CN105753318A - 一种耐热防爆纳米玻璃材料及其制备方法 - Google Patents

一种耐热防爆纳米玻璃材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热防爆纳米玻璃材料及其制备方法，上述耐热防爆纳米玻璃材料，由包含以下重量份的组分制成：二氧化硅7078份、硼酸510份、氧化硼46份、硅铝酸钠12份、甲基三乙酰氧基硅烷12份、氯化石蜡0.51份、硫酸锆0.50.8份、赤铁矿0.20.9份、二羟甲基脲0.10.2份、三聚磷酸钠0.020.05份和腐殖酸0.020.04份。本发明还提供了一种耐热防爆纳米玻璃材料的制备方法。

Description

一种耐热防爆纳米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，特别涉及一种耐热防爆纳米玻璃材料及其制备方法。
背景技术
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。
玻璃可分为石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃、高温玻璃、耐高压玻璃、防紫外线玻璃、防爆玻璃等。最常用的为硅酸盐玻璃，以石英砂、纯碱、长石及石灰石等为原料，经混和、高温熔融、匀化后，加工成形，再经退火而得。广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种耐热防爆纳米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：
一种耐热防爆纳米玻璃材料，由包含以下重量份的组分制成：
二氧化硅:70-78份，硼酸:5-10份，氧化硼:4-6份，
硅铝酸钠:1-2份，甲基三乙酰氧基硅烷:1-2份，
氯化石蜡:0.5-1份，硫酸锆:0.5-0.8份，赤铁矿:0.2-0.9份，
二羟甲基脲:0.1-0.2份，三聚磷酸钠:0.02-0.05份，
腐殖酸:0.02-0.04份。
所述组分还包括氟锆酸钠:0-0.8重量份。
所述组分还包括氧化钙:0-1重量份。
一种耐热防爆纳米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70-78重量份、硼酸5-10重量份、氧化硼4-6重量份、硅铝酸钠1-2重量份、甲基三乙酰氧基硅烷1-2重量份、氯化石蜡0.5-1重量份、硫酸锆0.5-0.8重量份、赤铁矿0.2-0.9重量份、二羟甲基脲0.1-0.2重量份、三聚磷酸钠0.02-0.05重量份、腐殖酸0.02-0.04重量份、氟锆酸钠0-0.8重量份和氧化钙0-1重量份；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热，保温2-3小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在900-1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
步骤(2)中所述加热温度为1550-1600℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明制得的耐热防爆纳米玻璃材料以二氧化硅为主要原料，通过加入硼酸、氧化硼、硅铝酸钠、甲基三乙酰氧基硅烷、氯化石蜡、硫酸锆、赤铁矿、二羟甲基脲、三聚磷酸钠和腐殖酸，制得的耐热防爆纳米玻璃材料具有良好的力学强度，且该耐热防爆纳米玻璃材料避免了因后期处理过程中易出现的内部应力的问题。
(2)本发明制得的耐热防爆纳米玻璃材料在具有良好透明性的同时，具有高折射率的特点。
(3)本发明的耐热防爆纳米玻璃材料，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70kg、硼酸5kg、氧化硼4kg、硅铝酸钠1kg、甲基三乙酰氧基硅烷1kg、氯化石蜡0.5kg、硫酸锆0.5kg、赤铁矿0.2kg、二羟甲基脲0.1kg、三聚磷酸钠0.02kg和腐殖酸0.02kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1550℃，保温3小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在900℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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70kg、硼酸5kg、氧化硼4kg、硅铝酸钠1kg、甲基三乙酰氧基硅烷1kg、氯化石蜡0.5kg、硫酸锆0.5kg、赤铁矿0.2kg、二羟甲基脲0.1kg、三聚磷酸钠0.02kg、腐殖酸0.02kg、氟锆酸钠0.8kg和氧化钙1kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1550℃，保温3小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在900℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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78kg、硼酸10kg、氧化硼6kg、硅铝酸钠2kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、氯化石蜡1kg、硫酸锆0.8kg、赤铁矿0.9kg、二羟甲基脲0.2kg、三聚磷酸钠0.05kg、腐殖酸0.04kg、氟锆酸钠0.8kg和氧化钙1kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1600℃，保温2小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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78kg、硼酸10kg、氧化硼6kg、硅铝酸钠1kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、氯化石蜡1kg、硫酸锆0.8kg、赤铁矿0.2kg、二羟甲基脲0.2kg、三聚磷酸钠0.05kg、腐殖酸0.04kg、氟锆酸钠0.8kg和氧化钙1kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1600℃，保温2小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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74kg、硼酸8kg、氧化硼5kg、硅铝酸钠2kg、甲基三乙酰氧基硅烷1.5kg、氯化石蜡0.8kg、硫酸锆0.7kg、赤铁矿0.5kg、二羟甲基脲0.1kg、三聚磷酸钠0.04kg、腐殖酸0.03kg、氟锆酸钠0.4kg和氧化钙0.5kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1580℃，保温2小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在950℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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78kg、硼酸10kg、氧化硼6kg、硅铝酸钠2kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、氯化石蜡1kg、硫酸锆0.8kg、赤铁矿0.9kg、三聚磷酸钠0.05kg、腐殖酸0.04kg和氧化钙1kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1600℃，保温2小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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78kg、硼酸10kg、氧化硼6kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、氯化石蜡1kg、硫酸锆0.8kg、赤铁矿0.9kg、二羟甲基脲0.2kg、三聚磷酸钠0.05kg、腐殖酸0.04kg、氟锆酸钠0.8kg和氧化钙1kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1600℃，保温2小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米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78kg、硼酸10kg、氧化硼6kg、硅铝酸钠2kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、氯化石蜡1kg、硫酸锆0.8kg、二羟甲基脲0.2kg、三聚磷酸钠0.05kg、腐殖酸0.04kg、氟锆酸钠0.8kg和氧化钙1kg；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热到1600℃，保温2小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
制得耐热防爆纳米玻璃材料的性能测试结果如表1所示。
表1
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)

1.一种耐热防爆纳米玻璃材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
二氧化硅:70-78份，硼酸:5-10份，氧化硼:4-6份，
硅铝酸钠:1-2份，甲基三乙酰氧基硅烷:1-2份，
氯化石蜡:0.5-1份，硫酸锆:0.5-0.8份，赤铁矿:0.2-0.9份，
二羟甲基脲:0.1-0.2份，三聚磷酸钠:0.02-0.05份，
腐殖酸:0.02-0.04份。
2.根据权利要求1所述耐热防爆纳米玻璃材料，其特征在于，所述组分还包括氟锆酸钠0-0.8重量份。
3.根据权利要求1所述耐热防爆纳米玻璃材料，其特征在于，所述组分还包括氧化钙0-1重量份。
4.一种耐热防爆纳米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70-78重量份、硼酸5-10重量份、氧化硼4-6重量份、硅铝酸钠1-2重量份、甲基三乙酰氧基硅烷1-2重量份、氯化石蜡0.5-1重量份、硫酸锆0.5-0.8重量份、赤铁矿0.2-0.9重量份、二羟甲基脲0.1-0.2重量份、三聚磷酸钠0.02-0.05重量份、腐殖酸0.02-0.04重量份、氟锆酸钠0-0.8重量份和氧化钙0-1重量份；
(2)将上述原料经过充分混合后，置于坩埚内，加热，保温2-3小时，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中玻璃液倒入预热过的石墨模具上成形，在900-1000℃下进行退火处理，得到耐热防爆纳米玻璃材料。
5.根据权利要求4所述的耐热防爆纳米玻璃材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述加热温度为1550-1600℃。
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