CN107235635A - 一种微晶玻璃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微晶玻璃的制备方法，涉及玻璃制品技术领域，包括以下步骤：1)称料：碎玻璃、煤矸石、透长石、钙长石、钡长石、钠沸石、硼砂、二氧化钛、氟硅酸钠、氧化铝、氧化锌、三氧化二镧和澄清剂；2)将除澄清剂的其它原料进行熔炼晶化处理，得玻璃熔液；3)将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解、澄清处理；4)将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热的模具中，经压延机压制成型；5)将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中进行退火处理即可。该种微晶玻璃制备简单，生产成本低廉，其结构致密无气孔，具有抗折抗压强度高、韧性好、机加工性能佳的特点，使用寿命长，适宜推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制品技术领域，具体涉及一种微晶玻璃的制备方法。
背景技术
随着我国国民经济稳定持续发展，人们生活水平随之提高，对高档建材的需求日益扩大，特别是对无辐射高档石材的替代产品需求更为迫切，但国内的高档石材的替代产品脆性大，不容易加工成型，导致很多高档石材需要从国外进口，成本大为提升。
微晶玻璃又称为陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的双重特性；微晶玻璃由晶体组成，其原子排列有规律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韧性强。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，成为理想的高档石材的替代产品。目前成熟的微晶玻璃的生产方法制得的微晶玻璃均存在表面气孔率高、强度低、脆性大、不容易加工成型等缺点，进而导致微晶玻璃利用空间小、耐用性差、市场占有率低，严重抑制了微晶玻璃产业的发展。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种微晶玻璃的制备方法，该种微晶玻璃制备简单，生产成本低廉，其结构致密无气孔，具有抗折抗压强度高、韧性好、机加工性能佳的特点，使用寿命长，适宜推广应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种微晶玻璃的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按重量份配比称取碎玻璃40-60份、煤矸石20-40份、透长石15-25份、钙长石15-25份、钡长石15-25份、钠沸石15-25份、硼砂5-15份、二氧化钛4-8份、氟硅酸钠4-6份、氧化铝6-10份、氧化锌4-8份、三氧化二镧3-5份和澄清剂1-5份；
(2)将除澄清剂的其它所有原料输送至玻璃熔窑中进行熔炼晶化处理，得玻璃熔液；
(3)将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解，且搅拌转速为50-70r/min，搅拌时间为40-60min，之后静置澄清处理2-3h；
(4)将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热的模具中，经压延机压制成型；
(5)将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中进行退火处理即可。
进一步地，该种微晶玻璃按重量份配比称取碎玻璃50份、煤矸石30份、透长石20份、钙长石20份、钡长石20份、钠沸石20份、硼砂10份、二氧化钛6份、氟硅酸钠5份、氧化铝8份、氧化锌6份、三氧化二镧4份和澄清剂3份。
进一步地，在步骤(2)中，所述玻璃熔窑的熔炼温度为1240-1360℃，熔炼时间为100-120min。
进一步地，在步骤(2)中，所述玻璃熔窑的升温速率为40-60℃/min。
优选地，在步骤(3)中，所述澄清剂为氯化钠、硫酸钙、氧化锑、硝酸铵或二氧化铈中的一种或者一种以上。
进一步地，在步骤(4)中，所述模具的预热温度为480-620℃，成型压力为16-20MPa。
进一步地，在步骤(5)中，所述退火处理是先将炉温升至820-860℃，保温40-50min；再将炉温降至580-620℃，保温30-40min；之后将炉温降至440-480℃，保温30-40min即可。
进一步地，所述热处理炉的升温速率为15-25℃/min，降温速率为10-20℃/min。
本发明具有如下的有益效果：本发明的微晶玻璃通过对生产原料及工艺的改进优化，消除了现有技术的微晶玻璃结构中出现大小不一、分布不均的气孔，吸水率小，使制得的成品微晶玻璃具有抗折抗压强度高、韧性好、机加工性能佳的特点，大大延长了微晶玻璃制品的使用寿命，适宜推广应用；
(1)本发明的微晶玻璃制备简单，生产成本低廉，产品一致性良好，适合大规模工业化生产，加入碎玻璃和煤矸石配合使用，不仅可以减少纯碱、三氧化二铝、二氧化硅等化工原料的用量，变废为宝，降低了生产成本，而且还可以适当降低玻璃熔制温度，减少玻璃熔液对耐火材料设备的侵蚀；
(2)透长石、钙长石、钡长石和钠沸石为天然的长石类及沸石类矿物，来源广泛、成本低廉，具有熔点低、强度高、耐腐蚀、耐高温等特性，将其利用到微晶玻璃制品领域，不仅可显著提高成品微晶玻璃的力学强度、耐高温性及耐腐蚀性，还能减少熔炼能耗的输出。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种微晶玻璃的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)称料：称取以下原料待用：碎玻璃40kg、煤矸石20kg、透长石15kg、钙长石15kg、钡长石15kg、钠沸石15kg、硼砂5kg、二氧化钛4kg、氟硅酸钠4kg、氧化铝6kg、氧化锌4kg、三氧化二镧3kg和澄清剂1kg；
上述澄清剂采用氯化钠和硫酸钙两种混合物，且两者之间的质量比为1:1；
(2)熔炼晶化：先将除澄清剂的其它所有原料输送至玻璃熔窑中，再将玻璃熔窑以40℃/min的速率升温至熔炼温度1240℃，保温100min，得玻璃熔液；
(3)搅拌澄清：然后将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解，且搅拌转速为50r/min，搅拌时间为40min，之后静置澄清处理2h；
(4)压制成型：将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热温度为480℃的模具中，经压延机压制成型，成型压力为16MPa；
(5)退火处理：将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中，先将炉温以15℃/min的速率升至820℃，保温40min；再将炉温以10℃/min的速率降至580℃，保温30min；之后将炉温以10℃/min的速率降至440℃，保温30min，最后随炉冷却至室温即完成本发明微晶玻璃的制备。
实施例2
一种微晶玻璃的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)称料：称取以下原料待用：碎玻璃50kg、煤矸石30kg、透长石20kg、钙长石20kg、钡长石20kg、钠沸石20kg、硼砂10kg、二氧化钛6kg、氟硅酸钠5kg、氧化铝8kg、氧化锌6kg、三氧化二镧4kg和澄清剂3kg；
上述澄清剂采用氧化锑、硝酸铵和二氧化铈三种混合物，且三者之间的质量比为1:2:1；
(2)熔炼晶化：先将除澄清剂的其它所有原料输送至玻璃熔窑中，再将玻璃熔窑以50℃/min的速率升温至熔炼温度1300℃，保温110min，得玻璃熔液；
(3)搅拌澄清：然后将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解，且搅拌转速为60r/min，搅拌时间为50min，之后静置澄清处理2.5h；
(4)压制成型：将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热温度为550℃的模具中，经压延机压制成型，成型压力为18MPa；
(5)退火处理：将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中，先将炉温以20℃/min的速率升至840℃，保温45min；再将炉温以15℃/min的速率降至600℃，保温35min；之后将炉温以15℃/min的速率降至460℃，保温35min，最后随炉冷却至室温即完成本发明微晶玻璃的制备。
实施例3
一种微晶玻璃的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)称料：称取以下原料待用：碎玻璃60kg、煤矸石40kg、透长石25kg、钙长石25kg、钡长石25kg、钠沸石25kg、硼砂15kg、二氧化钛8kg、氟硅酸钠6kg、氧化铝10kg、氧化锌8kg、三氧化二镧5kg和二氧化铈澄清剂5kg；
(2)熔炼晶化：先将除澄清剂的其它所有原料输送至玻璃熔窑中，再将玻璃熔窑以60℃/min的速率升温至熔炼温度1360℃，保温120min，得玻璃熔液；
(3)搅拌澄清：然后将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解，且搅拌转速为70r/min，搅拌时间为60min，之后静置澄清处理3h；
(4)压制成型：将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热温度为620℃的模具中，经压延机压制成型，成型压力为20MPa；
(5)退火处理：将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中，先将炉温以25℃/min的速率升至860℃，保温50min；再将炉温以20℃/min的速率降至620℃，保温40min；之后将炉温以20℃/min的速率降至480℃，保温40min，最后随炉冷却至室温即完成本发明微晶玻璃的制备。
实施例4
一种微晶玻璃的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)称料：称取以下原料待用：碎玻璃50kg、煤矸石30kg、透长石20kg、钙长石20kg、钡长石20kg、钠沸石20kg、硼砂10kg、二氧化钛6kg、氟硅酸钠5kg、氧化铝8kg、氧化锌6kg、三氧化二镧4kg和澄清剂3kg；
上述澄清剂采用氯化钠和硝酸铵两种混合物，且两者之间的质量比为2:1；
(2)熔炼晶化：先将除澄清剂的其它所有原料输送至玻璃熔窑中，再将玻璃熔窑以40℃/min的速率升温至熔炼温度1360℃，保温100min，得玻璃熔液；
(3)搅拌澄清：然后将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解，且搅拌转速为50r/min，搅拌时间为60min，之后静置澄清处理2h；
(4)压制成型：将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热温度为480℃的模具中，经压延机压制成型，成型压力为20MPa；
(5)退火处理：将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中，先将炉温以15℃/min的速率升至860℃，保温40min；再将炉温以20℃/min的速率降至580℃，保温30min；之后将炉温以10℃/min的速率降至440℃，保温40min，最后随炉冷却至室温即完成本发明微晶玻璃的制备。
实施例5
性能检测
对上述实施例1-4制得微晶玻璃与对比例中的微晶玻璃进行表面气孔率、抗折抗压强度及抗冲击韧性的检测，检测结果见下表1所示；
对比例:市售常见的微晶玻璃，生产原料包括：高炉矿渣、纯碱、方解石、硼砂、二氧化硅、氧化锌等，其是通过熔化-浇注-退火-造型制得的。
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份配比称取碎玻璃40-60份、煤矸石20-40份、透长石15-25份、钙长石15-25份、钡长石15-25份、钠沸石15-25份、硼砂5-15份、二氧化钛4-8份、氟硅酸钠4-6份、氧化铝6-10份、氧化锌4-8份、三氧化二镧3-5份和澄清剂1-5份；
(2)将除澄清剂的其它所有原料输送至玻璃熔窑中进行熔炼晶化处理，得玻璃熔液；
(3)将澄清剂加入到玻璃熔液中搅拌熔解，且搅拌转速为50-70r/min，搅拌时间为40-60min，之后静置澄清处理2-3h；
(4)将澄清后的玻璃熔液通过料道浇注至预热的模具中，经压延机压制成型；
(5)将成型后的玻璃制品连同模具输送至热处理炉中进行退火处理即可。
2.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，该种微晶玻璃按重量份配比称取碎玻璃50份、煤矸石30份、透长石20份、钙长石20份、钡长石20份、钠沸石20份、硼砂10份、二氧化钛6份、氟硅酸钠5份、氧化铝8份、氧化锌6份、三氧化二镧4份和澄清剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述玻璃熔窑的熔炼温度为1240-1360℃，熔炼时间为100-120min。
4.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述玻璃熔窑的升温速率为40-60℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述澄清剂为氯化钠、硫酸钙、氧化锑、硝酸铵或二氧化铈中的一种或者一种以上。
6.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述模具的预热温度为480-620℃，成型压力为16-20MPa。
7.根据权利要求1所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述退火处理是先将炉温升至820-860℃，保温40-50min；再将炉温降至580-620℃，保温30-40min；之后将炉温降至440-480℃，保温30-40min即可。
8.根据权利要求7所述的一种微晶玻璃的制备方法，其特征在于，所述热处理炉的升温速率为15-25℃/min，降温速率为10-20℃/min。
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