CN109305754B - 一种磨砂玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磨砂玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤一、玻璃基料的制备；步骤二、玻璃涂料的制备；步骤三、玻璃涂料喷涂；以及步骤四、玻璃钢化处理。本发明具有如下有益效果：本发明制备的磨砂玻璃，磨砂薄膜表面光洁平整，通过在磨砂薄膜内部产生大量的微气孔实现磨砂效果，易于磨砂玻璃后期的清洁维护；玻璃涂料为无机材料，硬度较有机薄膜材料高，不存在老化现象；与HF腐蚀法制备磨砂玻璃相比，不需要使用有毒的HF，工艺更环保；采用喷涂结合玻璃钢化工艺，工艺简单，生产成本低。

Description

一种磨砂玻璃的制备方法
【技术领域】
本发明涉及建筑装饰材料制备技术领域，尤其涉及一种磨砂玻璃的制备方法。
【背景技术】
磨砂玻璃与普通玻璃相比，其透光率低，有一定的隐私性和特殊装饰性，是目前较为常用的室内隔断和门窗材料。目前制备磨砂玻璃的工艺有三种：一种是，在普通平板玻璃表面黏贴一层高分子的磨砂薄膜，形成磨砂效果，该工艺简单，成本低，但是磨砂膜为有机材料，在光照条件下会发黄老化，使用寿命短；第二种工艺是，利用高压空气将一定直径的硬质颗粒喷射于玻璃表面，硬质颗粒与玻璃表面产生撞击，形成均匀分布的小的凹坑，产生磨砂的效果。但是该工艺无法制备出钢化磨砂玻璃，因为玻璃钢化后，表面残留有大量的应力，硬质颗粒的撞击会引起钢化玻璃的破碎；第三种工艺是，将钢化后的玻璃浸泡于含HF的特殊药水中，HF腐蚀玻璃，在玻璃表面形成坑凹不平的磨砂效果，该工艺在生产过程中需要使用毒性较大的HF，对环境的污染严重。
以上的三种方法制备的磨砂玻璃表面都凹凸不平，磨砂玻璃在使用过程中，油污灰尘等很容易填充于玻璃表面的凹坑中，在后继的清洗过程中，也很难将磨砂玻璃上的污渍完全清洗干净。
【发明内容】
本发明提供一种磨砂玻璃的制备方法，其解决了传统方法制备的磨砂玻璃在使用过程中，油污灰尘等很容易填充于玻璃表面的凹坑中，在后继的清洗过程中，也很难将磨砂玻璃上的污渍完全清洗干净的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种磨砂玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
步骤一、玻璃基料的制备：
将玻璃基料中各原料按配比称取，各原料按重量百分比为：40-50％的硼玻璃粉、8-10％的氧化锌、2-3％的氧化铌、5-8％的氧化铋、10-15％的石英粉、5-8％的碳酸钡、10％的锆英石以及2-3％的氧化锑；
将称取的各原料放入到混料机中，在混料机的搅拌桨转速为30转/分钟条件下，混料2-3小时；
将混合好的原料放入到工业坩埚炉中，以5℃/分钟的速度从室温下升温到1000-1050℃，保温1-1.5小时，制成玻璃液；
将玻璃液倒入水中，水淬后将碎玻璃放入到陶瓷内衬球磨机中，采用直径为0.5-1cm氧化锆小球对碎玻璃进行研磨，在球磨机转速60转/分钟条件下球磨12-16小时，得到浆料；
将浆料过320目筛网，过滤后的浆料在120℃烘干，再过150目筛网，得到用玻璃基料；
步骤二、玻璃涂料的制备：
将涂料中各成分按配比称取，各成分按重量百分比包括：30-35％的工业级异丙醇、50-56％的玻璃基料、10-15％的碳酸铵、3-5％的聚酰胺树脂以及0.5-1％的正硅酸乙酯；
在混料机的搅拌桨为200转/分钟的条件下，在异丙醇中加入正硅酸乙酯，搅拌0.5-1小时后，再加入玻璃基料，将转速调高到600转/分钟，搅拌1-3小时后，再加入碳酸铵和聚酰胺树脂，搅拌1-2小时后获得玻璃涂料；
步骤三、玻璃涂料喷涂：
将玻璃在工业酒精中用4000Hz频率的超声波清洗10-15分钟后，放置于室温下干燥1-2小时；
将步骤二获得的玻璃涂料装入气压喷枪中，喷枪的口径0.1-0.15mm，工作压力3-5MPa，喷枪口距离玻璃表面10-15cm，在玻璃表面垂直喷涂一层涂料；
将喷涂后的玻璃在室温下水平放置干燥2-3小时后，放入烘箱中，在80℃温度下干燥3-4小时，获得表面有干燥涂层的涂层玻璃；
步骤四、玻璃钢化处理：将步骤三获得的涂层玻璃放入钢化炉中，在空气气氛下，在10-15分钟内从室温升温到550-600℃，保温10-15分钟，然后5分钟内将温度升温到650-680℃，保温10-12分钟，将涂层玻璃从钢化炉中取出，室温下冷却，获得磨砂玻璃。
作为本发明的一种改进，在步骤一中，所述混料机为双S形混料机。
作为本发明的一种改进，在步骤四中，所述磨砂玻璃为平板磨砂玻璃。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的磨砂玻璃，磨砂薄膜表面光洁平整，通过在磨砂薄膜内部产生大量的微气孔实现磨砂效果，易于磨砂玻璃后期的清洁维护；
2、玻璃涂料为无机材料，硬度较有机薄膜材料高，不存在老化现象；
3、与HF腐蚀法制备磨砂玻璃相比，不需要使用有毒的HF，工艺更环保；
4、采用喷涂结合玻璃钢化工艺，工艺简单，生产成本低。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明制备的磨砂玻璃上磨砂薄膜的表面形貌图；
图2为本发明制备的磨砂玻璃上磨砂薄膜的显微形貌图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种磨砂玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
步骤一、玻璃基料的制备：
将玻璃基料中各原料按配比称取，各原料按重量百分比为：40-50％的硼玻璃粉、8-10％的氧化锌、2-3％的氧化铌、5-8％的氧化铋、10-15％的石英粉、5-8％的碳酸钡、10％的锆英石以及2-3％的氧化锑；
将称取的各原料放入到混料机中，在混料机的搅拌桨转速为30转/分钟条件下，混料2-3小时；
在该步骤中，所述混料机优选采用双S形混料机。
将混合好的原料放入到工业坩埚炉中，以5℃/分钟的速度从室温下升温到1000-1050℃，保温1-1.5小时，制成玻璃液；
将玻璃液倒入水中，水淬后将碎玻璃放入到陶瓷内衬球磨机中，采用直径为0.5-1cm氧化锆小球对碎玻璃进行研磨，在球磨机转速60转/分钟条件下球磨12-16小时，得到浆料；
将浆料过320目筛网，过滤后的浆料在120℃烘干，再过150目筛网，得到用玻璃基料。
在步骤一中，玻璃基料由硼玻璃粉、氧化锌、氧化铌、氧化铋、石英粉、碳酸钡、锆英石、氧化锑按上述配方混料后，在1000-1050℃熔炼成玻璃，其中硼玻璃，氧化锌和石英粉熔炼后构成玻璃的主要结构B2O3-ZnO-SiO2-Na2O系低软化点玻璃，该体系中含有大量的B2O3和SiO2，在后继的钢化工艺中能与玻璃形成B-O-Si和Si-O-Si键，使磨砂薄膜与玻璃基板形成牢固结合。玻璃基料中加入一定量的氧化铋，可以进一步降低玻璃基料的软化点，使玻璃基料在钢化烧结时能充分的软化；碳酸钡的加入，可以提高玻璃基料的折射率，使形成的磨砂薄膜的表面有较高的光泽度，锆英石的加入能提高玻璃基料的耐化学腐蚀性；加入少量的氧化铌可以大幅度降低烧熔基料的表面张力，玻璃基料在钢化过程中会自发的在玻璃表面铺展，将气孔封闭在磨砂薄膜的内部，产生特殊的磨砂效果，少量氧化锑的加入可以大幅度降低玻璃基料在钢化过程中的粘度，增加玻璃基料的流动性，使磨砂薄膜的厚度更均匀。
步骤二、玻璃涂料的制备：
将涂料中各成分按配比称取，各成分按重量百分比包括：30-35％的工业级异丙醇、50-60％的玻璃基料、10-15％的碳酸铵、3-5％的聚酰胺树脂以及0.5-1％的正硅酸乙酯；
在混料机的搅拌桨为200转/分钟的条件下，在异丙醇中加入正硅酸乙酯，搅拌0.5-1小时后，再加入玻璃基料，将转速调高到600转/分钟，搅拌1-3小时后，再加入碳酸铵和聚酰胺树脂，搅拌1-2小时后获得玻璃涂料。
在步骤二中，采用异丙醇作为玻璃涂料的溶剂，因为异丙醇挥发点低，表面张力小，玻璃基料容易在异丙醇中均匀分散，同时玻璃涂料易于在玻璃表面均匀铺展成膜，不会产生“缩釉”现象。因为步骤一制备的玻璃基料为无机物，表面附着有大量的OH，以正硅酸乙酯为玻璃涂料的分散剂，在搅拌条件下，正硅酸乙酯会与玻璃基料表面的Si-OH发生醚化反应，脱去一个水分子，形成Si-O-Si键，化学吸附在玻璃基料表面的正硅酸乙酯，会产生空间位阻效应，防止玻璃基料颗粒的碰撞与聚沉，提高玻璃涂料的悬浮性。碳酸铵作为造孔剂加入到玻璃涂料中，当玻璃涂料在钢化烧结过程中，碳酸铵会分解，在膜层中产生大量的气孔从而实现磨砂的效果。聚酰胺树脂为玻璃涂料中的临时粘接剂，玻璃涂料在低温下烘干后，聚酰胺树脂固化会将玻璃涂料中的颗粒物牢固的粘接于玻璃表面，易于后继工序的进行。
步骤三、玻璃涂料喷涂：
将玻璃在工业酒精中用4000Hz频率的超声波清洗10-15分钟后，放置于室温下干燥1-2小时；
将步骤二获得的玻璃涂料装入气压喷枪中，喷枪的口径0.1-0.15mm，工作压力3-5MPa，喷枪口距离玻璃表面10-15cm，在玻璃表面垂直喷涂一层涂料；
将喷涂后的玻璃在室温下水平放置干燥2-3小时后，放入烘箱中，在80℃温度下干燥3-4小时，获得表面有干燥涂层的涂层玻璃。
在步骤三中，玻璃涂料以一定工艺喷涂于玻璃上，在80℃干燥后，玻璃涂料中的异丙醇挥发，聚酰胺树脂固化，玻璃表面的涂料层主要为紧密排列的玻璃基料和碳酸铵的小颗粒所组成。
步骤四、玻璃钢化处理：将步骤三获得的涂层玻璃放入钢化炉中，在空气气氛下，在10-15分钟内从室温升温到550-600℃，保温10-15分钟，然后5分钟内将温度升温到650-680℃，保温10-12分钟，将涂层玻璃从钢化炉中取出，室温下冷却，获得磨砂玻璃。在本发明的具体实施方式中，所述磨砂玻璃为平板磨砂玻璃。
在步骤四中，在钢化烧结过程中，当温度达到550-600℃时，薄膜材料中的聚酰胺树脂挥发氧化，同时碳酸铵也开始快速分解在膜层中产生大量的气孔。当钢化温度到达650-680℃时，玻璃基料完全软化，粘度很低，流动性好，同时表面张力很小，在该温度下，在空气与熔融的玻璃基料的界面张力的驱动下，熔融的玻璃基料自动的在玻璃表面铺展，同时将碳酸铵分解产生的气孔包裹在膜层中，形成表面光洁，但膜层为不透光的乳白色的磨砂效果。
现以具体实施例对本发明提供的所述一种磨砂玻璃的制备方法进行详细说明。
实施例1
本发明提供了一种磨砂玻璃的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
步骤一、玻璃基料的制备：
将玻璃基料中各原料按配比称取，各原料按重量百分比为：50％的硼玻璃粉、10％的氧化锌、2％的氧化铌、5％的氧化铋、15％的石英粉、5％的碳酸钡、10％的锆英石以及3％的氧化锑；
将称取的各原料放入到混料机中，在混料机的搅拌桨转速为30转/分钟条件下，混料2-3小时；
将混合好的原料放入到工业坩埚炉中，以5℃/分钟的速度从室温下升温到1050℃，保温1小时，制成玻璃液；
将玻璃液倒入水中，水淬后将碎玻璃放入到陶瓷内衬球磨机中，采用直径为1cm氧化锆小球对碎玻璃进行研磨，在球磨机转速60转/分钟条件下球磨16小时，得到浆料；
将浆料过320目筛网，过滤后的浆料在120℃烘干，再过150目筛网，得到用玻璃基料；
步骤二、玻璃涂料的制备：
将涂料中各成分按配比称取，各成分按重量百分比包括：30％的工业级异丙醇、50％的玻璃基料、15％的碳酸铵、4％的聚酰胺树脂以及1％的正硅酸乙酯；
在混料机的搅拌桨为200转/分钟的条件下，在异丙醇中加入正硅酸乙酯，搅拌1小时后，再加入玻璃基料，将转速调高到600转/分钟，搅拌3小时后，再加入碳酸铵和聚酰胺树脂，搅拌1小时后获得玻璃涂料；
步骤三、玻璃涂料喷涂：
将玻璃在工业酒精中用4000Hz频率的超声波清洗10-15分钟后，放置于室温下干燥2小时；
将步骤二获得的玻璃涂料装入气压喷枪中，喷枪的口径0.1mm，工作压力3MPa，喷枪口距离玻璃表面15cm，在玻璃表面垂直喷涂一层涂料；
将喷涂后的玻璃在室温下水平放置干燥3小时后，放入烘箱中，在80℃温度下干燥3小时，获得表面有干燥涂层的涂层玻璃；
步骤四、玻璃钢化处理：将步骤三获得的涂层玻璃放入钢化炉中，在空气气氛下，在15分钟内从室温升温到600℃，保温10分钟，然后5分钟内将温度升温到650℃，保温10分钟，将涂层玻璃从钢化炉中取出，室温下冷却，获得磨砂玻璃。
通过实施例1提供的所述一种磨砂玻璃的制备方法制备的所述磨砂玻璃，其磨砂薄膜的表面形貌如图1所述，可见，磨砂薄膜表面光洁平整。磨砂薄膜的截面显微形貌如图2所示，可见，磨砂薄膜内部产生了大量的微气孔，从而实现磨砂效果。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明制备的磨砂玻璃，磨砂薄膜表面光洁平整，通过在磨砂薄膜内部产生大量的微气孔实现磨砂效果，易于磨砂玻璃后期的清洁维护；
2、玻璃涂料为无机材料，硬度较有机薄膜材料高，不存在老化现象；
3、与HF腐蚀法制备磨砂玻璃相比，不需要使用有毒的HF，工艺更环保；
4、采用喷涂结合玻璃钢化工艺，工艺简单，生产成本低。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (3)

1.一种磨砂玻璃的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
步骤一、玻璃基料的制备：
将玻璃基料中各原料按配比称取，各原料按重量百分比为：40-50％的硼玻璃粉、8-10％的氧化锌、2-3％的氧化铌、5-8％的氧化铋、10-15％的石英粉、5-8％的碳酸钡、10％的锆英石以及2-3％的氧化锑；
将称取的各原料放入到混料机中，在混料机的搅拌桨转速为30转/分钟条件下，混料2-3小时；
将混合好的原料放入到工业坩埚炉中，以5℃/分钟的速度从室温下升温到1000-1050℃，保温1-1.5小时，制成玻璃液；
将玻璃液倒入水中，水淬后将碎玻璃放入到陶瓷内衬球磨机中，采用直径为0.5-1cm氧化锆小球对碎玻璃进行研磨，在球磨机转速60转/分钟条件下球磨12-16小时，得到浆料；
将浆料过320目筛网，过滤后的浆料在120℃烘干，再过150目筛网，得到用玻璃基料；
步骤二、玻璃涂料的制备：
将涂料中各成分按配比称取，各成分按重量百分比包括：30-35％的工业级异丙醇、50-56％的玻璃基料、10-15％的碳酸铵、3-5％的聚酰胺树脂以及0.5-1％的正硅酸乙酯；
在混料机的搅拌桨为200转/分钟的条件下，在异丙醇中加入正硅酸乙酯，搅拌0.5-1小时后，再加入玻璃基料，将转速调高到600转/分钟，搅拌1-3小时后，再加入碳酸铵和聚酰胺树脂，搅拌1-2小时后获得玻璃涂料；
步骤三、玻璃涂料喷涂：
将玻璃在工业酒精中用4000Hz频率的超声波清洗10-15分钟后，放置于室温下干燥1-2小时；
将步骤二获得的玻璃涂料装入气压喷枪中，喷枪的口径0.1-0.15mm，工作压力3-5MPa，喷枪口距离玻璃表面10-15cm，在玻璃表面垂直喷涂一层涂料；
将喷涂后的玻璃在室温下水平放置干燥2-3小时后，放入烘箱中，在80℃温度下干燥3-4小时，获得表面有干燥涂层的涂层玻璃；
步骤四、玻璃钢化处理：将步骤三获得的涂层玻璃放入钢化炉中，在空气气氛下，在10-15分钟内从室温升温到550-600℃，保温10-15分钟，然后5分钟内将温度升温到650-680℃，保温10-12分钟，将涂层玻璃从钢化炉中取出，室温下冷却，获得磨砂玻璃。
2.如权利要求1所述的一种磨砂玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤一中，所述混料机为双S形混料机。
3.如权利要求1所述的一种磨砂玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤四中，所述磨砂玻璃为平板磨砂玻璃。
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