CN105924003A - 一种利用废玻璃制备导光板的配方及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废玻璃制备导光板的配方，按重量分数由如下原料组成：石灰石40‑50份、唐山紫木节15‑19份、高岭土14‑18份、三聚磷酸钠40‑60份、废玻璃70‑80份、水玻璃30‑40份、硅石粉10‑20份、硼酸3‑5份、硼砂15‑17份、方解石5‑8份、一级锌1‑3份、碳酸钡0.5‑0.7份、纯碱4‑7份、氧化钾5‑7份、氧化钠4‑6份、氧化钡1‑2份、氧化锌3‑4份、三氧化二铋3‑5份、氧化钇1‑4份、二氧化钛1‑4份，按配方要求，称量过100筛的单一原料进行配料，混合练泥30分钟后，均化陈腐7天后，取出并自然干燥，将干燥好的试样放入高温电阻炉中进行烧成，得到玻璃胚体，然后通过高压充填、抛光及成型工艺得到导光板成品。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃导光板制备技术领域，具体涉及一种利用废玻璃制备导光板的配方及制备方法。
背景技术
玻璃导光板(LightGuidePlate)是整体背光模组导光的效率中心，其原理是利用导光压克力板底的网点分布(pattern)破坏光的干涉现象，将线光源均匀导成面光源。它是LCD关键部什背光源的关键部分。LCD市场的迅猛发展对导光板制造的要求已成产业化。这将使导光板的制造，向着辉度和辉度分布的稳定性，更高的良品率，更高的生产效率和更低的生产成本的方向发展。导光板的注塑成型技术是现在导光板制造方法的主流，它是诸多导光板制造方法中最能满足以上条件的生产方式，它使导光板的制造产业成熟化。
随着经济发展和人们消费水平的提高，玻璃材料的使用出现递增的态势，与此同时，日常生产生活中不可避免的会产生大量的废玻璃垃圾。据统计，欧美发达国家废玻璃量占城市垃圾总量的4％～8％。我国仅以北京为例，每天都会产生800吨左右废弃玻璃。就玻璃生产企业来说，在正常生产条件下，从平板玻璃原片上切裁下来的边角材料占玻璃生产总量的15％～25％左右，玻璃废丝是玻璃纤维工业生产过程中必然产生的一种工业废渣，产生量一般占玻璃纤维产量的15％左右。废玻璃类物质，其化学性质稳定，不腐烂、不燃烧、不能降解，大量废玻璃的产生既占地，又污染环境。如何有效、健康地实现废玻璃回收再利用，已成为摆在环保部门和玻璃生产企业面前亟待解决的课题。在而我国，节约能源、利用废旧原材料实现资源的有效利用也是导光板生产企业所追求的目标，更是实现固体废弃物资源化的有效途径之一。因此，利用废玻璃开发研制玻璃导光板、降低生产成本具有十分重要的意义。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种利用废玻璃制备导光板的配方及制备方法，利用废玻璃进行低温玻璃胚体制备，引入聚磷酸钠在低温下进步促进废玻璃的熔融，在液相张力作用下实现坯体的致密化，经过抛光成型工艺得到性能良好的玻璃导光板，废玻璃的应用能降低生产成本，实现固体废物的资源化，可以有效解决背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用废玻璃制备导光板的配方，按重量分数由如下原料组成：
石灰石40-50份、唐山紫木节15-19份、高岭土14-18份、三聚磷酸钠40-60份、废玻璃70-80份、水玻璃30-40份、硅石粉10-20份、硼酸3-5份、硼砂15-17份、方解石5-8份、一级锌1-3份、碳酸钡0.5-0.7份、纯碱4-7份、氧化钾5-7份、氧化钠4-6份、氧化钡1-2份、氧化锌3-4份、三氧化二铋3-5份、氧化钇1-4份、二氧化钛1-4份。
另外本发明还设计了一种利用废玻璃制备导光板的制备方法，其具体步骤为：
(1)按配方要求，称量过100筛的单一原料进行配料，加入合适的水，混合练泥30分钟后；
(2)均化陈腐7天后，取出并自然干燥3天，将干燥好的试样放入高温电阻炉中进行烧成，控制最高烧成温度为870-890℃、保温50-60min，得到玻璃胚体；
(3)然后投入到熔炼炉中，在1350～1400℃的温度下熔炼1～2小时，获得玻璃液，最后将玻璃液倒入预热的模具中。
(4)通过高压充填、抛光及成型工艺得到导光板成品。
作为本发明一种优选的技术方案，所述高压充填工艺的速度为30mm/see至60mm/see，压力为300MPa，保证熔体迅速地充满整个型腔区。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抛光工艺采用镜面抛光或雾面抛光，去除量为入光面端面0.1mm至0.15mm。
本发明的有益效果：
本发明利用废玻璃进行低温玻璃胚体制备，引入聚磷酸钠在低温下进步促进废玻璃的熔融，在液相张力作用下实现坯体的致密化，经过抛光成型工艺得到性能良好的玻璃导光板，废玻璃的应用能降低生产成本，实现固体废物的资源化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种利用废玻璃制备导光板的配方，该配方按重量分数由如下原料组成：
石灰石40份、唐山紫木节15份、高岭土14份、三聚磷酸钠40份、废玻璃70份、水玻璃10份、硅石粉10份、硼酸3份、硼砂15份、方解石5份、一级锌1份、碳酸钡0.5份、纯碱4份、氧化钾5份、氧化钠4份、氧化钡1份、氧化锌3份、三氧化二铋3份、氧化钇1份、二氧化钛1份。
其制备方法包括如下步骤：
(1)按配方要求，称量过100筛的单一原料进行配料，加入合适的水，混合练泥30分钟后；
(2)均化陈腐7天后，取出并自然干燥3天，将干燥好的试样放入高温电阻炉中进行烧成，控制最高烧成温度为870℃、保温50min，得到玻璃胚体；
(3)然后投入到熔炼炉中，在1350℃的温度下熔炼1～2小时，获得玻璃液，最后将玻璃液倒入预热的模具中。
(4)通过高压充填、抛光及成型工艺得到导光板成品。
所述高压充填工艺的速度为30mm/see，压力为300MPa，保证熔体迅速地充满整个型腔区。
所述抛光工艺采用镜面抛光或雾面抛光，去除量为入光面端面0.1mm。
实施例2：
一种利用废玻璃制备导光板的配方，该配方按重量分数由如下原料组成：
石灰石45份、唐山紫木节17份、高岭土16份、三聚磷酸钠50份、废玻璃75份、水玻璃15份、硅石粉15份、硼酸4份、硼砂16份、方解石6份、一级锌2份、碳酸钡0.6份、纯碱6份、氧化钾6份、氧化钠5份、氧化钡1.5份、氧化锌3.5份、三氧化二铋4份、氧化钇2份、二氧化钛2份。
其制备方法为：
(1)按配方要求，称量过100筛的单一原料进行配料，加入合适的水，混合练泥30分钟后；
(2)均化陈腐7天后，取出并自然干燥3天，将干燥好的试样放入高温电阻炉中进行烧成，控制最高烧成温度为880℃、保温55min，得到玻璃胚体；
(3)然后投入到熔炼炉中，在1370℃的温度下熔炼1.5小时，获得玻璃液，最后将玻璃液倒入预热的模具中。
(4)通过高压充填、抛光及成型工艺得到导光板成品。
所述高压充填工艺的速度为45mm/see，压力为300MPa，保证熔体迅速地充满整个型腔区。
所述抛光工艺采用镜面抛光或雾面抛光，去除量为入光面端面0.13mm。
实施例3：
该配方按重量分数由如下原料组成：
石灰石50份、唐山紫木节19份、高岭土18份、三聚磷酸钠60份、废玻璃80份、水玻璃20份、硅石粉20份、硼酸5份、硼砂17份、方解石8份、一级锌3份、碳酸钡0.5-0.7份、纯碱4-7份、氧化钾7份、氧化钠6份、氧化钡2份、氧化锌4份、三氧化二铋5份、氧化钇4份、二氧化钛4份。
其制备方法为：
(1)按配方要求，称量过100筛的单一原料进行配料，加入合适的水，混合练泥30分钟后；
(2)均化陈腐7天后，取出并自然干燥3天，将干燥好的试样放入高温电阻炉中进行烧成，控制最高烧成温度为890℃、保温60min，得到玻璃胚体；
(3)然后投入到熔炼炉中，在1400℃的温度下熔炼2小时，获得玻璃液，最后将玻璃液倒入预热的模具中；
(4)通过高压充填、抛光及成型工艺得到导光板成品。
所述高压充填工艺的速度为60mm/see，压力为300MPa，保证熔体迅速地充满整个型腔区。
所述抛光工艺采用镜面抛光或雾面抛光，去除量为入光面端面0.15mm。
本发明对玻璃胚体进行性能测试如下：
测试方法为：对废玻璃和水玻璃取如下10个梯度，选择其中若干梯度，对其得到的玻璃胚体的化学成分及物理性质进行测试，梯度如下表：
| 实验号 | 1# | 2# | 3# | 4# | 5# | 6# | 7# | 8# | 9# | 10# |
| 废玻璃 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 |
| 水玻璃 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 |
其中4#、5#和8#的化学成分如下表：
其中1#至9#的物理性质如下表：
结论：从理论上可知：玻璃无固定的熔点，水玻璃和三聚磷酸钠的熔融温度分别为650℃～700℃和622℃。但由化学成分表可知：在本测试中水玻璃粉的表观熔融温度为600℃左右，三聚磷酸钠的表观熔融温度为600℃，废玻璃粉的的表观熔融温度为700℃左右。分析原因是因为物料的粒度较小和少量杂质存在的原因，致使其水玻璃和三聚磷酸钠的表熔融温度较理论熔融温度低。
三种熔剂性原料的熔融性能大小顺序为：三聚磷酸钠>水玻璃>废玻璃。
从表4可知:
可塑性指标大小顺序为：
8#>5#>3#>2#>4#>1#>6#>9#>7#
干燥线收缩率大小顺序为：
7#>8#>5#>1#>4#>3#>6#>9#>2#
烧成线收缩率大小顺序为：
6#>9#>7#>1#、8#>5#>2#>4#>3#
总线收缩率大小顺序为：
7#>8#>5#>1#>6#>4#>9#>3#>2#
由吸墨值看坯体的致密度大小顺序为：
6#、1#>7#>5#、9#>2#>4#>3#
分析：在三聚磷酸钠、高岭土、紫木节、石灰石、铝矾土含量固定不变的情况下，利用玻璃和水玻璃在较低温度下产生的大量液相，通过其表面张力的作用引起坯料组分产生粘滞流动性，三聚磷酸钠在低温下条件下能进步促进水玻璃和玻璃的熔融，实现坯体的致密化。
经调研水玻璃的市场价格1000元/kg左右，废玻璃的地方市场价格不超过0.6元/kg，由此可见，在导光板生产中用部分废玻璃代替水玻璃可以降低企业的生产成本、实现废玻璃的资源化利用。考虑经济效益，则5#配方的综合效果最好。
基于上述，本发明的优点在于，本发明利用废玻璃进行低温玻璃胚体制备，引入聚磷酸钠在低温下进步促进废玻璃的熔融，在液相张力作用下实现坯体的致密化，经过抛光成型工艺得到性能良好的玻璃导光板，废玻璃的应用能降低生产成本，实现固体废物的资源化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种利用废玻璃制备导光板的配方，其特征在于，按重量分数由如下原料组成：
石灰石40-50份、唐山紫木节15-19份、高岭土14-18份、三聚磷酸钠40-60份、废玻璃70-80份、水玻璃30-40份、硅石粉10-20份、硼酸3-5份、硼砂15-17份、方解石5-8份、一级锌1-3份、碳酸钡0.5-0.7份、纯碱4-7份、氧化钾5-7份、氧化钠4-6份、氧化钡1-2份、氧化锌3-4份、三氧化二铋3-5份、氧化钇1-4份、二氧化钛1-4份。
2.一种利用废玻璃制备导光板的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：按配方要求，
(1)称量过100筛的单一原料进行配料，加入合适的水，混合练泥30分钟后；
(2)均化陈腐7天后，取出并自然干燥3天，将干燥好的试样放入高温电阻炉中进行烧成，控制最高烧成温度为870-890℃、保温50-60min，得到玻璃胚体；
(3)然后投入到熔炼炉中，在1350～1400℃的温度下熔炼1～2小时，获得玻璃液，最后将玻璃液倒入预热的模具中；
(4)通过高压充填、抛光及成型工艺得到导光板成品。
3.根据权利要求2所述的一种利用废玻璃制备导光板的制备方法，其特征在于，所述高压充填工艺的速度为30mm/see至60mm/see，压力为300MPa，保证熔体迅速地充满整个型腔区。
4.根据权利要求2所述的一种利用废玻璃制备导光板的制备方法，其特征在于，所述抛光工艺采用镜面抛光或雾面抛光，去除量为入光面端面0.1mm至0.15mm。
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| CN103553343A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-05 | 河北勇龙邦大新材料有限公司 | 一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法 |
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