CN105693085A - 一种玻璃用组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及玻璃制造领域，公开了一种玻璃用组合物及其用途。以玻璃用组合物的总重量为基准，本发明的玻璃用组合物含有50-65重量％的SiO2、3-16重量％的Al2O3、0.05-5重量％的B2O3、1-4重量％的Li2O、2-7重量％的MgO、3-10重量％的CaO、3-12重量％的SrO、4-9重量％的ZnO和选择性含有的0-3重量％的ZrO2。本发明还公开了一种制备玻璃的方法以及由该方法制得的玻璃，包括将所述玻璃用组合物依次进行熔融和退火。本发明还公开了所述玻璃用组合物或玻璃在液晶显示器中作为导光板的应用。本发明能够获得具有高折射率、高耐热性、低热膨胀系数、高耐水性、高光透过率、高表面硬度、低熔化温度、低液相线温度的玻璃，操作简单易行，可广泛应用于液晶显示器中作为导光板。

Description

一种玻璃用组合物及其用途
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，具体地，涉及一种特别适用于液晶显示器中的玻璃用组合物及其用途。
背景技术
近年来，显示行业的发展趋势正逐步实现智能化、大尺寸化、超薄化等。在显示领域，LCD需要背光模组提供光源，这就增加了LCD的厚度。目前背光模组中均使用压克力树脂，而压克力受现有技术制约，无法实现进一步的薄型化。由于目前玻璃基板生产技术日臻成熟，玻璃基板最薄已经能够达到0.1mm厚度，同时具备较好的机械性能，高光透过率等，超薄玻璃无疑是替代亚克力树脂最好的选择，因此玻璃导光板(GlassGuideLightPlate)逐渐受到市场重视。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种特别适用于液晶显示器中的玻璃用组合物及其相关用途。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种玻璃用组合物，以玻璃用组合物的总重量为基准，该玻璃用组合物含有50-65重量％的SiO2、3-16重量％的Al2O3、0.05-5重量％的B2O3、1-4重量％的Li2O、2-7重量％的MgO、3-10重量％的CaO、3-12重量％的SrO、4-9重量％的ZnO和选择性含有的0-3重量％的ZrO2。
第二方面，本发明提供了一种制备玻璃的方法，该方法包括将第一方面所述的玻璃用组合物依次进行熔融和退火。
第三方面，本发明提供了由第二方面所述的方法制得的玻璃。
第四方面，本发明提供了第一方面所述的玻璃用组合物或第三方面所述的玻璃在液晶显示器中作为导光板的应用。
通过使用上述玻璃用组合物，本发明能够获得具有高折射率、高耐热性、低热膨胀系数、高耐水性、高光透过率、高表面硬度、低熔化温度、低液相线温度的玻璃，用溢流下拉法即可制成导光板玻璃，操作简单易行，可广泛应用于液晶显示器中作为导光板。
本发明的其它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。
以玻璃用组合物的总重量为基准，本发明提供的玻璃用组合物含有50-65重量％(优选61-64重量％)的SiO2、3-16重量％(优选4-14重量％)的Al2O3、0.05-5重量％(优选1-4.5重量％)的B2O3、1-4重量％(优选1-3.5重量％)的Li2O、2-7重量％(优选3-7重量％)的MgO、3-10重量％(优选4-9.5重量％)的CaO、3-12重量％(优选7-12重量％)的SrO、4-9重量％(优选4-8.5重量％)的ZnO和选择性含有的0-3重量％(优选0.5-3重量％)的ZrO2。
根据本发明更优选的实施方式，以玻璃用组合物的总重量为基准，所述玻璃用组合物含有50-65重量％的SiO2、4-14重量％的Al2O3、1-4.5重量％的B2O3、1-3.5重量％的Li2O、3-7重量％的MgO、4-9.5重量％的CaO、7-12重量％的SrO、4-8.5重量％的ZnO和0.5-3重量％的ZrO2。
根据本发明最优选的实施方式，以玻璃用组合物的总重量为基准，所述玻璃用组合物含有61-64重量％的SiO2、4.5-5.5重量％的Al2O3、1.2-1.8重量％的B2O3、2.5-3.5重量％的Li2O、6-7重量％的MgO、4-4.5重量％的CaO、11.5-12重量％的SrO、4-5重量％的ZnO和1-2重量％的ZrO2。通过该优选实施方式，能够在保证高折射率、高耐热性、低热膨胀系数、高耐水性、高光透过率、高表面硬度、低熔化温度和低液相线温度的前提下进一步提高玻璃的弹性模量和应变点(即提高玻璃的机械性能)。
根据本发明，所述玻璃用组合物还可以含有澄清剂。对所述澄清剂的种类和用量没有特别的要求。优选地，以玻璃用组合物的总重量为基准，所述玻璃用组合物还含有0.2-1重量％的澄清剂。所述澄清剂优选为SnO2。
根据本发明的优选实施方式，所述玻璃用组合物由上述组分组成。
本发明提供的制备玻璃的方法包括将上述玻璃用组合物依次进行熔融和退火。所述熔融和退火可以根据本领域常规的方法进行。例如，所述熔融的方式可以为在1480-1550℃下保温8-12h。所述退火的方式可以为580-650℃保温0.8-1.5小时。所述退火可以在具有预定形状的(不锈钢铸铁)磨具内进行，以获得具有预定形状的玻璃。退火后可以冷却至室温(如10-35℃)，进行冷加工处理(包括研磨和抛光等)即可得到玻璃成品。
本发明还提供了由上述方法制得的玻璃。本发明制得的玻璃的光透过率在92.5％以上(如92.5-93.5％)、应变点在675℃以上(如675-700℃)、弹性模量在77GPa以上(如77-90GPa)、维氏硬度在600以上(如600-630)、密度在2.5g/cm3以下(如2.4-2.5g/cm3)、50-350℃的热膨胀系数在70×10-7/℃以下(如64×10-7/℃至70×10-7/℃)、耐水性在0.0015％以下(如0.0009-0.0015％)且折射率在1.5以上(如1.5-1.55)。本发明的玻璃的熔化温度可以在1550℃以下(如1480-1500℃)且液相线温度可以在1080℃以下(如1040-1080℃)。
本发明还提供了上述玻璃用组合物或玻璃在液晶显示器中作为导光板的应用(特别是作为液晶显示器侧光式背光模组的应用)。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1-7和对比例1
按照下表1中的配方制备玻璃的测试试样，制备的具体步骤为：根据配方进行称量各组分，混匀，将混合料倒入铂铑坩埚中，置于高温炉中一定温度(见表1的熔化温度)下保温10h，并使用铂金棒搅拌以排出气泡；将熔制好的玻璃液浇注入不锈钢铸铁磨具内，成形为规定的块状玻璃制品，然后将玻璃制品在590℃的退火炉中退火1.5小时，关闭电源随炉冷却到25℃。将玻璃制品进行切割、研磨、抛光，然后用去离子水清洗干净并烘干，制得玻璃的测试试样(厚度在0.3-0.5mm范围内)。
分别对测试试样的各种性能进行测定，结果见下表1。
其中，密度采用阿基米德法进行测定；50-350℃的热膨胀系数采用卧式膨胀计进行测量，以平均热膨胀系数表示；弹性模量(亦称杨氏模量)采用共振法进行测试；应变点采用OrtonANS-800测定仪进行测定；采用OrtonRSV-1600圆筒式旋转高温粘度计测定粘度，并由Fulcher(也称为VFT公式)计算得到熔化温度；液相线温度采用标准梯度炉测定；维氏硬度(HV)通过维氏硬度仪进行测定；光透过率采用紫外-可见分光光度计进行测试，单位为％；折射率(633nm)采用阿贝折射仪进行测量；耐水性(沸水中加热12h)根据标准YBB00252003-2015进行测定。
表1
从表1可以看出，本发明的玻璃具有高折射率、高耐热性、低热膨胀系数、高耐水性、高光透过率、高表面硬度、低熔化温度和低液相线温度，能够满足玻璃导光板的需求。
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 (10)

1.一种玻璃用组合物，其特征在于，以玻璃用组合物的总重量为基准，该玻璃用组合物含有50-65重量％的SiO2、3-16重量％的Al2O3、0.05-5重量％的B2O3、1-4重量％的Li2O、2-7重量％的MgO、3-10重量％的CaO、3-12重量％的SrO、4-9重量％的ZnO和选择性含有的0-3重量％的ZrO2。
2.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其中，所述玻璃用组合物含有50-65重量％的SiO2、4-14重量％的Al2O3、1-4.5重量％的B2O3、1-3.5重量％的Li2O、3-7重量％的MgO、4-9.5重量％的CaO、7-12重量％的SrO、4-8.5重量％的ZnO和0.5-3重量％的ZrO2。
3.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其中，所述玻璃用组合物含有61-64重量％的SiO2、4.5-5.5重量％的Al2O3、1.2-1.8重量％的B2O3、2.5-3.5重量％的Li2O、6-7重量％的MgO、4-4.5重量％的CaO、11.5-12重量％的SrO、4-5重量％的ZnO和1-2重量％的ZrO2。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的玻璃用组合物，其中，所述玻璃用组合物还含有0.2-1重量％的澄清剂。
5.根据权利要求4所述的玻璃用组合物，其中，所述澄清剂为SnO2。
6.一种制备玻璃的方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1-5中任意一项所述的玻璃用组合物依次进行熔融和退火。
7.由权利要求6所述的方法制得的玻璃。
8.根据权利要求7所述的玻璃，其中，所述玻璃的光透过率在92.5％以上、应变点在675℃以上、弹性模量在77GPa以上、维氏硬度在600以上、密度在2.5g/cm3以下、50-350℃的热膨胀系数在70×10-7/℃以下、耐水性在0.0015％以下且折射率在1.5以上。
9.根据权利要求7或8所述的玻璃，其中，所述玻璃的光透过率为92.5-93.5％、应变点为675-700℃、弹性模量为77-90GPa、维氏硬度为600-630、密度为2.4-2.5g/cm3、50-350℃的热膨胀系数为64×10-7/℃至70×10-7/℃、耐水性为0.0009-0.0015％且折射率为1.5-1.55。
10.权利要求1-5中任意一项所述的玻璃用组合物或权利要求7-9中任意一项所述的玻璃在液晶显示器中作为导光板的应用。
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