CN111908791A - 一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,属于玻璃瓶的领域,包括以下步骤:S1.将石英砂、纯碱、氮化锰铁、氮化镁和氧化钠混合,研磨,得到混合物;S2.将混合物加热至1650~1750℃熔融,得到玻璃熔液;S3.将玻璃熔液倒入模具成型,退火,得到高强度玻璃化妆瓶;其具有生产出的玻璃瓶强度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃瓶的领域,更具体地说,它涉及一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法。
背景技术
玻璃瓶是日常生活中常见的容器,玻璃瓶的用途非常广泛,作为包装材料,玻璃瓶主要用于食品、油、酒类、饮料、调味品、化妆品以及液态化工产品的包装,并且具有制造工艺简便,造型自由多变,硬度大,耐热、洁净、易清理,并具有可反复使用等特点。
随着人们生活水平的提高,人们对于外表打扮的投入也越来越高,因此人们使用化妆品的频率也越来越高,化妆品一般采用玻璃瓶来盛装,频繁的使用化妆品就意味着玻璃化妆瓶受到碰撞和冲击的机会增大,因此需要玻璃化妆瓶具有高强度和良好的抗冲击性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其具有生产出的玻璃瓶强度高的优点。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,包括以下步骤:
S1.将石英砂、纯碱、氮化锰铁、氮化镁和氧化钠混合,研磨,得到混合物;
S2.将所述混合物加热至1650~1750℃熔融,得到玻璃熔液;
S3.将所述玻璃熔液倒入模具成型,退火,得到高强度玻璃化妆瓶。
通过采用上述技术方案,氮化锰铁和氮化镁均具有良好的硬度和机械性能,两者在玻璃熔液中分散,并在玻璃熔液成型过程中,氮化镁分散于氮化锰铁形成的结构网格中,提高玻璃瓶的硬度,并使玻璃瓶各处能够受力更加均匀,从而提高玻璃瓶的强度,氧化钠具有良好的助熔效果,有助于玻璃熔液的加工成型。
进一步地,在S1步骤中,各原料的重量份为:
石英砂,80~96份;
纯碱,12~18份;
氮化锰铁,1.2~2.2份;
氮化镁,0.6~1份;
氧化钠,3~6份。
通过采用上述技术方案,上述重量比得到的玻璃瓶强度较高。
进一步地,所述氮化镁的粒径范围为40~80nm。
通过采用上述技术方案,纳米尺度的氮化镁具有突出的表面效应,与其他原料混合过程中分散性更佳,有助于氮化镁分散于氮化锰铁形成的结构网格中,从而进一步增强玻璃瓶的强度。
进一步地,在S2步骤中,所述混合物熔融后的保持时间为8~10h。
通过采用上述技术方案,提高玻璃熔液的均匀性,使玻璃瓶的强度更高。
进一步地,在S3步骤中,退火的步骤为:将成型的玻璃瓶转移至600~630℃的加热环境,保持10~15min,然后以2℃/min的速度降至450~465℃,在450~465℃下保持30~35min,再以10℃/min的速度降至330~345℃,在330~345℃下保持120~130min,最后用10~15℃的空气吹向玻璃瓶使玻璃瓶冷却至室温。
通过采用上述技术方案,逐步降温并且保温一段时间的方法,有助于消除玻璃瓶的内应力,提高玻璃瓶的强度。
进一步地,在S2步骤之前,还包括S2A步骤:将所述混合物搅拌并预加热,预加热温度为330~370℃。
通过采用上述技术方案,氮化镁的熔点低,对混合物进行搅拌和预加热有助于提高氮化镁在混合物中的分散性,进一步促进氮化镁分散于氮化锰铁形成的结构网格中,提高玻璃瓶的强度。
进一步地,在S1步骤之前,还包括S1A步骤:将氮化锰铁、硝酸镧、聚乙烯亚胺和乙醇混合搅拌,在搅拌的同时滴加浓度为25%的氨水,氨水滴加完后过滤反应液,收集固体,固体烘干,并将固体在500~550℃下煅烧2h,得到预处理的氮化锰铁,所述氮化锰铁、硝酸镧、聚乙烯亚胺、乙醇和氨水的重量比为1.5:(2.1~2.5): (0.3~0.5):50: (1 .06~1.27)。
通过采用上述技术方案,在氮化锰铁的表面结合上氧化镧,改善氮化锰铁的界面状态,使氮化锰铁在玻璃熔液中的相容性提高,进一步提高玻璃瓶的强度。
进一步地,在S1步骤中,所述混合物的原料中还加入重量份为0.8~1份的氧化锑。
通过采用上述技术方案,氧化锑同样可以分散于氮化锰铁形成的结构网格中,提高玻璃瓶的强度。
进一步地,在S1步骤中,所述混合物的原料中还加入重量份为1~1.2份的绿泥石粉。
通过采用上述技术方案,绿泥石粉的加入使玻璃的结构更加致密,使玻璃瓶的强度进一步提高。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1. 氧化钠具有良好的助熔效果,有助于玻璃熔液的加工成型,氮化锰铁和氮化镁均具有良好的硬度和机械性能,两者在玻璃熔液中分散,并在玻璃熔液成型过程中,氮化镁分散于氮化锰铁形成的结构网格中,提高玻璃瓶的硬度,并使玻璃瓶各处能够受力更加均匀,从而提高玻璃瓶的强度;
2. 配合混合物的搅拌和预加热,提高氮化镁在混合物中的分散性,且氮化锰铁经过预处理,氮化锰铁在玻璃熔液中的相容性提高,使氮化锰铁与氮化镁的结合更加稳定,从而进一步提高玻璃瓶的强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
石英砂选购自江苏辽东矿业有限公司;
氮化锰铁选购自白城福佳科技有限公司,型号FeMnN-A;
氮化镁选购自上海乃欧纳米科技有限公司,平均粒径40nm和80nm;
氧化钠选购自河南清之泓环保科技有限公司;
硝酸镧选购自乐山沃耐稀电子材料有限公司,型号LN-2N;
聚乙烯亚胺选购自武汉拉那白医药化工有限公司;
氧化锑选购自廊坊鹏彩精细化工有限公司;
绿泥石粉选购自海城赫泰粉体科技有限公司,型号CP-600。
实施例
实施例1
S1.将900g石英砂、120g纯碱、22g氮化锰铁、6g平均粒径为40nm的氮化镁和30g氧化钠混合,加入球磨机中进行研磨,转速200r/min,研磨20min,得到混合物;
S2.将混合物放置在熔炉中加热熔融,加热温度1650℃,保持8h,得到玻璃熔液;
S3.将玻璃熔液倒入模具成型,将成型的玻璃瓶转移至630℃的退火炉,保持15min,然后以2℃/min的速度降至450℃,在450℃下保持35min,再以10℃/min的速度降至340℃,在340℃下保持120min,最后用10℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
实施例2~实施例5
实施例2至实施例5与实施例1的区别在于,S1和S2中的原料配比、反应温度以及时间的不同,如表1所示。
表1
实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
石英砂(g) | 800 | 960 | 880 | 840 |
纯碱(g) | 140 | 160 | 180 | 150 |
氮化锰铁(g) | 17 | 20 | 12 | 15 |
氮化镁(g) | 7 | 8 | 10 | 9 |
氮化镁平均粒径(nm) | 40 | 80 | 80 | 40 |
氧化钠(g) | 50 | 60 | 40 | 50 |
S2中加热熔融温度(℃) | 1700 | 1650 | 1750 | 1700 |
S2中加热熔融时间(h) | 9 | 10 | 9 | 10 |
另外,实施例2至实施例5与实施例1的区别在于,S3的具体条件不同。
实施例2的S3:
将玻璃熔液倒入模具成型,将成型的玻璃瓶转移至600℃的退火炉,保持15min,然后以2℃/min的速度降至465℃,在465℃下保持30min,再以10℃/min的速度降至330℃,在330℃下保持130min,最后用15℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
实施例3的S3:
将玻璃熔液倒入模具成型,将成型的玻璃瓶转移至620℃的退火炉,保持15min,然后以2℃/min的速度降至460℃,在460℃下保持35min,再以10℃/min的速度降至345℃,在345℃下保持120min,最后用15℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
实施例4的S3:
将玻璃熔液倒入模具成型,将成型的玻璃瓶转移至600℃的退火炉,保持15min,然后以2℃/min的速度降至460℃,在460℃下保持35min,再以10℃/min的速度降至345℃,在345℃下保持120min,最后用10℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
实施例5的S3:
将玻璃熔液倒入模具成型,将成型的玻璃瓶转移至600℃的退火炉,保持15min,然后以2℃/min的速度降至450℃,在450℃下保持35min,再以10℃/min的速度降至345℃,在345℃下保持120min,最后用10℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
实施例6
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S2步骤之前,还包括S2A步骤:将混合物搅拌并预加热,预加热温度为330℃。
实施例7
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S2步骤之前,还包括S2A步骤:将混合物搅拌并预加热,预加热温度为370℃。
实施例8
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤之前,还包括S1A步骤:将15g氮化锰铁、25g硝酸镧、3g聚乙烯亚胺和500g乙醇加入反应瓶中,混合搅拌,在60℃下搅拌并同时滴加12.7g浓度为25%的氨水,10min滴完,氨水滴加完后过滤反应液,收集固体,固体在50℃烘箱中烘干,并将固体置于马弗炉中在500℃下煅烧2h,得到预处理的氮化锰铁。
实施例9
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤之前,还包括S1A步骤:将15g氮化锰铁、21g硝酸镧、5g聚乙烯亚胺和500g乙醇加入反应瓶中,混合搅拌,在60℃下搅拌并同时滴加10.6g浓度为25%的氨水,10min滴完,氨水滴加完后过滤反应液,收集固体,固体在50℃烘箱中烘干,并将固体置于马弗炉中在550℃下煅烧2h,得到预处理的氮化锰铁。
实施例10
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,混合物的原料中还加入了8g氧化锑。
实施例11
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,混合物的原料中还加入了10g氧化锑。
实施例12
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,混合物的原料中还加入了10g绿泥石粉。
实施例13
本实施例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,混合物的原料中还加入了12g绿泥石粉。
实施例14
本实施例与实施例5的区别在于,在S1步骤之前,还包括S1A步骤:将15g氮化锰铁、21g硝酸镧、5g聚乙烯亚胺和500g乙醇加入反应瓶中,混合搅拌,在60℃下搅拌并同时滴加10.6g浓度为25%的氨水,10min滴完,氨水滴加完后过滤反应液,收集固体,固体在50℃烘箱中烘干,并将固体置于马弗炉中在550℃下煅烧2h,得到预处理的氮化锰铁;
在S1步骤中,混合物的原料中还加入了10g氧化锑和10g绿泥石粉;
在S2步骤之前,还包括S2A步骤:将混合物搅拌并预加热,预加热温度为330℃。
实施例15
本实施例与实施例5的区别仅在于,S3中的退火步骤为:将玻璃熔液倒入模具成型,将成型的玻璃瓶转移至600℃的退火炉,保持15min,以10℃/min的速度降至345℃,在345℃下保持120min,最后用10℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
实施例16
本实施例与实施例5的区别仅在于,S3中的退火步骤为:将成型的玻璃瓶转移至600℃的退火炉,保持15min,然后以10℃/min的速度降至450℃,在450℃下保持35min,再以10℃/min的速度降至345℃,在345℃下保持120min,最后用10℃的空气吹向玻璃瓶,直至玻璃瓶冷却至室温,得到高强度玻璃化妆瓶。
对比例
对比例1
本对比例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,用24g石英砂替代等重量的氮化锰铁和氮化镁。
对比例2
本对比例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,用15g石英砂替代等重量的氮化锰铁。
对比例3
本对比例与实施例5的区别仅在于,在S1步骤中,用9g石英砂替代等重量氮化镁。
对比例4
本对比例与实施例11的区别仅在于,在S1步骤中,用15g石英砂替代等重量的氮化锰铁。
性能检测试验
根据GBT 6552-2015 《玻璃容器 抗机械冲击试验方法》对各个实施例和对比例进行抗冲击试验,测试结果如表2所示;
根据GBT 4545-2007 《玻璃瓶罐内应力试验方法》对各个实施例和对比例进行内应力试验,测试结果如表2所示。
表2
玻璃瓶碎裂时的冲击能量(J) | 内应力(级别) | |
实施例1 | 0.8 | 3 |
实施例2 | 1.1 | 3 |
实施例3 | 0.8 | 3 |
实施例4 | 0.9 | 3 |
实施例5 | 1.3 | 3 |
实施例6 | 1.5 | 3 |
实施例7 | 1.6 | 3 |
实施例8 | 1.6 | 3 |
实施例9 | 1.7 | 3 |
实施例10 | 1.4 | 3 |
实施例11 | 1.6 | 3 |
实施例12 | 1.6 | 3 |
实施例13 | 1.5 | 3 |
实施例14 | 2.1 | 3 |
实施例15 | 1.2 | 4 |
实施例16 | 1.3 | 4 |
对比例1 | 0.4 | 3 |
对比例2 | 0.5 | 3 |
对比例3 | 0.8 | 3 |
对比例4 | 0.5 | 3 |
根据表2,对比例1中不加入氮化锰铁和氮化镁,与实施例5相比,对比例1的抗冲击能力明显降低,说明氮化锰铁和氮化镁的加入能够提高玻璃瓶的强度;对比例2中不加入氮化锰铁,与实施例5相比,对比例1的抗冲击能力降低,对比例3中不加入氮化镁,与实施例5相比,对比例3的抗冲击能力降低,且对比例2与对比例3相比,对比例2的抗冲击能力降低幅度更大,说明在与氮化锰铁配合时,氮化镁对玻璃瓶强度的提升才更高。
实施例6-7中对混合物进行搅拌和预加热,与实施例5相比,实施例6-7的抗冲击能力提高,说明混合物的搅拌和预加热可以提高氮化镁在混合物中的分散性,有助于氮化镁分散于氮化锰铁形成的结构网格中,提高玻璃瓶的强度。
实施例8-9中对氮化锰铁进行预处理,与实施例5相比,实施例8-9的抗冲击能力提高,说明氮化锰铁进行预处理后界面效应得到改善,氮化锰铁在玻璃熔液中的相容性提高,提高玻璃瓶的强度。
实施例10-11中加入氧化锑,与实施例5相比,实施例10-11的抗冲击能力提高,说明氧化锑的加入可以提高玻璃瓶的强度;对比例4中加入氧化锑而不加入氮化锰铁,对比例4与对比例2的抗冲击能力差别不大,说明氧化锑需要与氮化锰铁配合才能有效产生提高玻璃瓶的强度的效果。
实施例12-13中加入绿泥石粉,与实施例5相比,实施例12-13的抗冲击能力提高,说明绿泥石粉的加入可以提高玻璃瓶的强度。
实施例15-16中的退火步骤与实施例5不同,与实施例5相比,实施例15-16的内应力大,说明实施例5的退火步骤有助于减小玻璃瓶的内应力。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.将石英砂、纯碱、氮化锰铁、氮化镁和氧化钠混合,研磨,得到混合物;
S2.将所述混合物加热至1650~1750℃熔融,得到玻璃熔液;
S3.将所述玻璃熔液倒入模具成型,退火,得到高强度玻璃化妆瓶。
2.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S1步骤中,各原料的重量份为:
石英砂,80~96份;
纯碱,12~18份;
氮化锰铁,1.2~2.2份;
氮化镁,0.6~1份;
氧化钠,3~6份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,所述氮化镁的粒径范围为40~80nm。
4.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S2步骤中,所述混合物熔融后的保持时间为8~10h。
5.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S3步骤中,退火的步骤为:将成型的玻璃瓶转移至600~630℃的加热环境,保持10~15min,然后以2℃/min的速度降至450~465℃,在450~465℃下保持30~35min,再以10℃/min的速度降至330~345℃,在330~345℃下保持120~130min,最后用10~15℃的空气吹向玻璃瓶使玻璃瓶冷却至室温。
6.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S2步骤之前,还包括S2A步骤:将所述混合物搅拌并预加热,预加热温度为330~370℃。
7.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S1步骤之前,还包括S1A步骤:将氮化锰铁、硝酸镧、聚乙烯亚胺和乙醇混合搅拌,在搅拌的同时滴加浓度为25%的氨水,氨水滴加完后过滤反应液,收集固体,固体烘干,并将固体在500~550℃下煅烧2h,得到预处理的氮化锰铁,所述氮化锰铁、硝酸镧、聚乙烯亚胺、乙醇和氨水的重量比为1.5:(2.1~2.5): (0.3~0.5):50: (1 .06~1.27)。
8.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S1步骤中,所述混合物的原料中还加入重量份为0.8~1份的氧化锑。
9.根据权利要求1所述的一种高强度玻璃化妆瓶的生产方法,其特征在于,在S1步骤中,所述混合物的原料中还加入重量份为1~1.2份的绿泥石粉。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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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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