CN110683760A - 一种抗摔微晶玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发提供了一种抗摔微晶玻璃陶瓷酒瓶，涉及酒瓶制造领域，特别是涉及一种具有优异抗摔抗冲击能力的微晶玻璃陶瓷酒瓶。其特征主要是由60‑70％的石英砂，20‑25％的碳酸锂，2‑8％的氢氧化铝，2‑6％的硝酸钾，0.01‑0.1％的硝酸银，0.01‑0.2％的氧化铈等微量添加物组成,并经合适的UV紫外光辐照工艺后再进行特定的微晶化热处理。本发明具有优异的抗摔抗冲击能力，该材料抗折强度可达300MPa，容量500ml的瓶子经瓶罐抗冲击试验仪测试其抗冲击能力达到仪器的上限2.6J时仍未破碎(而常规材质的500ml玻璃瓶抗冲击0.8j；陶瓷瓶抗冲击0.2J)。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃领域，具体涉及一种抗摔微晶玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
国家包装产品质量监督检验中心(兰州)杨晓铭等人对提高玻璃瓶罐物理性能的重要性和提高瓶罐物理性能的措施进行了多方位的分析；王俊丽也论述了影响玻璃瓶罐抗冲击强度的主要因素；李启甲论述了常用的强化玻璃的几种工艺方法和缺点并采用喷涂化学物质的方法强化玻璃瓶罐。这些玻璃强化工艺中，物理钢化容易导致产品变形，且在大生产条件下难以对中空的薄壁玻璃瓶罐进行风冷钢化。低温型离子交换化学强化又无法应对复杂形状、机速高产量大的玻璃瓶罐生产。李启甲使用的喷涂化学物质的方法难以喷涂玻璃瓶内壁且容易侵蚀玻璃瓶表面。且上述使用的所有方法都无法对玻璃瓶罐的抗摔和抗冲击能力实现大幅度提升。CN 204776848 U发明了一种防摔酒瓶，其仅仅是在下瓶体圆周上设置了两圈支撑体，上瓶体和下瓶体采用对应的凹凸块匹配卡接，这样的方法实际仅仅是给瓶体加了2个保护圈，瓶体本身并未强化，这种设计不但严重影响瓶体美观而且卡接部位存在严重漏酒问题，完全无法实际应用。
为此，本发明应运而生。
发明内容
玻璃制品在运输和使用中会受到不同情况的冲击，玻璃瓶容易出现破碎，瓶罐的减重和轻量化是包装行业的一个发展方向，减重的一种方法便是将酒瓶厚度减薄。而现有玻璃生产工艺生产的玻璃，要么玻璃减薄后抗摔强度高但是工艺难度也高，要么工艺不难但是强度不高或者成品率不高。本发明为了解决现有玻璃中抗摔和抗冲击能力较弱的问题，从而提供了一种新的微晶玻璃材料和便于生产的微晶玻璃工艺。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种抗摔微晶玻璃，包括由以下重量份数的原料制成：
60-70％的石英砂，20-25％的碳酸锂，2-8％的氢氧化铝，2-8％的硝酸钾，0.01-0.1％的硝酸银，0.01-0.2％的氧化铈。
较佳的，所述石英砂的含量为65.5％～70％。
较佳的，所述碳酸锂的含量为23.5％～25％。
较佳的，所述氢氧化铝的含量为5％～8％。
较佳的，所述硝酸钾的含量为5.5％～8％。
较佳的，所述硝酸银的含量为0.003％～0.005％。
较佳的，所述氧化铈的含量为0.08％～0.1％。
本发明还提供了一种抗摔微晶玻璃的制备方法，包括：
配料，按照60-70％的石英砂，20-25％的碳酸锂，2-8％的氢氧化铝，2-8％的硝酸钾，0.01-0.1％的硝酸银，0.01-0.2％的氧化铈称取对应的原料；
混料，混合称取的原料，混合时间20-30min，机器转速为200-240r/min；
熔料，将窑炉升温至1200-1250℃，将经混料工序混合好的原料装入炉内的石英陶瓷坩埚中，以2-3℃/min的升温速度升温至1500-1550℃，在1500-1550℃保温3-5h；
出料成型，将窑炉温度降至1200-1250℃，将玻璃熔体挑入玻璃瓶模具中吹制成型玻璃瓶；
退火，将成型的玻璃瓶放入退火炉中，退火温度500-550℃，保温3h后随炉冷却；
UV光敏化，将退火后的瓶子放在UV紫外灯箱内进行辐照，紫外灯功率1KW,辐照时间20-30min；
微晶化，将瓶子放入晶化炉中，室温下以1-1.5℃/min速率升温到570℃-600℃，保温15-30min。然后以1-1.5℃/min速率升温到780-820℃，保温20-30min,微晶化后随炉冷却得到微晶玻璃瓶。
较佳的，其中微晶化处理采用两步晶化法，包括首先室温下升温到600-630℃，保温20-30分钟，然后升温到780℃—820℃，保温30分钟；升温速率均为1℃/min，微晶化后随炉冷却。
本发明还提供了一种抗摔微晶玻璃在酒瓶上的应用，该玻璃由上述任一技术方案所制。
本发明的有益效果为：
经微晶化处理的微晶玻璃瓶，具有优异的抗摔抗冲击能力。通过测试，对比同尺寸同种类产品，其抗摔抗冲击能力提高数倍。容量500ml的瓶子经瓶罐抗冲击试验仪测试其抗冲击能力达到仪器的上限2.6J时仍未破碎(而常规材质的500ml玻璃瓶抗冲击0.8j；陶瓷瓶抗冲击0.2J)。微晶玻璃裸瓶自1.5米高处自由坠落至坚硬的水磨石地面不破裂。
具体实施方式
实施例1：
原料配比如下：
70％的石英砂，23.5％的碳酸锂，3％的氢氧化铝，3.5％的硝酸钾，外加0.05％的硝酸银，0.08％的氧化铈。
工艺步骤为：
A配料：按照70％的石英砂，23.5％的碳酸锂，3％的氢氧化铝，3.5％的硝酸钾，外加0.05％的硝酸银，0.08％的氧化铈称取对应的原料。
B混料：采用自制快速混料机混合称取的粉料，混合时间30分钟，机器转速为200转/min。
C熔料：将窑炉升温至1200℃，将经B工序混合好的原料装入炉内的石英陶瓷坩埚中，以2℃/min的升温速度升温至1550度，在1550℃保温5小时。
D出料成型：将窑炉温度降至1250℃，将玻璃熔体挑入玻璃瓶模具中吹制成型玻璃瓶。
E退火：将成型的玻璃瓶放入退火炉中，退火温度500度，保温5小时后随炉冷却。
FUV光敏化：将退火后的瓶子放在UV紫外灯箱内进行辐照，紫外灯功率1KW,辐照时间25分钟。
G微晶化：将瓶子放入晶化炉中，室温下以1℃/min速率升温到600℃，保温25分钟。然后以1℃/min速率升温到800℃，保温30分钟。微晶化后随炉冷却得到微晶玻璃瓶。
实施例2：
原料配比如下：
61.5％的石英砂，25％的碳酸锂，8％的氢氧化铝，5.5％的硝酸钾，外加0.03％的硝酸银，0.1％的氧化铈。
工艺步骤为：
A配料：按照61.5％的石英砂，25％的碳酸锂，8％的氢氧化铝，5.5％的硝酸钾，外加0.03％的硝酸银，0.1％的氧化铈称取对应的原料
B混料：采用自制快速混料机混合称取的粉料，混合时间30分钟，机器转速为200转/min
C熔料：将窑炉升温至1250℃，将经B工序混合好的原料装入炉内的石英陶瓷坩埚中，以2℃/min的升温速度升温至1550℃，在1550℃保温5小时
D出料成型：将窑炉温度降至1250℃，将玻璃熔体挑入玻璃瓶模具中吹制成型玻璃瓶
E退火：将成型的玻璃瓶放入退火炉中，退火温度550℃，保温3小时后随炉冷却
F UV光敏化：将退火后的瓶子放在UV紫外灯箱内进行辐照，紫外灯功率1KW,辐照时间30分钟
G微晶化：将瓶子放入晶化炉中，室温下以1℃/min速率升温到600℃，保温30分钟。然后以1℃/min速率升温到820℃，保温30分钟。微晶化后随炉冷却得到微晶玻璃瓶
实施例3：
原料配比如下：
65.5％的石英砂，21.5％的碳酸锂，5％的氢氧化铝，8％的硝酸钾，外加0.04％的硝酸银，0.08％的氧化铈。
工艺步骤为：
A配料：按照65.5％的石英砂，21.5％的碳酸锂，5％的氢氧化铝，8％的硝酸钾，外加0.04％的硝酸银，0.08％的氧化铈称取对应的原料
B混料：采用自制快速混料机混合称取的粉料，混合时间30分钟，机器转速为200转/min
C熔料：将窑炉升温至1250℃，将经B工序混合好的原料装入炉内的石英陶瓷坩埚中，以2℃/min的升温速度升温至1550℃，在1550℃保温5小时
D出料成型：将窑炉温度降至1250℃，将玻璃熔体挑入玻璃瓶模具中吹制成型玻璃瓶
E退火：将成型的玻璃瓶放入退火炉中，退火温度550℃，保温3小时后随炉冷却
F UV光敏化：将退火后的瓶子放在UV紫外灯箱内进行辐照，紫外灯功率1KW,辐照时间25分钟
G微晶化：将瓶子放入晶化炉中，室温下以1℃/min速率升温到620℃，保温30分钟。然后以1℃/min速率升温到800℃，保温30分钟。微晶化后随炉冷却得到微晶玻璃瓶
现有主要技术指标如下：
本发明技术效果对比：
本发明的微晶玻璃酒瓶外观为玉质莹白色，壁厚约3mm x底厚5mm，具有优异的抗摔抗冲击能力，该材料抗折强度可达300MPa，容量500ml的瓶子经瓶罐抗冲击试验仪测试其抗冲击能力达到仪器的上限2.6J时仍未破碎(而常规材质的500ml玻璃瓶抗冲击0.8j；陶瓷瓶抗冲击0.2J)。裸瓶自1.5米高处自由坠落至水磨石地面不破裂，瓶体材质健康安全，耐腐蚀，无铅、汞、镉、砷析出，符合固溶物检测要求。
本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出多种变化。因而，在不违反本发明的权利要求宗旨的前提下，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
Claims (10)
1.一种抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：60-70％的石英砂，20-25％的碳酸锂，2-8％的氢氧化铝，2-8％的硝酸钾，0.01-0.1％的硝酸银，0.01-0.2％的氧化铈。
2.根据权利要求1所述的抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括：所述石英砂的含量为65.5％～70％。
3.根据权利要求1所述的抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括：所述碳酸锂的含量为23.5％～25％。
4.根据权利要求1所述的抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括：所述氢氧化铝的含量为5％～8％。
5.根据权利要求1所述的抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括：所述硝酸钾的含量为5.5％～8％。
6.根据权利要求1所述的抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括：所述硝酸银的含量为0.003％～0.005％。
7.根据权利要求1所述的抗摔微晶玻璃，其特征在于，包括：所述氧化铈的含量为0.08％～0.1％。
8.一种抗摔微晶玻璃的制备方法，包括：
配料，按照60-70％的石英砂，20-25％的碳酸锂，2-8％的氢氧化铝，2-8％的硝酸钾，0.01-0.1％的硝酸银，0.01-0.2％的氧化铈称取对应的原料；
混料，混合称取的原料，混合时间20-30min，机器转速为200-240r/min；
熔料，将窑炉升温至1200-1250℃，将经混料工序混合好的原料装入炉内的石英陶瓷坩埚中，以2-3℃/min的升温速度升温至1500-1550℃，在1500-1550℃保温3-5h；
出料成型，将窑炉温度降至1200-1250℃，将玻璃熔体挑入玻璃瓶模具中吹制成型玻璃瓶；
退火，将成型的玻璃瓶放入退火炉中，退火温度500-550℃，保温3h后随炉冷却；
UV光敏化，将退火后的瓶子放在UV紫外灯箱内进行辐照，紫外灯功率1KW,辐照时间20-30min；
微晶化，将瓶子放入晶化炉中，室温下以1-1.5℃/min速率升温到570℃-600℃，保温15-30min。然后以1-1.5℃/min速率升温到780-820℃，保温20-30min,微晶化后随炉冷却得到微晶玻璃瓶。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，微晶化处理采用两步晶化法，包括首先室温下升温到600-630℃，保温20-30分钟，然后升温到780℃-820℃，保温30分钟；升温速率均为1℃/min，微晶化后随炉冷却。
10.一种由上述任一项权利要求所制作的抗摔微晶玻璃在酒瓶上的应用。
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