CN109354401A - 一种耐高温玻璃制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温玻璃制备工艺，包括首先将二氧化硅、氧化铝、氮化硅、三氧化二铬粉碎，再加入二氧化锆、氧化硼、碳化硅晶须、石英砂，球磨处理；然后将处理后的样品加热并保温一段时间，继续向样品中加入耐高温添加剂、流平剂、颜料、阻燃剂以及复合澄清剂，形成液态玻璃融液；再将得到的融液倒入预热玻璃模具中形成玻璃基材；最后将玻璃基材置于混合均匀的熔盐中进行离子交换，将玻璃基材取出进行冷却即得耐高温玻璃。本发明工艺简单、绿色无污染、成本低适合工业化大规模生产，且制备的耐高温玻璃耐高温性能好，使用寿命长，应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃制备工艺，尤其是一种耐高温玻璃制备工艺。
背景技术
玻璃是一种在熔融时可以形成连续网络结构，在冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的透明硅酸盐类材料。普通玻璃主要成分为二氧化硅，可以广泛应用于铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、建筑、化工、磨料等工业。
传统的玻璃生产工艺配方简单，虽然有一些耐高温玻璃在生活中得到广泛应用，但是满足不了特殊的高温作业领域的需求，且现有的耐高温玻璃使用寿命短，应用领域有限。
发明内容
为了克服现有技术中耐高温玻璃制备工艺中制备的玻璃耐高温性能差、使用寿命短、应用领域有限等缺陷，本发明提供一种耐高温玻璃制备工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐高温玻璃制备工艺，包括以下步骤，
步骤一，首先利用粉碎机将二氧化硅80～85份、氧化铝32～38份、氮化硅18～20份、三氧化二铬12～18份进行粉碎处理，得到原料粉末；然后向原料粉末中加入二氧化锆2～5份、氧化硼5～8份、碳化硅晶须2～5份、石英砂1～3份，再利用球磨机对混合后的原料进行球磨处理，混合均匀；
步骤二，将步骤一混合均匀的原料以10℃/min的加热速度加热至1120～1180℃并保温2.5～3.5h；然后再加入耐高温添加剂2.5～3.5份、流平剂2～3份、颜料0～2.5份、阻燃剂0.5～5份以及复合澄清剂5～7份，以10℃/min的加热速度升温至1250～1425℃并保温3.5～4.5h，形成具有设定粘度的液态玻璃融液；再进行匀化、澄清、排气泡处理，使得玻璃融液成为可流动的熔融体；
步骤三，将步骤二制得的熔融体倒入预热到400～450℃的玻璃加工模具中进行成型，然后将成型后的玻璃样品置于450～500℃的环境下保温3.5～4.5h，最后以10℃/min的加热速度升温至600～700℃并保温2.5～3.5h，形成软化的玻璃基材；
步骤四，将钙盐、钾盐以及铷盐置于球磨机中进行球磨处理，混合均匀后加热至熔融状态，得到混合均匀的熔盐；
步骤五，将步骤三中的玻璃基材置于步骤四混合均匀的熔盐中在450～480℃进行离子交换；
步骤六，将步骤五中的玻璃基材从熔盐中取出，冷却至20～30℃即得耐高温玻璃。
上述的一种耐高温玻璃制备工艺，所述步骤一中的二氧化硅、氧化铝、氮化硅、三氧化二铬粉碎后的颗粒度为500～1200目。
上述的一种耐高温玻璃制备工艺，所述步骤一中球磨机对混合后的原料进行球磨处理，球磨处理条件为湿磨30～50min，球磨机的转速为280～320r/min。
上述的一种耐高温玻璃制备工艺，所述步骤二中耐高温添加剂为酚醛树脂、硅酸钠和硅烷偶联剂的混合物。
上述的一种耐高温玻璃制备工艺，所述步骤二中的流平剂为丁基纤维素、改性聚醚以及聚二甲基硅氧烷的混合物；所述复合澄清剂为硝酸钠、硼酸锌、氟锆酸钾以及碳酸锶的混合物。
上述的一种耐高温玻璃制备工艺，所述步骤五中离子置换过程中的置换时间为8～12h。
上述的一种耐高温玻璃制备工艺，所述步骤四中的钙盐、钾盐以及铷盐分别为碳酸钙、氯化钾以及碳酸铷，所述的钙盐、钾盐以及铷盐的质量比为1∶3∶2。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明耐高温玻璃制备工艺采用二氧化硅、氧化铝、氮化硅以及三氧化二铬为原料，通过加入硬质材料以及辅助材料，有效地消除了传统耐高温玻璃制备工艺中制备的玻璃耐高温性能差、使用寿命短、应用领域有限的缺陷。本发明耐高温玻璃制备工艺中工艺简单、绿色无污染、成本低适合工业化大规模生产，且制备的耐高温玻璃耐高温性能好，使用寿命长，应用范围广。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的具体结构、工作原理的内容，下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但是以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的范围。对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据实施例获得其他的实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种耐高温玻璃制备工艺，包括以下步骤，
步骤一，首先利用粉碎机将二氧化硅80份、氧化铝32份、氮化硅18份、三氧化二铬12份进行粉碎处理，得到原料粉末；然后向原料粉末中加入二氧化锆2份、氧化硼5份、碳化硅晶须2份、石英砂1份，再利用球磨机对混合后的原料进行球磨处理，混合均匀；
步骤二，将步骤一混合均匀的原料以10℃/min的加热速度加热至1120℃并保温3.5h；然后再加入耐高温添加剂2.5份、流平剂2份、、阻燃剂0.5份以及复合澄清剂5份，以10℃/min的加热速度升温至1250℃并保温4.5h，形成具有设定粘度的液态玻璃融液；再进行匀化、澄清、排气泡处理，使得玻璃融液成为可流动的熔融体；
步骤三，将步骤二制得的熔融体倒入预热到400℃的玻璃加工模具中进行成型，然后将成型后的玻璃置于450℃的环境下保温3.5h，最后以10℃/min的加热速度升温至600℃并保温2.5h，形成软化的玻璃基材；
步骤四，将钙盐、钾盐以及铷盐置于球磨机中进行球磨处理，混合均匀后加热至熔融状态，得到混合均匀的熔盐；
步骤五，将步骤三中的玻璃基材置于步骤四混合均匀的熔盐中在450℃进行离子交换；
步骤六，将步骤五中的玻璃基材从熔盐中取出，冷却至20℃即得耐高温玻璃。
所述步骤一中的二氧化硅、氧化铝、氮化硅、三氧化二铬粉碎后的颗粒度为800目；所述步骤一中球磨机对混合后的原料进行球磨处理，球磨处理条件为湿磨30min，球磨机的转速为320r/min；所述步骤二中耐高温添加剂为酚醛树脂、硅酸钠和硅烷偶联剂的混合物；所述步骤二中的流平剂为丁基纤维素、改性聚醚以及聚二甲基硅氧烷的混合物；所述复合澄清剂为硝酸钠、硼酸锌、氟锆酸钾以及碳酸锶的混合物；所述步骤五中离子置换过程中的置换时间为8h；所述步骤四中的钙盐、钾盐以及铷盐分别为碳酸钙、氯化钾以及碳酸铷，所述的钙盐、钾盐以及铷盐的质量比为1∶3∶2。
实施例2
一种耐高温玻璃制备工艺，包括以下步骤，
步骤一，首先利用粉碎机将二氧化硅85份、氧化铝38份、氮化硅20份、三氧化二铬18份进行粉碎处理，得到原料粉末；然后向原料粉末中加入二氧化锆5份、氧化硼8份、碳化硅晶须5份、石英砂3份，再利用球磨机对混合后的原料进行球磨处理，混合均匀；
步骤二，将步骤一混合均匀的原料以10℃/min的加热速度加热至1180℃并保温2.5h；然后再加入耐高温添加剂3.5份、流平剂3份、颜料2.5份、阻燃剂5份以及复合澄清剂7份，以10℃/min的加热速度升温至1425℃并保温3.5h，形成具有设定粘度的液态玻璃融液；再进行匀化、澄清、排气泡处理，使得玻璃融液成为可流动的熔融体；
步骤三，将步骤二制得的熔融体倒入预热到450℃的玻璃加工模具中进行成型，然后将成型后的玻璃样品置于500℃的环境下保温4.5h，最后以10℃/min的加热速度升温至700℃并保温3.5h，形成软化的玻璃基材；
步骤四，将钙盐、钾盐以及铷盐置于球磨机中进行球磨处理，混合均匀后加热至熔融状态，得到混合均匀的熔盐；
步骤五，将步骤三中的玻璃基材置于步骤四混合均匀的熔盐中在480℃进行离子交换；
步骤六，将步骤五中的玻璃基材从熔盐中取出，冷却至30℃即得耐高温玻璃。
所述步骤一中的二氧化硅、氧化铝、氮化硅、三氧化二铬粉碎后的颗粒度为1200目；所述步骤一中球磨机对混合后的原料进行球磨处理，球磨处理条件为湿磨50min，球磨机的转速为280r/min；所述步骤二中耐高温添加剂为酚醛树脂、硅酸钠和硅烷偶联剂的混合物；所述步骤二中的流平剂为丁基纤维素、改性聚醚以及聚二甲基硅氧烷的混合物；所述复合澄清剂为硝酸钠、硼酸锌、氟锆酸钾以及碳酸锶的混合物；所述步骤五中离子置换过程中的置换时间为12h；所述步骤四中的钙盐、钾盐以及铷盐分别为碳酸钙、氯化钾以及碳酸铷，所述的钙盐、钾盐以及铷盐的质量比为1∶3∶2。
实施例3
一种耐高温玻璃制备工艺，包括以下步骤，
步骤一，首先利用粉碎机将二氧化硅82份、氧化铝35份、氮化硅19份、三氧化二铬15份进行粉碎处理，得到原料粉末；然后向原料粉末中加入二氧化锆3份、氧化硼6份、碳化硅晶须4份、石英砂2份，再利用球磨机对混合后的原料进行球磨处理，混合均匀；
步骤二，将步骤一混合均匀的原料以10℃/min的加热速度加热至1150℃并保温3h；然后再加入耐高温添加剂3份、流平剂2.5份、颜料1份、阻燃剂2份以及复合澄清剂6份，以10℃/min的加热速度升温至1350℃并保温4h，形成具有设定粘度的液态玻璃融液；再进行匀化、澄清、排气泡处理，使得玻璃融液成为可流动的熔融体；
步骤三，将步骤二制得的熔融体倒入预热到420℃的玻璃加工模具中进行成型，然后将成型后的玻璃样品置于480℃的环境下保温4h，最后以10℃/min的加热速度升温至650℃并保温3h，形成软化的玻璃基材；
步骤四，将钙盐、钾盐以及铷盐置于球磨机中进行球磨处理，混合均匀后加热至熔融状态，得到混合均匀的熔盐；
步骤五，将步骤三中的玻璃基材置于步骤四混合均匀的熔盐中在470℃进行离子交换；
步骤六，将步骤五中的玻璃基材从熔盐中取出，冷却至25℃即得耐高温玻璃。
所述步骤一中的二氧化硅、氧化铝、氮化硅、三氧化二铬粉碎后的颗粒度为1100目；所述步骤一中球磨机对混合后的样品进行球磨处理，球磨处理条件为湿磨40min，球磨机的转速为300r/min；所述步骤二中耐高温添加剂为酚醛树脂、硅酸钠和硅烷偶联剂的混合物；所述步骤二中的流平剂为丁基纤维素、改性聚醚以及聚二甲基硅氧烷的混合物；所述复合澄清剂为硝酸钠、硼酸锌、氟锆酸钾以及碳酸锶的混合物；所述步骤五中离子置换过程中的置换时间为10h；所述步骤四中的钙盐、钾盐以及铷盐分别为碳酸钙、氯化钾以及碳酸铷，所述的钙盐、钾盐以及铷盐的质量比为1∶3∶2。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一，首先利用粉碎机将二氧化硅80～85份、氧化铝32～38份、氮化硅18～20份、三氧化二铬12～18份进行粉碎处理，得到原料粉末；然后向原料粉末中加入二氧化锆2～5份、氧化硼5～8份、碳化硅晶须2～5份、石英砂1～3份，再利用球磨机对混合后的原料进行球磨处理，混合均匀；
步骤二，将步骤一混合均匀的原料以10℃/min的加热速度加热至1120～1180℃并保温2.5～3.5h；然后再加入耐高温添加剂2.5～3.5份、流平剂2～3份、颜料0～2.5份、阻燃剂0.5～5份以及复合澄清剂5～7份，以10℃/min的加热速度升温至1250～1425℃并保温3.5～4.5h，形成具有设定粘度的液态玻璃融液；再进行匀化、澄清、排气泡处理，使得玻璃融液成为可流动的熔融体；
步骤三，将步骤二制得的熔融体倒入预热到400～450℃的玻璃加工模具中进行成型，然后将成型后的玻璃置于450～500℃的环境下保温3.5～4.5h，最后以10℃/min的加热速度升温至600～700℃并保温2.5～3.5h，形成软化的玻璃基材；
步骤四，将钙盐、钾盐以及铷盐置于球磨机中进行球磨处理，混合均匀后加热至熔融状态，得到混合均匀的熔盐；
步骤五，将步骤三中的玻璃基材置于步骤四混合均匀的熔盐中在450～480℃进行离子交换；步骤六，将步骤五中的玻璃基材从熔盐中取出，冷却至20～30℃即得耐高温玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于，所述步骤一中的二氧化硅、氧化铝、氮化硅、三氧化二铬粉碎后的颗粒度为500～1200目。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于，所述步骤一中球磨机对混合后的原料进行球磨处理，球磨处理条件为湿磨30～50min，球磨机的转速为280～320r/min。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于，所述步骤二中耐高温添加剂为酚醛树脂、硅酸钠和硅烷偶联剂的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于，所述步骤二中的流平剂为丁基纤维素、改性聚醚以及聚二甲基硅氧烷的混合物；所述复合澄清剂为硝酸钠、硼酸锌、氟锆酸钾以及碳酸锶的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于，所述步骤五中离子置换过程中的置换时间为8～12h。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温玻璃制备工艺，其特征在于，所述步骤四中的钙盐、钾盐以及铷盐分别为碳酸钙、氯化钾以及碳酸铷，所述的钙盐、钾盐以及铷盐的质量比为1∶3∶2。
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| CN113929302A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-01-14 | 九江润诚新材料有限公司 | 一种耐高温的特种玻璃的生产方法 |
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2018
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