CN110183103A - 无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法 - Google Patents

无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法，其特征在于由以下重量份数比的原料组成：1‑25份勃姆石、0‑20份氢氧化物,0‑25份硼酸、0.05‑1份氧化物。（1）将玻璃原料与玻璃澄清剂混合；（2）将混合料研磨，控制粒径30‑200μm，置于高温炉中升温至1600‑1650℃熔制，保温1‑4h熔制澄清，成型、退火。本发明优点：1.无毒环保，生产过程安全；2.高温分解产生玻璃配合料所需原料，可直接作为玻璃原料使用，不会引入过多其他化合物从而影响玻璃的性能；3.不会引入碱金属，适用于无碱硼铝硅酸盐玻璃；4.澄清效率高，澄清时间短，能有效降低能耗。

Description

无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，涉及一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法。
背景技术
TFT液晶显示方式，具有比旧式LCD屏快600倍的像素反应速度。先进矽电极加入，大大加快了液晶屏幕的像素反应速度，减少画面出现的延缓现象。同时对玻璃基板提出了更高的技术要求。目前市面上主流基板玻璃产品均属于无碱硼铝硅酸盐玻璃系统。无碱硼铝硅酸盐玻璃在熔融阶段会产生大量的气体，由于玻璃中不含有碱金属，且原料中铝含量超过12%，所以无碱硼铝硅酸盐玻璃的工艺特点是熔制温度较高，黏度比较大，澄清非常困难，而气泡的存在，影响了玻璃的光学均匀性、透过率、机械强度等性能（对于平板玻璃来说属于严重的缺陷）。因此玻璃生产过程中需要加入合适的澄清剂，用来消除玻璃生产过程中的气泡。
专利公开号为CN103113022A中公开了一种用来减少硅酸盐玻璃中的气籽浓度的澄清剂，所述澄清剂包含至少一种无机化合物,例如作为水的来源的水合物或氢氧化物，在一个实施方式中,所述澄清剂还包含至少一种多价金属氧化物,和任选的氧化剂。以上公开文献虽然解决了硅酸盐玻璃澄清效果不好的问题，但是会在玻璃成分中引入碱金属，不适用于无碱硼铝硅酸盐玻璃。并且以上专利中所提出的金属水合物（如霞石，云母，沸石等）会引入过多杂质元素从而影响玻璃的性能以及会使玻璃出现着色现象影响无碱硼铝硅酸盐玻璃的应用。
目前市面上的无碱硼铝硅酸盐玻璃澄清剂主要是氧化锡，氧化亚锡，硫化物，卤化物等，但是它们的添加量大，澄清效率不高，无法达到很好的澄清效果，且硫化物和卤化物会对人体和环境造成一定的危害。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于由以下重量份数比的原料组成（占配合料重量份数比）：1-25份勃姆石、0-20份氢氧化物、 0-25份硼酸以及0.05-1份氧化物。
进一步，所述氢氧化物为氢氧化镁，氢氧化钙，氢氧化锶中任一种或几种的混合物。
进一步，所述的氧化物为氧化锡，氧化亚锡，氧化铈中任一种或几种的混合物。
进一步，所述无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，可由以下重量份数比的原料组成：8-18份勃姆石、0-7份氢氧化物、0.05-0.5份氧化物。
进一步，所述无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，可由以下重量份数比的原料组成：12-18份勃姆石、0-13份硼酸、0.05-0.5份氧化物。
进一步，所述无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，可由以下重量份数比的原料组成：13-14份勃姆石、5-7份硼酸、0.1-0.5份氧化物。
一种采用上述澄清剂制备无碱硼铝硅酸盐玻璃的方法，包括现有成型、退火步骤，其特征在于包括以下步骤：
（1）将无碱硼铝硅酸盐玻璃原料与上述玻璃澄清剂进行混合，其中玻璃原料是由以下重量份数比的原料组成：50-70份SiO2、5-25份 Al2O3、0-6份CaO、0-5份MgO、3-20份B2O3、0-15份SrO、0-0.5份SnO2、0-0.5份SnO、0-0.5份CeO2；
（2）将步骤（1）所得的混合料进行研磨制成配合料，控制混合料的粒径为30-200μm，随后将配合料置于高温炉体中升温至1600-1650℃熔制，保温1-4h进行充分熔制澄清，随后进行成型、退火制成玻璃。
进一步，所述步骤（1）中玻璃原料按重量份数比计，优选为55-65份SiO2、5-18份Al2O3、0-5份CaO、0-4份MgO、5-15份B2O3、0-13份SrO、0-0.5份SnO2、0-0.5份SnO、0-0.5份CeO2。
进一步，所述步骤（1）中玻璃原料按重量份数比计，优选为58-60份SiO2、12-18份Al2O3、2-5份CaO、1-4份MgO、6-10份 B2O3、6-9份SrO、0-0.3份SnO2、0-0.3份SnO、0-0.3份CeO2。
进一步，所述步骤（2）保温时间优选为1.5-3.5h。
勃姆石（γ-AlOOH）中的结晶水在1000℃左右脱去，脱水温度较高，在玻璃液澄清阶段起到澄清作用。而且勃姆石化学性质稳定，在酸碱溶液中均不易溶解，在玻璃生产过程中对耐火材料的侵蚀性低。硼酸（H3BO3）和氢氧化物均在高温条件下脱水，形成的水蒸气溶于玻璃熔体，在玻璃澄清阶段有助于玻璃液中气泡排出，并且硼酸呈弱酸性，对耐火材料的腐蚀性较弱。
上述澄清剂直接作为玻璃原料使用，在玻璃液熔融温度前分解产生水蒸气和玻璃配合料所需原料,产生的水蒸气最初溶解在固体或者熔体中，随着温度的升高，水蒸气被已经存在在熔体中的气泡捕获，水蒸气填充这些已经存在的气泡，使得这些气泡膨胀，尺寸增大。膨胀的气泡快速上升到熔体的顶部，从熔体表面逸出，从而使得熔体中的气泡数量降低；且玻璃熔体中由于含水使得玻璃熔体的黏度降低，使得气泡上升到熔体顶部的速度加快。这使得玻璃在熔融状态下的澄清速度提高，能够有效的减少工业生产中的能源消耗。
本发明的优点：1.本澄清剂无毒环保，生产过程安全；2. 本澄清剂高温条件下分解产生玻璃配合料所需原料，可直接作为玻璃原料使用，不会引入过多其他化合物从而影响玻璃的性能；3.本澄清剂所选金属水合物不会引入碱金属，适用于无碱硼铝硅酸盐玻璃；4.澄清效率高，澄清时间短，能有效降低能耗。
附图说明
图1是对比实施1条件下得到的玻璃熔化状态图；
图2是实施1条件下得到的玻璃熔化状态图；
图3是实施2条件下得到的玻璃熔化状态图；
图4是实施3条件下得到的玻璃熔化状态图；
图5是实施4条件下得到的玻璃熔化状态图；
图6是实施5条件下得到的玻璃熔化状态图。
具体实施方式
一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其制备方法，具体实施步骤如下：
实施例1
（1）将无碱硼铝硅酸盐玻璃原料和澄清剂按下表1的配方（实施例1）进行混合，随后进行研磨制成配合料；
（2）将配合料置于高温炉体中升温至1600℃熔制，保温3h进行充分熔制澄清，澄清后的玻璃液进入锡槽通过浮法成型得到玻璃样品，玻璃样品再经退火窑退火，在600-700℃保温30-60min，玻璃样品随炉冷却至室温，即得到无碱硼铝硅酸盐玻璃。
对比实施例1
（1）将无碱硼铝硅酸盐玻璃原料和澄清剂按下表1的配方（对比实施例1）进行混合，随后进行研磨制成配合料；
（2）将配合料置于高温炉体中升温至1600℃熔制，保温3h进行充分熔制澄清，澄清后的玻璃液进入锡槽通过浮法成型得到玻璃样品，玻璃样品再经退火窑退火，在600-700℃保温30-60min，玻璃样品随炉冷却至室温，即得到无碱硼铝硅酸盐玻璃。
在配合料熔融过程中使用捷克GLASS SERVICE公司生产的高温熔融观察系统，以图片（图1-5和对比图1）形式记录的玻璃熔化状态图。
本澄清剂可直接作为玻璃原料使用，通过图1，图2和对比图1可知：单独添加氧化锡时样品在1600℃保温3h的熔化状态图中有大量的气泡，单独添加氧化锡时在无碱硼铝硅酸盐玻璃中并没有很好的澄清效果，勃姆石和氧化剂必须同时存在才能有很好的澄清效果。从图1和图2可知，勃姆石完全替代氧化铝时，样品的澄清效果更加优异，这说明勃姆石在无碱硼铝硅酸盐玻璃中既可以作为玻璃原料又具有澄清的作用。从图3、图4、图5可知，当勃姆石和氢氧化钙完全替代氧化铝和碳酸钙时，样品的澄清效果最好，从样品在1600℃保温3h时的熔化状态图中可以看出，气泡的数量已经很少，说明使用本澄清配方在工业生产中有望大幅度提高澄清效率，降低无碱硼铝硅酸盐玻璃澄清过程中的保温时间，有效的减少能源消耗。
下表1为对比实施例1及实施例1-5中各原料的配方：
表1：对比实施例1及实施例1-5中各原料的配方：
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于由以下重量份数比的原料组成：1-25份勃姆石、0-20份氢氧化物、 0-25份硼酸以及0.05-1份氧化物。
2.根据权利要求1所述一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于：所述氢氧化物为氢氧化镁，氢氧化钙，氢氧化锶中任一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于：所述的氧化物为氧化锡，氧化亚锡，氧化铈中任一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于：所述无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，可由以下重量份数比的原料组成：8-18份勃姆石、0-7份氢氧化物、0.05-0.5份氧化物。
5.根据权利要求1所述一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于：所述无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，可由以下重量份数比的原料组成：12-15份勃姆石、0-13份硼酸、0.05-0.5份氧化物。
6.根据权利要求1所述一种无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，其特征在于：所述无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂，可由以下重量份数比的原料组成：13-14份勃姆石、5-7份硼酸、0.1-0.5份氧化物。
7.一种采用权利要求1-6所述澄清剂制备无碱硼铝硅酸盐玻璃的方法，包括现有成型、退火步骤，其特征在于包括以下步骤：
（1）将无碱硼铝硅酸盐玻璃原料与上述玻璃澄清剂进行混合，其中玻璃原料是由以下重量份数比的原料组成：50-70份 SiO2、5-25份 Al2O3、0-6份 CaO、0-5份 MgO、3-20份 B2O3、0-15份 SrO、0-0.5份 SnO2、0-0.5份 SnO、0-0.5份 CeO2；
（2）将步骤（1）所得的混合料进行研磨制成配合料，控制混合料的粒径为30-200μm，随后将配合料置于高温炉体中升温至1600-1650℃熔制，保温1-4h进行充分熔制澄清，随后进行成型、退火制成玻璃。
8.根据权利要求7所述一种采用权利要求1-6所述澄清剂制备无碱硼铝硅酸盐玻璃的方法，其特征在于：所述步骤（1）中玻璃原料按重量份数比计，优选为55-65份SiO2、5-18份Al2O3、0-5份CaO、0-4份MgO、5-15份B2O3、0-13份SrO、0-0.5份SnO2、0-0.5份 SnO、0-0.5份CeO2。
9.根据权利要求7所述一种采用权利要求1-6所述澄清剂制备无碱硼铝硅酸盐玻璃的方法，其特征在于：所述步骤（1）中玻璃原料按重量份数比计，优选为58-60份SiO2、12-18份Al2O3、2-5份 CaO、1-4份MgO、6-10份B2O3、6-9份SrO、0-0.3份SnO2、0-0.3份SnO、0-0.3份CeO2。
10.根据权利要求7所述一种采用权利要求1-6所述澄清剂制备无碱硼铝硅酸盐玻璃的方法，其特征在于：所述步骤（2）保温时间优选为1.5-3.5h。
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