使其核化，之后继续升温至950℃，保温4h对其晶化处理后随炉温冷却至室温后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃。
本发明的应用方法：将本发明制得的自洁净免抛光微晶玻璃可以应用在建筑玻璃幕墙，可以长久地保持清洁明亮，并大大减少了幕墙清洗保洁费用及清洁剂对环境的污染，还可以应用在道路照明玻璃和汽车玻璃，可防止汽车废气污染，也可显著提高照明效果。
Claims (2)
1.一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取100～200g二氧化钛放入马弗炉，升温至500～600℃，高温煅烧4～5h，之后取出冷却，倒入研钵中研磨成粉末，得到活化的纳米二氧化钛粉末，备用；
（2）按比例称取原料，放入高速搅拌机中搅拌混合均匀，之后将混合原料放入球磨机中，对其进行研磨20～30min，之后过60目标准筛，得混合原料粉末；
（3）取100mL刚玉坩埚放入硅碳棒电阻炉炉膛中央位置，以10℃/min的速率程序升温至1000℃，之后将上述混合后的原料粉末分3～5次加入刚玉坩埚中，每次加料时间间隔为20～25min；
（4）待原料粉末投加完毕后，将电阻炉升温至1300～1400℃，保温反应2～3h，保温过程中，用钢管每隔30～40min搅拌一次，并在搅拌过程中分2～3次加入上述活化后的纳米二氧化钛粉末，每次投加量为5～10g；
（5）恒温结束后，降温至1250℃，继续添加5～10g氧化铈粉末，用钢管搅拌使其混合均匀，再次升温至1300℃保温1～2h，之后缓慢降低温度至1200℃，促进玻璃液中微小气泡的吸收；
（6）将上述玻璃液倒入预热至500～700℃的100mm×50mm×10mm的钢板模具中使玻璃成型，待玻璃成形后将玻璃板迅速移入马弗炉中，在600～700℃下保温30～50min进行退火处理；
（7）退火完成后，升高马弗炉温度至700～750℃，保温1～2h使其核化成型，之后继续升温至900～950℃，保温3～4h对其晶化处理后随炉温冷却至室温后即得一种自清洁免抛光微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁免抛光微晶玻璃的制备方法，其特征在于：所述的原料按质量百分比为60～80%的尾矿渣，10～25%的石英砂，5～15%的霞石，1～5%硝酸钠和1～5%硝酸钡。
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Application publication date: 20160203 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |