CN111204975A - 绿色环保的玻璃材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃材料的技术领域，具体涉及一种绿色环保的玻璃材料及其制备方法，其包括以下质量份数的组分：二氧化硅100份；废旧玻璃30‑35份；氧化铝12‑16份；氧化钙5‑8份；碲化锑1‑2份；硒化钼0.5‑1份；以及包括以下步骤：S1.将二氧化硅、废旧玻璃、氧化铝、氧化钙研磨至粒径为10‑100nm的粉末状；S2.混合二氧化硅粉末、废旧玻璃粉末、氧化铝粉末、氧化钙粉末、碲化锑、硒化钼，搅拌均匀，形成预混物；S3.加热预混物至1600‑1650℃，搅拌均匀形成玻璃液；S4.玻璃液注入模具中；S5.冷却，脱模，获得绿色环保的玻璃材料。本发明具有玻璃材料可用于制备更多对抗冲击性能要求较高的玻璃制品，使得玻璃材料的适用性较广的效果。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃材料的技术领域，尤其是涉及一种绿色环保的玻璃材料及其制备方法。
背景技术
目前玻璃材料由于具有较好的密封性，常用作化妆品的包装，通过玻璃材料保护化妆品，能使得化妆品得到更好的保护，使得化妆品不易氧化。
现有的玻璃制品越来越多，很多玻璃制品都是一次性消耗品，如啤酒瓶、酸奶瓶等，导致产生的废旧玻璃越来越多，而玻璃又属于无机材料，难以通过降解的手段处理，因此废旧玻璃的回收利用就十分重要了，通常可通过将废旧玻璃回炉再造，从新将熔融的玻璃制成新的容器，以充分利用玻璃材料。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：但是，回收的废旧玻璃中的添加物不尽相同，导致每一块玻璃碎片的性能相差较大，最终熔融后形成的性的玻璃材料的抗冲击性能是不可控的，导致回炉再造获得的玻璃材料只能用于普通的玻璃制品，适用范围较窄，因此，还有改善空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种绿色环保的玻璃材料，其具有回收利用废旧玻璃后制得的玻璃材料适用范围较广的效果。
本发明的目的之二是提供一种绿色环保的玻璃材料的制备方法，其具有制备的绿色环保的玻璃材料的质量较佳的效果。
本发明的上述发明目的之一是通过以下技术方案得以实现的：
一种绿色环保的玻璃材料，包括以下质量份数的组分：
二氧化硅100份；
废旧玻璃30-35份；
氧化铝12-16份；
氧化钙5-8份；
碲化锑1-2份；
硒化钼0.5-1份。
通过采用上述技术方案，通过掺入30-35份废旧玻璃，使得废旧玻璃对玻璃材料性能的影响控制在一个合适的范围内，通过加入碲化锑、硒化钼配合，提高了废旧玻璃的抗冲击性能，从而抵消了废旧玻璃掺入后带来的性能不稳定的负向波动，使得制备所得的玻璃材料虽然依旧会存在一定的性能波动，但抗冲击性能的最低值处于较高的水平，从而使得玻璃材料可用于制备更多对抗冲击性能要求较高的玻璃制品，从而使得玻璃材料的适用性较广；
通过在玻璃材料中加入氧化铝，使得玻璃材料更为密实，密封性能更好，从而使得玻璃材料更适合制作容器，且使得其所保护的物质更不易于变质，同时也有助于使得玻璃材料更为澄清，减少浑浊，提高玻璃材料的美观性；
通过在玻璃材料中加入氧化钙，配合废旧玻璃起到较好的助熔效果，使得玻璃材料生产时工艺较为简便，同时也有助于使得玻璃材料更为澄清，配合氧化铝使得玻璃材料质量较佳；
由于在玻璃材料中掺入了废旧玻璃，使得废旧玻璃得以重复使用，减少材料浪费，绿色环保。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：
磷化锰1-2份。
通过采用上述技术方案，通过在玻璃材料中加入磷化锰与碲化锑、硒化钼配合，使得提高玻璃材料抗冲击性能的效果更佳，进一步提高玻璃材料的强度，使得掺入废旧玻璃后对玻璃材料的影响较少，使得玻璃材料适用范围更广。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：
萤石粉3-5份。
通过采用上述技术方案，通过在玻璃材料中加入萤石粉，有效提高了玻璃材料的抗冲击性能，且使得玻璃材料的性能波动下降，有效降低废旧玻璃对玻璃材料性能的影响。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：
氧化钠2-4份；
氧化钾0.5-1份。
通过采用上述技术方案，通过在玻璃材料中加入氧化钠、氧化钾，相互配合，提供较好的助熔效果，使得二氧化硅更易于完全熔融，使得加工过程更为方便。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：
碳粉3-5份。
通过采用上述技术方案，通过在玻璃材料中加入碳粉，使得玻璃材料更为澄清，同时也起到了提高玻璃材料抗冲击性能的效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：
氧化镁0.2-0.5份。
通过采用上述技术方案，通过在玻璃材料中加入氧化镁，使得熔融的玻璃液粘度下降，易于加工，同时也能提高玻璃材料的化学稳定性和抗冲击性能，使得玻璃材料的质量较佳。
本发明的上述发明目的之二是通过以下技术方案得以实现的：
一种绿色环保的玻璃材料的制备方法，包括以下步骤：
包括以下步骤：
S1.将二氧化硅、废旧玻璃、氧化铝、氧化钙研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
S2.混合二氧化硅粉末、废旧玻璃粉末、氧化铝粉末、氧化钙粉末、碲化锑、硒化钼，搅拌均匀，形成预混物；
S3.加热预混物至1600-1650℃，搅拌均匀形成玻璃液；
S4.玻璃液注入模具中；
S5.冷却，脱模，获得绿色环保的玻璃材料。
通过采用上述技术方案，通过将二氧化硅、废旧玻璃、氧化铝、氧化钙研磨成纳米粒径，使得各原料混合较为均匀，在二氧化硅熔融后分布均匀，使得玻璃材料的质量分布较为均匀，不易形成局部薄弱点，从而使得玻璃材料的质量较佳。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S2中还加入有磷化锰、萤石粉、氧化钠、氧化钾、碳粉、氧化镁。
通过采用上述技术方案，制备所得的玻璃材料具有较好的密封性、较强的抗冲击性能，较佳的化学稳定性，玻璃材料的质量较佳，适用性较广。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过掺入30-35份废旧玻璃，使得废旧玻璃对玻璃材料性能的影响控制在一个合适的范围内，通过加入碲化锑、硒化钼配合，提高了废旧玻璃的抗冲击性能，从而抵消了废旧玻璃掺入后带来的性能不稳定的负向波动，使得制备所得的玻璃材料虽然依旧会存在一定的性能波动，但抗冲击性能的最低值处于较高的水平，从而使得玻璃材料可用于制备更多对抗冲击性能要求较高的玻璃制品，从而使得玻璃材料的适用性较广；
2.通过在玻璃材料中加入磷化锰与碲化锑、硒化钼配合，使得提高玻璃材料抗冲击性能的效果更佳，进一步提高玻璃材料的强度，使得掺入废旧玻璃后对玻璃材料的影响较少，使得玻璃材料适用范围更广；
3.通过在玻璃材料中加入萤石粉，有效提高了玻璃材料的抗冲击性能，且使得玻璃材料的性能波动下降，有效降低废旧玻璃对玻璃材料性能的影响。
附图说明
图1是本发明中绿色环保的玻璃材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
以下实施例及比较例中所采用的原料的来源信息如表1所示：
表1
| 原料 | 来源 |
| 二氧化硅 | 济南云飞化工有限公司出售的120目二氧化硅 |
| 氧化铝 | 河南福瑞环保科技有限公司出售的325目氧化铝粉 |
| 氧化钙 | 廊坊鹏彩精细化工有限公司出售的氧化钙 |
| 碲化锑 | 上海吉至生化科技有限公司出售的碲化锑 |
| 硒化钼 | 安庆格知新材料有限公司出售的硒化钼 |
| 磷化锰 | 阿法埃莎(中国)化学有限公司出售的磷化锰 |
| 萤石粉 | 石家庄华朗矿产品贸易有限公司出售的200目萤石粉 |
| 氧化钠 | 金锦乐化学有限公司出售的氧化钠 |
| 氧化钾 | 郑州万瑞达化工产品有限公司出售的氧化钾 |
| 碳粉 | 北京十月新材料科技有限公司出售的碳粉 |
| 氧化镁 | 营口恒龙耐火材料有限公司出售的氧化镁 |
实施例1-4
实施例1-4为本发明公开的一种绿色环保的玻璃材料，绿色环保的玻璃材料的原料配方如表2所示。
表2
参照图1，实施例1-4的绿色环保的玻璃材料的制备方法如下：
S1.在研磨机中将二氧化硅、废旧玻璃、氧化铝、氧化钙分别单独进行研磨并研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
S2.根据表2中绿色环保的玻璃材料的配合，在搅拌釜中投入二氧化硅粉末、废旧玻璃粉末、氧化铝粉末、氧化钙粉末、碲化锑、硒化钼，转速60r/min，搅拌5min，形成预混物；
S3.转速30r/min，持续搅拌并升温，将预混物加热至1600℃，转速45r/min，搅拌8min，形成玻璃液；
S4.将玻璃液注入模具中；
S5.将注入玻璃液的模具放入恒温烘箱中，以1℃/min的速度缓慢冷却，冷却至室温后脱模形成绿色环保的玻璃材料。
实施例5
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有磷化锰1kg。
实施例6
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有磷化锰1.5kg。
实施例7
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有磷化锰2kg。
实施例8
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有磷化锰1.8kg。
实施例9
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有萤石粉3kg。
实施例10
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有萤石粉4kg。
实施例11
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有萤石粉5kg。
实施例12
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有萤石粉4.5kg。
实施例13
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有氧化钠2kg、氧化钾0.5kg。
实施例14
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有氧化钠3kg、氧化钾0.75kg。
实施例15
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有氧化钠4kg、氧化钾1kg。
实施例16
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有氧化钠3.3kg、氧化钾0.8kg。
实施例17
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有碳粉3kg
实施例18
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有碳粉4kg
实施例19
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有碳粉5kg
实施例20
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中还加入有碳粉4.5kg
实施例21
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有氧化镁粉末0.2kg。
实施例22
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有氧化镁粉末0.35kg。
实施例23
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有氧化镁粉末0.5kg。
实施例24
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有氧化镁粉末0.4kg。
实施例25
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有磷化锰1kg、萤石粉3kg、氧化钠2kg、氧化钾0.5kg、碳粉3kg、氧化镁粉末0.2kg。
实施例26
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有磷化锰1.5kg、萤石粉4kg、氧化钠3kg、氧化钾0.75kg、碳粉4kg、氧化镁粉末0.35kg。
实施例27
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有磷化锰2kg、萤石粉5kg、氧化钠4kg、氧化钾1kg、碳粉5kg、氧化镁粉末0.5kg。
实施例28
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S1中还将氧化镁研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
步骤S2中还加入有磷化锰1.8kg、萤石粉4.5kg、氧化钠3.3kg、氧化钾0.8kg、碳粉4.5kg、氧化镁粉末0.4kg。
实施例29
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S3中加热预混物至1625℃。
实施例30
本发明公开了一种绿色环保的玻璃材料，与实施例4相比，区别在于：
步骤S3中加热预混物至1650℃。
比较例1
与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中未加入碲化锑。
比较例2
与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中未加入硒化钼。
比较例3
与实施例4相比，区别在于：
步骤S2中未加入碲化锑、硒化钼。
实验1
绿色环保的玻璃材料抗冲击性能检测试验。
检测方法采用《钢化玻璃部件落球抗冲击试验》。
将实施例1-30及比较例1-3的绿色环保的玻璃材料制成4mm厚的平板玻璃试样，通过钢化玻璃部件落球抗冲击试验机，采用1040g钢球，对各平板玻璃试样进行落球冲击试验，检测各平板玻璃试样被钢球冲击而破碎时钢球距离平板玻璃试样的起始高度。
具体检测数据见表3
表3
根据表3中比较例1与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中单独加入硒化钼，对绿色环保的玻璃材料的抗冲击性能无明显负面影响。
根据表3中比较例2与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中单独加入碲化锑，对绿色环保的玻璃材料的抗冲击性能无明显负面影响。
根据表3中比较例3与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中同时加入碲化锑、硒化钼并以特定比例配合，有效提高了绿色环保的玻璃材料的抗冲击强度，使得绿色环保的玻璃材料具有较好的机械强度，适用于更多对玻璃材料的物理性能有要求的产品，使得绿色环保的玻璃材料的适用性较广。
根据表3中实施例5-8与实施4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中加入磷化锰与碲化锑、硒化钼以特定比例配合，能更进一步提高绿色环保的玻璃材料的抗冲击性能，使得玻璃材料的适用性更广。
根据表3中实施例9-12与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中加入萤石粉，能一定程度上提高绿色环保的玻璃材料的抗冲击性能，同时使得绿色环保的玻璃材料的物理性能波动减少，使得绿色环保的玻璃材料的质量较佳。
根据表3中实施例13-16与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中加入氧化钠、氧化钾，有效助熔的同时，对绿色环保的玻璃材料的机械性能无明显负面影响，保证绿色环保的玻璃材料的质量较佳。
根据表3中实施例17-20与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中加入碳粉，能一定程度上提高绿色环保的玻璃材料的抗冲击性能，使得绿色环保的玻璃材料结构更为稳定。
根据表3中实施例21-24与实施例4的数据对比可得，在绿色环保的玻璃材料中加入氧化镁能一定程度上提高绿色环保的玻璃材料的机械强度，使得抗冲击性能有所提高，有助于提高绿色环保的玻璃材料的结构稳定性。
根据表3中实施例25-28的数据可得，制备所得的绿色环保的玻璃材料的密封性能较佳、化学稳定性较好的同时性能波动也较小，抗冲击性能也较强，绿色环保的玻璃材料质量较佳。
根据表3中实施例29、30与实施例4的数据对比可得，制备绿色环保的玻璃材料时，将预混物加热至1600-1650℃时，温度变化对绿色环保的玻璃材料的物理性能无明显负面影响。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种绿色环保的玻璃材料，其特征在于：包括以下质量份数的组分：
二氧化硅100份；
废旧玻璃30-35份；
氧化铝12-16份；
氧化钙5-8份；
碲化锑1-2份；
硒化钼0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的绿色环保的玻璃材料，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：
磷化锰1-2份。
3.根据权利要求1所述的绿色环保的玻璃材料，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：
萤石粉3-5份。
4.根据权利要求1所述的绿色环保的玻璃材料，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：
氧化钠2-4份；
氧化钾0.5-1份。
5.根据权利要求1所述的绿色环保的玻璃材料，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：
碳粉3-5份。
6.根据权利要求1-5任一所述的绿色环保的玻璃材料，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：
氧化镁0.2-0.5份。
7.一种绿色环保的玻璃材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.将二氧化硅、废旧玻璃、氧化铝、氧化钙研磨至粒径为10-100nm的粉末状；
S2.混合二氧化硅粉末、废旧玻璃粉末、氧化铝粉末、氧化钙粉末、碲化锑、硒化钼，搅拌均匀，形成预混物；
S3.加热预混物至1600-1650℃，搅拌均匀形成玻璃液；
S4.玻璃液注入模具中；
S5.冷却，脱模，获得绿色环保的玻璃材料。
8.根据权利要求7所述的绿色环保的玻璃材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中还加入有磷化锰、萤石粉、氧化钠、氧化钾、碳粉、氧化镁。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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