CN105776853A - 一种透明无铅玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明无铅玻璃及其制备方法,上述透明无铅玻璃，由包含以下重量份的组分制成：二氧化硅75‑85份、氧化硼8‑11份、氧化钙3‑5份、甲基三乙酰氧基硅烷2‑4份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1‑2份、硅铝酸镁0.5‑1份、三聚磷酸钠0.5‑1份、白炭黑0.5‑0.9份、连二亚硫酸钠0.02‑0.2份、腐殖酸0.02‑0.04份和2‑甲基‑5‑乙烯基吡啶0.01‑0.03份。本发明还提供了一种透明无铅玻璃的制备方法。

Description

一种透明无铅玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃材料领域，特别涉及一种透明无铅玻璃及其制备方法。
背景技术
硼硅酸盐玻璃主要成分为SiO2和B2O3，具有良好的耐热性和化学稳定性，可用于制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等，可抵抗钠蒸气腐蚀，具有较高的折射率和较低的色散，因此具有良好的透明度和光学性能。
现有玻璃的制备过程中常需要用到碱金属和氧化铅，由于碱金属的加入使制得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，使玻璃的内部结构存在一定的缺陷，从而影响玻璃本身的力学性能。氧化铅作为玻璃常用的添加材料，其加入可使玻璃的折射率和硬度提高，但铅的添加会对人类的健康产生诸多不利影响。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种透明无铅玻璃及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种透明无铅玻璃，由包含以下重量份的组分制成：
二氧化硅 75-85份，
氧化硼 8-11份，
氧化钙 3-5份，
甲基三乙酰氧基硅烷 2-4份，
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 1-2份，
硅铝酸镁 0.5-1份，
三聚磷酸钠 0.5-1份，
白炭黑 0.5-0.9份，
连二亚硫酸钠 0.02-0.2份，
腐殖酸 0.02-0.04份，
2-甲基-5-乙烯基吡啶 0.01-0.03份。
所述组分还包括甲基丙烯丁酯0-1重量份。
所述组分还包括色粉0-1重量份。
所述组分还包括偏硼酸钡0-1重量份。
一种透明无铅玻璃的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅75-85重量份、氧化硼8-11重量份、氧化钙3-5重量份、甲基三乙酰氧基硅烷2-4重量份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1-2重量份、硅铝酸镁0.5-1重量份、三聚磷酸钠0.5-1重量份、白炭黑0.5-0.9重量份、连二亚硫酸钠0.02-0.2重量份、腐殖酸0.02-0.04重量份、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.01-0.03重量份、甲基丙烯丁酯0-1重量份、色粉0-1重量份和偏硼酸钡0-1重量份，混合均匀，研磨5-10分钟；
（2）加入坩埚中，在700-900℃保温1-2小时，升温至1200-1350℃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℃下进行退火处理，得到透明无铅玻璃。
步骤（2）中所述升温的速率为60℃/分钟。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的透明无铅玻璃，通过加入二氧化硅、氧化硼、氧化钙、甲基三乙酰氧基硅烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、硅铝酸镁、三聚磷酸钠、白炭黑、连二亚硫酸钠、腐殖酸和2-甲基-5-乙烯基吡啶，制得的透明无铅玻璃具有良好的透明度，且具有良好的可加工性能。
（2）本发明制得的透明无铅玻璃处理方法简单，具有良好的表面性能和耐刮性能，且具有良好的硬度，在较长使用时间后，仍能保持颜色不变，不会出现发黄现象。
（3）本发明的透明无铅玻璃，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、氧化钙3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1kg、硅铝酸镁0.5kg、三聚磷酸钠0.5kg、白炭黑0.5kg、连二亚硫酸钠0.02kg、腐殖酸0.02kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.01kg、甲基丙烯丁酯1kg、色粉1kg和偏硼酸钡1kg，混合均匀，研磨5分钟；
（2）加入坩埚中，在700℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1350℃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900℃下进行退火处理，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃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、氧化钙3kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1kg、硅铝酸镁0.5kg、三聚磷酸钠0.5kg、白炭黑0.5kg、连二亚硫酸钠0.02kg、腐殖酸0.02kg和2-甲基-5-乙烯基吡啶0.01kg，混合均匀，研磨5分钟；
（2）加入坩埚中，在700℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1350℃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900℃下进行退火处理，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取二氧化硅85kg、氧化硼11kg、氧化钙5kg、甲基三乙酰氧基硅烷4kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2kg、硅铝酸镁1kg、三聚磷酸钠1kg、白炭黑0.9kg、连二亚硫酸钠0.2kg、腐殖酸0.04kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.03kg、甲基丙烯丁酯1kg、色粉1kg和偏硼酸钡1kg，混合均匀，研磨10分钟；
（2）加入坩埚中，在900℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1200℃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，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取二氧化硅85kg、氧化硼11kg、氧化钙5kg、甲基三乙酰氧基硅烷2kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2kg、硅铝酸镁1kg、三聚磷酸钠1kg、白炭黑0.5kg、连二亚硫酸钠0.02kg、腐殖酸0.02kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.03kg、甲基丙烯丁酯1kg、色粉1kg和偏硼酸钡1kg，混合均匀，研磨10分钟；
（2）加入坩埚中，在900℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1200℃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，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
实施例5
（1）称取二氧化硅80kg、氧化硼9kg、氧化钙4kg、甲基三乙酰氧基硅烷3kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1.5kg、硅铝酸镁0.8kg、三聚磷酸钠0.8kg、白炭黑0.7kg、连二亚硫酸钠0.1kg、腐殖酸0.03kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.02kg、甲基丙烯丁酯0.5kg、色粉0.5kg和偏硼酸钡0.5kg，混合均匀，研磨8分钟；
（2）加入坩埚中，在800℃保温2小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1300℃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，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）称取二氧化硅85kg、氧化硼11kg、氧化钙5kg、甲基三乙酰氧基硅烷4kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2kg、硅铝酸镁1kg、三聚磷酸钠1kg、腐殖酸0.04kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.03kg、甲基丙烯丁酯1kg、色粉1kg和偏硼酸钡1kg，混合均匀，研磨10分钟；
（2）加入坩埚中，在900℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1200℃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，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）称取二氧化硅85kg、氧化硼11kg、氧化钙5kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2kg、三聚磷酸钠1kg、白炭黑0.9kg、连二亚硫酸钠0.2kg、腐殖酸0.04kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.03kg、甲基丙烯丁酯1kg、色粉1kg和偏硼酸钡1kg，混合均匀，研磨10分钟；
（2）加入坩埚中，在900℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1200℃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，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
对比例3
（1）称取二氧化硅85kg、氧化硼11kg、氧化钙5kg、甲基三乙酰氧基硅烷4kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯2kg、硅铝酸镁1kg、三聚磷酸钠1kg、白炭黑0.9kg、连二亚硫酸钠0.2kg、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.03kg、甲基丙烯丁酯1kg、色粉1kg和偏硼酸钡1kg，混合均匀，研磨10分钟；
（2）加入坩埚中，在900℃保温1小时，以60℃/分钟的升温速率升温至1200℃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，得到透明无铅玻璃。
制得透明无铅玻璃的性能测试结果如表1所示。
表1
测试项目 维氏硬度 透光率（%）
实施例1 639 96
实施例2 656 96
实施例3 689 98
实施例4 679 99
实施例5 677 97
对比例1 436 87
对比例2 479 84
对比例3 453 88
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 (6)

1.一种透明无铅玻璃，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
二氧化硅 75-85份，
氧化硼 8-11份，
氧化钙 3-5份，
甲基三乙酰氧基硅烷 2-4份，
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 1-2份，
硅铝酸镁 0.5-1份，
三聚磷酸钠 0.5-1份，
白炭黑 0.5-0.9份，
连二亚硫酸钠 0.02-0.2份，
腐殖酸 0.02-0.04份，
2-甲基-5-乙烯基吡啶 0.01-0.03份。
2.根据权利要求1所述透明无铅玻璃，其特征在于，所述组分还包括甲基丙烯丁酯0-1重量份。
3.根据权利要求1所述透明无铅玻璃，其特征在于，所述组分还包括色粉0-1重量份。
4.根据权利要求1所述透明无铅玻璃，其特征在于，所述组分还包括偏硼酸钡0-1重量份。
5.一种透明无铅玻璃的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅75-85重量份、氧化硼8-11重量份、氧化钙3-5重量份、甲基三乙酰氧基硅烷2-4重量份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1-2重量份、硅铝酸镁0.5-1重量份、三聚磷酸钠0.5-1重量份、白炭黑0.5-0.9重量份、连二亚硫酸钠0.02-0.2重量份、腐殖酸0.02-0.04重量份、2-甲基-5-乙烯基吡啶0.01-0.03重量份、甲基丙烯丁酯0-1重量份、色粉0-1重量份和偏硼酸钡0-1重量份，混合均匀，研磨5-10分钟；
（2）加入坩埚中，在700-900℃保温1-2小时，升温至1200-1350℃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℃下进行退火处理，得到透明无铅玻璃。
6.如权利要求5所述透明无铅玻璃的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述升温的速率为60℃/分钟。
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Citations (3)

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US4501819A (en) * 1982-12-23 1985-02-26 Kabushiki Kaisha Ohara Kogaku Garasu Seizosho Glass for a photomask
CN101094818A (zh) * 2004-05-29 2007-12-26 肖特股份公司 纳米玻璃粉末特别是平均粒径小于1μm的多组分玻璃粉末及其应用
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