CN108101360A - 一种折光型钢化玻璃及其制造方法 - Google Patents

一种折光型钢化玻璃及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种折光型钢化玻璃及其制造方法，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85份‑90份、氧化钠10份‑15份；该本质体内表面固定有一层二氧化硅基高折光层，外表面固定有一层二氧化硅基低折光层；本发明的折光型钢化玻璃通过纯净原料烧制后物理钢化，然后分别蒸镀高折光层和低折光层而最终获得。本发明的折光型钢化玻璃屏蔽由内向外光线、外来光线透光性好、抗冲击性能好、不易变形变色。

Description

一种折光型钢化玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及玻璃制品领域，尤其涉及一种折光型钢化玻璃及其制造方法。
背景技术
钢化玻璃，即表面具有压应力的玻璃，常规技术中可通过物理方法或化学方法获得，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。这么玻璃破裂时没有尖边，安全性较好。
但随着时代的发展，玻璃的专业化程度越来越高，其中部分住户出于隐私考虑，需要折光型(可由内看外但外面无法看到内部)的钢化玻璃，现有技术中的折光型玻璃均为外表面镀膜玻璃，姑且不论采用何种方式镀膜，所镀的均为金属氧化物或纯金属，这是利用金属或金属氧化物的光学吸收谱吸收一定频段范围光线而实现功能的，但是我们发现夜晚室内亮度高于室外时，这种屏蔽的效果就大打折扣了；另一方面，这种屏蔽还会明显削减外来光线的强度，使人们白天所需的正常阳光照射的日光浴强度大打折扣，不利于人体健康；最后，一般这种玻璃也未进行钢化处理，抗冲击性能差，同时金属氧化物一般化学性质表现为碱性，遇酸雨时易腐蚀老化，同样，纯金属银也易被空气中的硫污染变黑，因此常规技术的反射玻璃容易变形变色，使用寿命短。
因此，市面上急需一种屏蔽由内向外光线、外来光线透光性好、抗冲击性能好、不易变形变色的折光型钢化玻璃及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种屏蔽由内向外光线、外来光线透光性好、抗冲击性能好、不易变形变色的折光型钢化玻璃及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种折光型钢化玻璃的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃本质体原材料准备：按重量份准备二氧化硅85份-90份、氧化钠10份-15份；
②内表面材料准备：按重量份准备四氟化硅8份-9份、三氯氧磷0.5份-0.6份、四氯化锗0.7份-0.9份；
③外表面材料准备：按重量份准备四氟化硅8份-9份、六氟化硫0.2份-0.3份、四氟化二碳0.2份-0.3份、氧化硼0.6份-0.8份；
④工艺准备：准备石棉板、足量纯氧、氮化硅陶瓷容器、炉腔顶部集成有循环水冷却系统的保护气氛加热炉、足量氢氟酸；
2)玻璃本质体烧制
①将与1)中步骤①准备的二氧化硅、氧化钠混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至1250℃-1300℃后以60rpm-80rpm的速率搅拌，搅拌结束后获得熔池液；
③将步骤②获得的熔池液在真空环境内浇铸至模具中，即获得玻璃本质体流体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的玻璃本质体流体在5bar-6bar的氮气下气冷，即获得钢化后玻璃本质体；
4)表面蒸镀
①在保护气氛加热炉的密闭空间内，将阶段3)获得的钢化后玻璃本质体上表面A采用石棉板封盖后固定于密闭空间上部，将1)中步骤②准备的四氟化硅、三氯氧磷、四氯化锗盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1500℃-1550℃，同时通入纯氧，获得高折光玻璃蒸气；
②启动水循环冷却装置，步骤①获得的高折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体下表面B沉积，蒸气消耗完时获得固化有高折光层的钢化玻璃；
③将固化有高折光层的钢化玻璃翻转，将高折光层表面B采用石棉板封盖后再次将钢化玻璃固定于保护气氛加热炉的密闭空间上部，原上表面A翻转朝下设置；
④将1)中步骤③准备的四氟化硅、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1500℃-1550℃，同时通入纯氧，获得低折光玻璃蒸气；
⑤启动水循环冷却装置，步骤④获得的低折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体原上表面A沉积，蒸气消耗完时获得预制备折光型钢化玻璃；
⑥将步骤⑤获得的预制备折光型钢化玻璃置于氢氟酸蒸气环境内，至蒸气固化的两个表面呈现镜面状态，即获得所需折光型钢化玻璃。
采用上述方法制造的折光型钢化玻璃，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85份-90份、氧化钠10份-15份；该本质体内表面固定有一层二氧化硅、五氧化二磷、氧化锗构成的高折光层，外表面固定有一层二氧化硅、二氧化硫、二氧化碳、氧化硼构成的低折光层。
与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：(1)采用的是无铁原料，极大降低了本发明的玻璃原材料中的铁质含量，根据相关研究，铁含量越小玻璃的透光率越好，本发明的玻璃本质体可达98％的透光率，极大地优于现有技术的折光型玻璃。(2)本发明由内及外均为二氧化硅基质的玻璃体，物理、化学性质均较接近，亲和性好、结合紧密，不会轻易分离脱落。(3)本发明不采用吸收光线的材料而是通过拆光来实现外透内密的功能，原理是本发明采用的玻璃由内及外的折光率呈现出明显的下降递度，根据相关研究，当光线从高折光率材料传递到低折光率材料中时，部分入射角的光线将会反射回去，通过两层高转低的反射可以永恒固定地将大部分(约60％)室内光线反射回室内，而不会受白天黑夜的影响，而光线逆向传播则会呈现出吸光效果，可以稍加强由外入射来的光线，使室内呈现出更明亮温暖的效果，同时成相性也不受影响。(4)本发明的玻璃本质体即中间层厚度最厚的主体采用的物理钢化处理，既环保又快捷，工艺性好。(5)三层均为二氧化硅基玻璃，不受自然界大气中存在的绝大部分物质影响，经久耐用且不易变形变色。
具体实施方式
实施例1：
一种折光型钢化玻璃，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85Kg、氧化钠15Kg；该本质体内表面固定有一层二氧化硅、五氧化二磷、氧化锗构成的高折光层，外表面固定有一层二氧化硅、二氧化硫、二氧化碳、氧化硼构成的低折光层。(所有氯化物、氟化物均在纯氧和高温作用下重新生成了氧化物，但由于是蒸气固化，无法精确计算真实转换比例及沉积的质量及厚度，但摩尔数不会高于原料摩尔数，实际沉积物的摩尔数约为原料的93％-95％，在此特别说明，下同)
上述折光型钢化玻璃的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃本质体原材料准备：按重量份准备二氧化硅85Kg、氧化钠15Kg；
②内表面材料准备：按重量份准备四氟化硅9Kg、三氯氧磷0.6Kg、四氯化锗0.9Kg；
③外表面材料准备：按重量份准备四氟化硅9Kg、六氟化硫0.3Kg、四氟化二碳0.3Kg、氧化硼0.8Kg；
④工艺准备：准备石棉板、足量纯氧、氮化硅陶瓷容器、炉腔顶部集成有循环水冷却系统的保护气氛加热炉、足量氢氟酸；
2)玻璃本质体烧制
①将与1)中步骤①准备的二氧化硅、氧化钠混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至1250℃后以60rpm的速率搅拌，搅拌结束后获得熔池液；
③将步骤②获得的熔池液在真空环境内浇铸至模具中，即获得玻璃本质体流体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的玻璃本质体流体在5bar的氮气下气冷，即获得钢化后玻璃本质体；
4)表面蒸镀
①在保护气氛加热炉的密闭空间内，将阶段3)获得的钢化后玻璃本质体上表面A采用石棉板封盖后固定于密闭空间上部，将1)中步骤②准备的四氟化硅、三氯氧磷、四氯化锗盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1500℃，同时通入纯氧，获得高折光玻璃蒸气；
②启动水循环冷却装置，步骤①获得的高折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体下表面B沉积，蒸气消耗完时获得固化有高折光层的钢化玻璃；
③将固化有高折光层的钢化玻璃翻转，将高折光层表面B采用石棉板封盖后再次将钢化玻璃固定于保护气氛加热炉的密闭空间上部，原上表面A翻转朝下设置；
④将1)中步骤③准备的四氟化硅、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1500℃，同时通入纯氧，获得低折光玻璃蒸气；
⑤启动水循环冷却装置，步骤④获得的低折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体原上表面A沉积，蒸气消耗完时获得预制备折光型钢化玻璃；
⑥将步骤⑤获得的预制备折光型钢化玻璃置于氢氟酸蒸气环境内，至蒸气固化的两个表面呈现镜面状态，即获得所需折光型钢化玻璃。
根据本实施例生产的折光型钢化玻璃由外至内的透光率可达96％、室内光线反射率可达63％。
实施例2：
一种折光型钢化玻璃，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅90Kg、氧化钠10Kg；该本质体内表面固定有一层二氧化硅、五氧化二磷、氧化锗构成的高折光层，外表面固定有一层二氧化硅、二氧化硫、二氧化碳、氧化硼构成的低折光层。
上述折光型钢化玻璃的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃本质体原材料准备：按重量份准备二氧化硅90Kg、氧化钠10Kg；
②内表面材料准备：按重量份准备四氟化硅8Kg、三氯氧磷0.5Kg、四氯化锗0.7Kg；
③外表面材料准备：按重量份准备四氟化硅8Kg、六氟化硫0.2Kg、四氟化二碳0.2Kg、氧化硼0.6Kg；
④工艺准备：准备石棉板、足量纯氧、氮化硅陶瓷容器、炉腔顶部集成有循环水冷却系统的保护气氛加热炉、足量氢氟酸；
2)玻璃本质体烧制
①将与1)中步骤①准备的二氧化硅、氧化钠混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至1300℃后以80rpm的速率搅拌，搅拌结束后获得熔池液；
③将步骤②获得的熔池液在真空环境内浇铸至模具中，即获得玻璃本质体流体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的玻璃本质体流体在6bar的氮气下气冷，即获得钢化后玻璃本质体；
4)表面蒸镀
①在保护气氛加热炉的密闭空间内，将阶段3)获得的钢化后玻璃本质体上表面A采用石棉板封盖后固定于密闭空间上部，将1)中步骤②准备的四氟化硅、三氯氧磷、四氯化锗盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1550℃，同时通入纯氧，获得高折光玻璃蒸气；
②启动水循环冷却装置，步骤①获得的高折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体下表面B沉积，蒸气消耗完时获得固化有高折光层的钢化玻璃；
③将固化有高折光层的钢化玻璃翻转，将高折光层表面B采用石棉板封盖后再次将钢化玻璃固定于保护气氛加热炉的密闭空间上部，原上表面A翻转朝下设置；
④将1)中步骤③准备的四氟化硅、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1550℃，同时通入纯氧，获得低折光玻璃蒸气；
⑤启动水循环冷却装置，步骤④获得的低折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体原上表面A沉积，蒸气消耗完时获得预制备折光型钢化玻璃；
⑥将步骤⑤获得的预制备折光型钢化玻璃置于氢氟酸蒸气环境内，至蒸气固化的两个表面呈现镜面状态，即获得所需折光型钢化玻璃。
根据本实施例生产的折光型钢化玻璃由外至内的透光率可达98％、室内光线反射率可达59％。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种折光型钢化玻璃的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃本质体原材料准备：按重量份准备二氧化硅85份-90份、氧化钠10份-15份；
②内表面材料准备：按重量份准备四氟化硅8份-9份、三氯氧磷0.5份-0.6份、四氯化锗0.7份-0.9份；
③外表面材料准备：按重量份准备四氟化硅8份-9份、六氟化硫0.2份-0.3份、四氟化二碳0.2份-0.3份、氧化硼0.6份-0.8份；
④工艺准备：准备石棉板、足量纯氧、氮化硅陶瓷容器、炉腔顶部集成有循环水冷却系统的保护气氛加热炉、足量氢氟酸；
2)玻璃本质体烧制
①将与1)中步骤①准备的二氧化硅、氧化钠混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至1250℃-1300℃后以60rpm-80rpm的速率搅拌，搅拌结束后获得熔池液；
③将步骤②获得的熔池液在真空环境内浇铸至模具中，即获得玻璃本质体流体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的玻璃本质体流体在5bar-6bar的氮气下气冷，即获得钢化后玻璃本质体；
4)表面蒸镀
①在保护气氛加热炉的密闭空间内，将阶段3)获得的钢化后玻璃本质体上表面A采用石棉板封盖后固定于密闭空间上部，将1)中步骤②准备的四氟化硅、三氯氧磷、四氯化锗盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1500℃-1550℃，同时通入纯氧，获得高折光玻璃蒸气；
②启动水循环冷却装置，步骤①获得的高折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体下表面B沉积，蒸气消耗完时获得固化有高折光层的钢化玻璃；
③将固化有高折光层的钢化玻璃翻转，将高折光层表面B采用石棉板封盖后再次将钢化玻璃固定于保护气氛加热炉的密闭空间上部，原上表面A翻转朝下设置；
④将1)中步骤③准备的四氟化硅、六氟化硫、四氟化二碳、氧化硼盛装在氮化硅陶瓷容器中，采用底部加热将容器加热至1500℃-1550℃，同时通入纯氧，获得低折光玻璃蒸气；
⑤启动水循环冷却装置，步骤④获得的低折光玻璃蒸气在钢化后玻璃本质体原上表面A沉积，蒸气消耗完时获得预制备折光型钢化玻璃；
⑥将步骤⑤获得的预制备折光型钢化玻璃置于氢氟酸蒸气环境内，至蒸气固化的两个表面呈现镜面状态，即获得所需折光型钢化玻璃。
2.一种采用权利要求1所述方法制造的折光型钢化玻璃，其特征在于：其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85份-90份、氧化钠10份-15份；该本质体内表面固定有一层二氧化硅、五氧化二磷、氧化锗构成的高折光层，外表面固定有一层二氧化硅、二氧化硫、二氧化碳、氧化硼构成的低折光层。
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