CN105693088A - 一种防爆玻璃材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防爆玻璃材料及其制备方法，上述防爆玻璃材料，由包含以下重量份的组分制成：二氧化硅75-80份、氧化硼8-11份、硅磷酸2-3份、甲基三乙酰氧基硅烷1-2份、硅铝酸镁1-1.5份、偏铋酸钠1-1.5份、六水硝酸铈0.5-0.9份、金红石0.5-0.8份、三聚磷酸钠0.05-0.5份、氧化铅0.02-0.4份和聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.02-0.05份。本发明还提供了一种防爆玻璃材料的制备方法。

Description

一种防爆玻璃材料及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃材料领域，特别涉及一种防爆玻璃材料及其制备方法。
背景技术
现有玻璃的制备过程中需要用到碱金属，由于碱金属的加入使得制备的玻璃在后期的一些处理过程中易产生碱金属的扩散和交换，从而产生内部的应力，影响玻璃本身的力学性能，使玻璃的力学强度及透光率都收到一定程度地影响。
防爆玻璃具有良好的力学强度，能够大大减少玻璃遭遇暴力冲击时对旁边人员及贵重物品的伤害，如何制造具有良好力学强度和透光率，且具有良好的防爆和抗裂性能的玻璃，也成为人们日益关注的。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种防爆玻璃材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防爆玻璃材料，由包含以下重量份的组分制成：
二氧化硅:75-80份，氧化硼:8-11份，硅磷酸:2-3份，
甲基三乙酰氧基硅烷:1-2份，硅铝酸镁:1-1.5份，
偏铋酸钠:1-1.5份，六水硝酸铈:0.5-0.9份，
金红石:0.5-0.8份，三聚磷酸钠:0.05-0.5份，
氧化铅:0.02-0.4份，聚二甲基硅氧烷二季胺盐:0.02-0.05份。
所述组分还包括硫酸锆0-0.4重量份。
所述组分还包括氧化钙0-0.5重量份。
一种防爆玻璃材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)称取二氧化硅75-80重量份、氧化硼8-11重量份、硅磷酸2-3重量份、甲基三乙酰氧基硅烷1-2重量份、硅铝酸镁1-1.5重量份、偏铋酸钠1-1.5重量份、六水硝酸铈0.5-0.9重量份、金红石0.5-0.8重量份、三聚磷酸钠0.05-0.5重量份、氧化铅0.02-0.4重量份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.02-0.05重量份、硫酸锆0-0.4重量份和氧化钙0-0.5重量份，混合均匀，研磨5-10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1-2小时，升温至1200-1300℃保温1-2小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到700-800℃的马弗炉中退火2-3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
步骤(2)中所述升温的速率为100℃/分钟。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明制得的防爆玻璃材料以二氧化硅为主要原料，通过加入氧化硼、硅磷酸、甲基三乙酰氧基硅烷、硅铝酸镁、偏铋酸钠、六水硝酸铈、金红石、三聚磷酸钠、氧化铅和聚二甲基硅氧烷二季胺盐，制得的防爆玻璃材料具有良好的力学强度和抗冲击性能，且该防爆玻璃材料具有良好的防爆和抗裂性能。
本发明制得的防爆玻璃材料具有良好的透明度和耐高温性能。
(3)本发明的防爆玻璃材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
(1)称取二氧化硅75kg、氧化硼8kg、硅磷酸2kg、甲基三乙酰氧基硅烷1kg、硅铝酸镁1kg、偏铋酸钠1kg、六水硝酸铈0.5kg、金红石0.5kg、三聚磷酸钠0.05kg、氧化铅0.02kg和聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.02kg，混合均匀，研磨5分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温2小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1200℃保温2小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到700℃的马弗炉中退火2小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
(1)称取二氧化硅75kg、氧化硼8kg、硅磷酸2kg、甲基三乙酰氧基硅烷1kg、硅铝酸镁1kg、偏铋酸钠1kg、六水硝酸铈0.5kg、金红石0.5kg、三聚磷酸钠0.05kg、氧化铅0.02kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.02kg、硫酸锆0.4kg和氧化钙0.5kg，混合均匀，研磨5分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温2小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1200℃保温2小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到700℃的马弗炉中退火2小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
(1)称取二氧化硅80kg、氧化硼11kg、硅磷酸3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、硅铝酸镁1.5kg、偏铋酸钠1.5kg、六水硝酸铈0.9kg、金红石0.8kg、三聚磷酸钠0.5kg、氧化铅0.4kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.05kg、硫酸锆0.4kg和氧化钙0.5kg，混合均匀，研磨10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1300℃保温1小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到800℃的马弗炉中退火3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
(1)称取二氧化硅80kg、氧化硼11kg、硅磷酸3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、硅铝酸镁1.5kg、偏铋酸钠1kg、六水硝酸铈0.5kg、金红石0.5kg、三聚磷酸钠0.5kg、氧化铅0.4kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.05kg、硫酸锆0.4kg和氧化钙0.5kg，混合均匀，研磨10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1300℃保温1小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到800℃的马弗炉中退火3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
实施例5
(1)称取二氧化硅78kg、氧化硼10kg、硅磷酸2.5kg、甲基三乙酰氧基硅烷1.5kg、硅铝酸镁1.8kg、偏铋酸钠1.2kg、六水硝酸铈0.7kg、金红石0.6kg、三聚磷酸钠0.3kg、氧化铅0.2kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.04kg、硫酸锆0.2kg和氧化钙0.3kg，混合均匀，研磨8分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1250℃保温2小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到750℃的马弗炉中退火3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
(1)称取二氧化硅80kg、氧化硼11kg、硅磷酸3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、硅铝酸镁1.5kg、金红石0.8kg、三聚磷酸钠0.5kg、氧化铅0.4kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.05kg、硫酸锆0.4kg和氧化钙0.5kg，混合均匀，研磨10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1300℃保温1小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到800℃的马弗炉中退火3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
(1)称取二氧化硅80kg、氧化硼11kg、硅磷酸3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、硅铝酸镁1.5kg、偏铋酸钠1.5kg、六水硝酸铈0.9kg、三聚磷酸钠0.5kg、氧化铅0.4kg、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.05kg、硫酸锆0.4kg和氧化钙0.5kg，混合均匀，研磨10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1300℃保温1小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到800℃的马弗炉中退火3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
(1)称取二氧化硅80kg、氧化硼11kg、硅磷酸3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、硅铝酸镁1.5kg、六水硝酸铈0.9kg、金红石0.8kg、三聚磷酸钠0.5kg、氧化铅0.4kg、硫酸锆0.4kg和氧化钙0.5kg，混合均匀，研磨10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1小时，以100℃/分钟的升温速率升温至1300℃保温1小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到800℃的马弗炉中退火3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
制得防爆玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
表1
测试项目 维氏硬度 折射率 透光率(％)
实施例1 661 1.673 97
实施例2 670 1.681 98
实施例3 712 1.722 98
实施例4 722 1.726 98
实施例5 718 1.721 98
对比例1 483 1.453 81
对比例2 489 1.452 79
对比例3 482 1.451 83
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防爆玻璃材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
二氧化硅:75-80份，氧化硼:8-11份，硅磷酸:2-3份，
甲基三乙酰氧基硅烷:1-2份，硅铝酸镁:1-1.5份，
偏铋酸钠:1-1.5份，六水硝酸铈:0.5-0.9份，
金红石:0.5-0.8份，三聚磷酸钠:0.05-0.5份，
氧化铅:0.02-0.4份，聚二甲基硅氧烷二季胺盐:0.02-0.05份。
2.根据权利要求1所述防爆玻璃材料，其特征在于，所述组分还包括硫酸锆0-0.4重量份。
3.根据权利要求1所述防爆玻璃材料，其特征在于，所述组分还包括氧化钙0-0.5重量份。
4.一种防爆玻璃材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)称取二氧化硅75-80重量份、氧化硼8-11重量份、硅磷酸2-3重量份、甲基三乙酰氧基硅烷1-2重量份、硅铝酸镁1-1.5重量份、偏铋酸钠1-1.5重量份、六水硝酸铈0.5-0.9重量份、金红石0.5-0.8重量份、三聚磷酸钠0.05-0.5重量份、氧化铅0.02-0.4重量份、聚二甲基硅氧烷二季胺盐0.02-0.05重量份、硫酸锆0-0.4重量份和氧化钙0-0.5重量份，混合均匀，研磨5-10分钟；
(2)加入坩埚中，在800℃保温1-2小时，升温至1200-1300℃保温1-2小时，得到玻璃液；
(3)将所述玻璃液倒入预热好的铜板模具中成型，放进已预热到700-800℃的马弗炉中退火2-3小时后，随炉冷却到室温，得到防爆玻璃材料。
5.如权利要求4所述防爆玻璃材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述升温的速率为100℃/分钟。
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