CN106278312B - 铂金通道用涂覆组合物和铂金通道用涂覆材料及其制备方法和铂金通道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃基板生产领域，公开了一种铂金通道用涂覆组合物和铂金通道用涂覆材料及其制备方法和铂金通道，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，该组合物含有85‑95wt％的ZrO2、1‑3wt％的SiO2、0.5‑4wt％的Al2O3、0.5‑4wt％的Na2O、0‑2wt％的K2O和2‑7wt％的Y2O3。本发明的铂金通道用涂覆材料能够有效减缓铂金通道透氢析氧，抑制铂金挥发，降低玻璃气泡产生，提高产品良品率，延长铂金通道寿命。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃基板生产领域，具体地，涉及一种铂金通道用涂覆组合物和铂金通道用涂覆材料及其制备方法和涂覆有该铂金通道用涂覆材料的铂金通道。
背景技术
在TFT玻璃基板生产中铂金通道不单是一种玻璃液输送装置，在高温下更是具有调节玻璃气泡使玻璃液澄清、均化的作用，为成型提供适合的成型玻璃液。但是由于铂金高温渗氢特性，在调节气泡时铂金通道又会产生二次气泡，这些气泡主要由熔体的热电电解、氧化物澄清剂分解以及玻璃液中溶解的OH基团数量等因素产生，其中OH基团数量的影响尤其大。铂金通道高温下与玻璃液中的羟基反应，玻璃液中的OH基团可以分解成中性的氢和氧，氢气可渗透通过铂金外皮，而氧气则富集在玻璃液的表面，当该氧气浓度超过玻璃液的溶解极限时就会形成气泡，造成产品不良。因此，如何有效减缓铂金通道透氢析氧、抑制铂金挥发、降低玻璃气泡产生、延长铂金通道寿命，是玻璃基板加工生产的重要课题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种铂金通道用涂覆组合物和铂金通道用涂覆材料及其制备方法和涂覆有该铂金通道用涂覆材料的铂金通道，本发明的铂金通道用涂覆材料能够有效减缓铂金通道透氢析氧，抑制铂金挥发，降低玻璃气泡产生，提高产品良品率，延长铂金通道寿命。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种铂金通道用涂覆组合物，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，该组合物含有85-95wt％的ZrO2、1-3wt％的SiO2、0.5-4wt％的Al2O3、0.5-4wt％的Na2O、0-2wt％的K2O和2-7wt％的Y2O3。
优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，ZrO2的含量为88-92wt％。
优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，SiO2的含量为1.5-2.6wt％。
优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Al2O3的含量为1-3wt％。
优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Na2O的含量为1.5-3wt％。
优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，K2O的含量为0.5-1.5wt％。
优选地，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Y2O3的含量为3.8-6.5wt％。
优选地，以该组合物的重量为基准，组合物中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％。
优选地，SiO2、Na2O和K2O的来源为硅酸钠和硅酸钾，Al2O3的来源为氢氧化铝。
第二方面，本发明提供了一种制备铂金通道用涂覆材料的方法，该方法包括将本发明所述的组合物与水混合，然后将混合物涂覆于铂金通道上，进行烧结处理。
优选地，涂覆的厚度不大于1mm。
优选地，烧结温度为1300-1500℃，进一步优选地，所述烧结处理的条件包括：先以不大于50℃/h的升温速度升温至550-650℃，然后升温至1300-1500℃，并在1300-1500℃保温至少4h，其中，升温至120-180℃时保温4-8h，升温至320-380℃时保温4-8h。
第三方面，本发明提供了上述方法制备得到的铂金通道用涂覆材料。
第四方面，本发明提供了一种铂金通道，该铂金通道上涂覆有本发明所述的铂金通道用涂覆材料。
本发明提供了一种玻璃基板优质铂金通道用涂覆组合物(一种优选的实施方式中，以耐高温性能好的ZrO2为基体，以Y2O3为稳定剂，同时以硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝为无机粘结剂)，以此制备得到的铂金通道用涂覆材料具有较高的耐温性能(烧结温度为1300-1500℃)，涂覆在铂金通道上可有效对铂金通道起到保护作用，且能够有效的抑制铂金通道高温透氢析氧和铂金挥发，降低玻璃气泡产生，提高产品良品率，同时由于较低的导热性，对铂金通道也有保温作用，能够稳定通道生产工艺，延长铂金通道寿命。
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。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种铂金通道用涂覆组合物，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，该组合物含有85-95wt％的ZrO2、1-3wt％的SiO2、0.5-4wt％的Al2O3、0.5-4wt％的Na2O、0-2wt％的K2O和2-7wt％的Y2O3。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，ZrO2的含量为88-92wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，SiO2的含量为1.5-2.6wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Al2O3的含量为1-3wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Na2O的含量为1.5-3wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，K2O的含量为0.5-1.5wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Y2O3的含量为3.8-6.5wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，为了避免Fe2O3在高温下渗入铂金通道导致铂金通道的性能遭到破坏，优选情况下，以该组合物的重量为基准，组合物中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，优选情况下，各组分的粒径均小于1μm。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，本领域技术人员应该理解的是，组合物含有的ZrO2、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O和Y2O3，是指该组合物含有含Zr化合物、含Si化合物、含Al化合物、含Na化合物、含K化合物和含Y化合物，如含前述各元素的碳酸盐、硅酸盐、硝酸盐、硫酸盐、氧化物等，且前述提及的各组分的含量均以各元素的氧化物计，优选情况下，ZrO2的来源为ZrO2，SiO2、Na2O和K2O的来源为硅酸钠和硅酸钾，Al2O3的来源为氢氧化铝，Y2O3的来源为Y2O3。
本发明的铂金通道用涂覆组合物中，利用其制备铂金通道用涂覆材料时，之所以能够具有优良的综合性能，主要归功于组合物中各组分之间的相互配合，尤其是ZrO2、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O和Y2O3之间的配合作用，更尤其是前述特定含量的各组分之间的相互配合。
第二方面，本发明提供了一种铂金通道用涂覆材料，以该涂覆材料的重量为基准，该涂覆材料含有85-95wt％的ZrO2、1-3wt％的SiO2、0.5-4wt％的Al2O3、0.5-4wt％的Na2O、0-2wt％的K2O和2-7wt％的Y2O3。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，ZrO2的含量为88-92wt％。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，SiO2的含量为1.5-2.6wt％。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，Al2O3的含量为1-3wt％。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，Na2O的含量为1.5-3wt％。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，K2O的含量为0.5-1.5wt％。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，Y2O3的含量为3.8-6.5wt％。
本发明的铂金通道用涂覆材料中，优选情况下，以该涂覆材料的重量为基准，涂覆材料中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％。
第三方面，本发明提供了一种制备铂金通道用涂覆材料的方法，该方法包括将本发明所述的铂金通道用涂覆组合物与水混合，然后将混合物涂覆于铂金通道上，进行烧结处理。
本发明的方法中，对于铂金通道用涂覆组合物的具体限定请参见前述相应内容描述，在此不再赘述。
本发明的方法中，优选情况下，将铂金通道用涂覆组合物与水以1-1.5：1的重量比进行混合，以制备得到糊状混合物。
本发明的方法中，优选情况下，涂覆的厚度不大于1mm。
本发明的方法中，优选情况下，烧结温度为1300-1500℃。进一步优选地，所述烧结处理的条件包括：先以不大于50℃/h的升温速度升温至550-650℃，然后升温至1300-1500℃，并在1300-1500℃保温至少4h，其中，升温至120-180℃时保温4-8h，升温至320-380℃时保温4-8h。其中，该烧结处理的条件还可以包括：在升温前先在25-30℃温度下晾干，在烧结结束后以200-400℃/h的降温速度降至室温。升温至1300-1500℃的升温速度可以为30-200℃/h，优选为100-200℃/h。
第四方面，本发明提供了上述方法制备得到的铂金通道用涂覆材料。
第五方面，本发明提供了一种铂金通道，该铂金通道上涂覆有本发明所述的铂金通道用涂覆材料。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，如无特别说明，所用的各材料均可通过商购获得，如无特别说明，所用的方法为本领域的常规方法。
使用傅里叶变换红外光谱仪测定玻璃中的羟基含量，含量单位为wt％。
每公斤玻璃液中直径大于0.1mm的气泡个数的测定方法为：观察计数。
使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定材料中Pt含量，含量单位为ppm。
实施例1
按照表1所示的铂金通道用涂覆材料组成称量组分硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝、ZrO2和Y2O3，混匀，将混合料(混合料中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％)与水以1.1：1的重量比混合，搅拌均匀，然后将所得混合物以0.8mm的厚度涂覆于铂金通道上，进行烧结处理，其中，烧结处理的条件包括：先在25℃的温度下晾干，然后在加热炉中以30℃/小时的速度升温至600℃，其中，在升温至150℃和350℃时各保温6小时，然后以150℃/小时的升温速度升温至1480℃，并在1480℃保温5小时，最后以300℃/小时的速度降温至25℃，得到涂覆有涂覆材料的铂金通道。
实施例2
按照表1所示的铂金通道用涂覆材料组成称量组分硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝、ZrO2和Y2O3，混匀，将混合料(混合料中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％)与水以1.2：1的重量比混合，搅拌均匀，然后将所得混合物以0.8mm的厚度涂覆于铂金通道上，进行烧结处理，其中，烧结处理的条件包括：先在30℃的温度下晾干，然后在加热炉中以40℃/小时的速度升温至550℃，其中，在升温至120℃和320℃时各保温8小时，然后以200℃/小时的升温速度升温至1350℃，并在1350℃保温6小时，最后以280℃/小时的速度降温至25℃，得到涂覆有涂覆材料的铂金通道。
实施例3
按照表1所示的铂金通道用涂覆材料组成称量组分硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝、ZrO2和Y2O3，混匀，将混合料(混合料中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％)与水以1.3：1的重量比混合，搅拌均匀，然后将所得混合物以0.8mm的厚度涂覆于铂金通道上，进行烧结处理，其中，烧结处理的条件包括：先在30℃的温度下晾干，然后在加热炉中以45℃/小时的速度升温至650℃，其中，在升温至180℃和380℃时各保温4小时，然后以120℃/小时的升温速度升温至1400℃，并在1400℃保温4.5小时，最后以320℃/小时的速度降温至25℃，得到涂覆有涂覆材料的铂金通道。
实施例4-6、对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，按照表1所示的铂金通道用涂覆材料组成称量组分硅酸钠、硅酸钾、氢氧化铝、ZrO2和Y2O3，得到涂覆有涂覆材料的铂金通道。
表1
| 组成(wt％) | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 对比例1 |
| ZrO<sub>2</sub> | 89 | 88 | 92 | 86 | 90 | 95 | 98 |
| SiO<sub>2</sub> | 2 | 2.6 | 1.5 | 2 | 1.5 | 1 | 0.5 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 1.5 | 1 | 1.2 | 3 | 1 | 0.5 | 0.5 |
| Na<sub>2</sub>O | 2 | 1.5 | 1.8 | 3 | 3 | 0.5 | 0.5 |
| K<sub>2</sub>O | 1.5 | 0.5 | 0.8 | 1 | 0 | 0.2 | 0 |
| Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 4 | 6.4 | 2.7 | 5 | 4.5 | 2.8 | 0.5 |
试验例1
对生产线使用实施例1-6和对比例1中的涂覆材料，以未使用涂覆材料的试验作为对比例2，检测玻璃中的羟基含量、每公斤玻璃液中直径大于0.1mm的气泡个数，结果如表2所示。
表2
试验例2
对生产线使用实施例1-6和对比例1中的涂覆材料，并以未使用涂覆材料的铂金通道填充料作为对比例2，分时间段对涂覆材料或填充料进行铂金含量分析，结果见表3。
表3
由表2-3的数据可知，本发明的铂金通道用涂覆材料，可以有效的对铂金通道起到保护作用，抑制铂金通道高温下与玻璃液中羟基反应，有效减缓铂金通道透氢析氧，降低玻璃气泡产生，提高产品良品率，减缓铂金通道的挥发损失，延长铂金通道寿命的作用。进一步地，各组分在优选范围内时，会进一步提高前述涂覆效果。
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 (15)
1.一种铂金通道用涂覆组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，该组合物含有85-95wt％的ZrO2、1-3wt％的SiO2、0.5-4wt％的Al2O3、0.5-4wt％的Na2O、0-2wt％的K2O和2-7wt％的Y2O3。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，ZrO2的含量为88-92wt％。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，SiO2的含量为1.5-2.6wt％。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Al2O3的含量为1-3wt％。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Na2O的含量为1.5-3wt％。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，K2O的含量为0.5-1.5wt％。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，以氧化物计，Y2O3的含量为3.8-6.5wt％。
8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以该组合物的重量为基准，组合物中的杂质铁以Fe2O3计的含量小于0.1wt％。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的组合物，其特征在于，SiO2、Na2O和K2O的来源为硅酸钠和硅酸钾，Al2O3的来源为氢氧化铝。
10.一种制备铂金通道用涂覆材料的方法，其特征在于，该方法包括将权利要求1-9中任意一项所述的组合物与水混合，然后将混合物涂覆于铂金通道上，进行烧结处理。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，涂覆的厚度不大于1mm。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，烧结温度为1300-1500℃。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述烧结处理的条件包括：先以不大于50℃/h的升温速度升温至550-650℃，然后升温至1300-1500℃，并在1300-1500℃保温至少4h，其中，升温至120-180℃时保温4-8h，升温至320-380℃时保温4-8h。
14.权利要求10-13中任意一项所述方法制备得到的铂金通道用涂覆材料。
15.一种铂金通道，其特征在于，该铂金通道上涂覆有权利要求14所述的铂金通道用涂覆材料。
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