CN110937803B - 一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃及其制备方法，其特征在于：SiO2：58~65%、Al2O3：15~25%、ZnO：0.1~5%、MgO:1%~10%、CaO:1~5%、B2O3：0~6%、K2O：2~10%、Na2O：5~12%、Li2O：1~9%、CdS：0.01~3%、CdSe：0.01~3%、还原剂：0.01~2%，SnO2:0.5~2；1.硫化镉、硒化镉与氧化锌混合后置于电炉中，360~450℃反应0.5~1.5h后冷却；2.剩余原料与步骤1所得物混合，研磨均匀得配合料；3.电炉升温到800~1100℃，配合料预热1~5min后放入炉中，升温至1580~1650℃保温2~4h；4.浇注在铜板上的模具中成型，退火；5.加热至500~650℃保温1~4h，冷却。本发明优点：熔制和退火后，采用化学钢化方法进行强化处理，制备的玻璃强度高，具有防蓝光效果、可见光透过率高等特点；适合用作电子显示屏盖板玻璃和屏幕保护玻璃。

Description

一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子玻璃领域，具体涉及一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃及其制备方法。
背景技术
随着智能手机等移动设备在全球的普及，消费者观看信息显示屏（手机、平板电脑、ATM机、液晶显示器和笔记本电脑等）的时间大幅增加，部分网民会出现视力下降、白内障或失明等不同程度的眼疾。出现这种情况的重要原因是蓝光对眼睛的伤害。用蓝光芯片激发黄光荧光粉是最常用的白光合成方法，而这种白光色温通常较高，成为“冷光”。长时间面对智能手机或电脑等各种背光源显示器时，眼睛将会处于蓝光辐射的伤害中。蓝光和紫外线对眼睛长期照射时，神经视网膜和视网膜色素上皮细胞会产生严重的光损伤，而视网膜色素上皮细胞对蓝光更为敏感，更容易受到蓝光辐射损伤，容易导致黄斑变性，甚至引发失明。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有智能手机等移动设备用的盖板玻璃长时间使用易造成眼部疾病的问题，提供一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO2：58~65%、Al2O3：15~25%、ZnO：0.1~5%、MgO:1%~10%、CaO:1~5%、B2O3：0~6%、K2O：2~10%、Na2O：5~12%、Li2O：1~9%、CdS：0.01~3%、CdSe：0.01~3%、还原剂：0.01~2%，SnO2:0.5~2。
进一步，所述防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO2：59~62%、Al2O3：15~19%、ZnO：0.1~2%、MgO:1%~2%、CaO:1~3%、B2O3：1~2%、K2O：3~8%、Na2O：6~10%、Li2O：4~8%、CdS：0.1~2%、CdSe：0.1~2%、还原剂：0.05~1.5%，SnO2:0.5~1.5。
进一步，所述还原剂为硒粉、长链脂肪胺、烯类粉末态化学物。
进一步，所述K2O、Na2O及Li2O的总含量为10~25%。
进一步，所述SiO2和Al2O3的总含量为73~85%。
进一步，Li2O/(K2O+Na2O+Li2O)比值为25~40%。
进一步，所述防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃的热膨胀系数为(60~100)×10-7/℃，应变点高于540℃，软化点低于870℃，可见光的透过率大于92%。
一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）配料：按上述比例称量相对应的化合物作为原料；
（2）预煅烧：先将称量好的硫化镉、硒化镉与氧化锌混合均匀，并置于电炉中在360~450℃反应0.5~1.5小时后，随炉冷却至室温；
（3）混料：将称量好的剩余原料与预煅烧后的硫化镉、硒化镉与氧化锌的混合料混合，并研磨混合均匀得配合料；
（4）熔制：将电炉升温到800~1100℃后，将配合料在炉门口预热1~5分钟后放入炉中，升温至1580~1650℃并保温2~4小时；
（5）退火：将熔制后的玻璃液浇注在铜板上的模具中成型，并置于退火炉中退火；
（6）二次显色处理：将退火完成后的玻璃重新加热至500~650℃并保温1~4小时，然后随炉冷却至室温。
进一步，所述步骤（6）得到的玻璃进行一次化学强化和二次化学强化得强化玻璃；所述一次化学强化的熔盐为1~5%的LiNO3、15~25%的NaNO3、70~85%的KNO3组成的混合熔盐，强化温度为410~440℃，强化时间为4~10小时；二次化学强化的熔盐为100% KNO3，强化温度为440~460℃，强化时间为1~5小时。
本发明通过综合考虑各组分在熔制成型过程中的相互影响和作用（即使单个组分含量都在限定范围内，也要考虑到各组分之间的配比），控制SiO2的含量范围在58%至65%之间、K2O/Na2O/Li2O的总含量范围在10%至25%之间，有效解决了熔制成型难度和玻璃性能之间的矛盾，从而保证了玻璃具有防蓝光的效果，其热膨胀系数为(60~100)×10-7/℃，应变点高于540℃，软化点低于870℃，可见光的透过率大于92%；如：若SiO2含量降低，玻璃稳定性下降，若SiO2含量增加，虽然可以提高玻璃的机械强度和稳定性，但使得玻璃的粘度增加，不利于玻璃的熔制澄清；虽然Al2O3含量的增加可以提高玻璃结构的强度和化学强化时的离子交换，但Al2O3含量过高不利于熔制；MgO和CaO含量增加虽然有利于玻璃的熔制提高玻璃稳定性，但超出一定限制，就会导致玻璃失透；Li2O含量增加虽然够降低玻璃的软化点并提高化学强化层厚度，但是含量增加到一定限度后会导致玻璃发生析晶，控制Li2O在K2O/Na2O/Li2O总含量中的占比范围在25%至40%之间能够兼顾玻璃的化学强化性能和软化点应变点等黏度特性；K2O和Na2O含量的增加虽然会增加玻璃的膨胀系数及降低玻璃的机械性能，但随着K离子含量的增加，离子交换后玻璃的压应力降低。
玻璃熔制过程中采用预煅烧工艺可以使CdS和CdSe稳定存在于玻璃组分中，避免CdS和CdSe在高温和氧气氛围下发生氧化（使玻璃失去防蓝光的效果），本发明中CdS含量选择0.01~3%、CdSe含量选择0.01~3%，通过控制二者的质量比来调控防蓝光的波长范围。
本发明的优点：本发明制备的铝硅酸盐玻璃经过熔制和退火后，采用化学钢化方法进行强化处理，制备工艺简单，制备的玻璃强度高，具有防蓝光效果、可见光透过率高等特点；可有效过滤短波蓝光和有害的紫外线，而不影响其他波段的可见光透过率，起到保护眼睛的效果；适合用作电子显示屏盖板玻璃和屏幕保护玻璃。
附图说明
图1是一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃的透过率曲线。
具体实施方式
结合具体实施方式对本发明作进一步说明：
一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃及其制备方法，具体实施步骤如下：
(1)称量：根据表1中实施例1~4配比称量相应的化合物；
(2)预煅烧：将称量好的硫化镉、硒化镉与氧化锌混合均匀，并置于电炉中400℃反应1小时，随炉冷却；
(3)混料：将步骤（2）所得的硫化镉、硒化镉与氧化锌的混合料与其他化合物混合，并研磨混合均匀得配合料；
(4)烧制：电炉加热至1000℃后，用带刚玉盖的坩埚装配合料并在炉门口预热3分钟，然后放入炉内升温至1600℃，保温2小时；
(5)退火：玻璃液倒入铜模具中成型，并送入退火炉内600℃退火，随炉冷却至室温；
(6)二次显色处理：600℃二次加热处理2小时，然后随炉冷却至室温；
(7)将该玻璃依次进行一次化学强化和二次化学强化，所述一次化学强化的熔盐为2%的LiNO3、20%的NaNO3、78%的KNO3组成的混合熔盐，强化温度为430℃，强化时间为6小时；二次化学强化的熔盐为100% KNO3，强化温度为450℃，强化时间为3小时。
Figure DEST_PATH_IMAGE001

Claims (4)

1. 一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO2：60~62%、Al2O3：17~18%、ZnO：1~1.5%、MgO:1%~1.5%、CaO:1~1.5%、B2O3： 1%、K2O：2.9~3.1%、Na2O：6~8%、Li2O：4.1~4.9%、CdS：0.5~0.7%、CdSe：0.3~0.5%、还原剂：0.05~0.5%，SnO2:0.95~1，其中还原剂为硒粉、长链脂肪胺、烯类粉末态化学物。
2.根据权利要求1所述光高强度铝硅酸盐玻璃的热膨胀系数为(60~100)×10-7/℃，应变点高于540℃，软化点低于870℃，可见光的透过率大于92%。
3.一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）配料：按上述权利要求1所述配比称量相对应的化合物作为原料；
（2）预煅烧：先将称量好的硫化镉、硒化镉与氧化锌混合均匀，并置于电炉中在360~450℃反应0.5~1.5小时后，随炉冷却至室温；
（3）混料：将称量好的剩余原料与预煅烧后的硫化镉、硒化镉与氧化锌的混合料混合，并研磨混合均匀得配合料；
（4）熔制：将电炉升温到800~1100℃后，将配合料在炉门口预热1~5分钟后放入炉中，升温至1580~1650℃并保温2~4小时；
（5）退火：将熔制后的玻璃液浇注在铜板上的模具中成型，并置于退火炉中退火；
（6）二次显色处理：将退火后的玻璃重新加热至500~650℃并保温1~4小时，然后随炉冷却至室温。
4.根据权利要求1所述的一种防蓝光高强度铝硅酸盐玻璃，其特征在于：对该玻璃进行一次化学强化和二次化学强化得强化玻璃；一次化学强化的熔盐为1~5%的LiNO3、15~25%的NaNO3、70~85%的KNO3组成的混合熔盐，强化温度为410~440℃，强化时间为4~10小时；二次化学强化的熔盐为100% KNO3，强化温度为440~460℃，强化时间为1~5小时。
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