CN112479593A - 一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明属于玻璃领域，尤其是一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，针对现有的玻璃的耐热性及硬度都较差问题，现提出如下方案，其包括以下重量份的原料：铁20‑30份、镁10‑20份、二氧化硅40‑50份、石英砂10‑15份、有机硅改性环氧树脂1‑5份、陶瓷纤维2‑7份、石棉纤维1‑5份、硬脂酸镁5‑10份、聚亚苯基硫醚2‑6份、N‑苯基马来酰亚胺3‑8份，本发明可调节硬度，并且具有良好的耐热性能和机械强度，制备方法简单。

Description

一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃

技术领域

本发明涉及玻璃领域，尤其涉及一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃。

背景技术

微晶玻璃是指加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的基础玻璃，在一定温度制度下进行晶化热处理，在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体，形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。通过控制微晶的种类数量、尺寸大小等，可以获得透明微晶玻璃、膨胀系数为零的微晶玻璃、表面强化微晶玻璃、不同色彩或可切削微晶玻璃。

现有的玻璃的耐热性及硬度都较差，因此我们提出了一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，用来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在玻璃的耐热性及硬度都较差的缺点，而提出的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃。

本发明提出的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，包括以下重量份的原料：铁20-30份、镁10-20份、二氧化硅40-50份、石英砂10-15份、有机硅改性环氧树脂1-5份、陶瓷纤维2-7份、石棉纤维1-5份、硬脂酸镁5-10份、聚亚苯基硫醚2-6份、N-苯基马来酰亚胺3-8份。

优选的，包括以下重量份的原料：铁21-29份、镁11-19份、二氧化硅41-49份、石英砂11-14份、有机硅改性环氧树脂2-4份、陶瓷纤维3-6份、石棉纤维2-4份、硬脂酸镁6-9份、聚亚苯基硫醚3-5份、N-苯基马来酰亚胺4-7份。

优选的，包括以下重量份的原料：铁25份、镁15份、二氧化硅45份、石英砂12份、有机硅改性环氧树脂3份、陶瓷纤维4份、石棉纤维3份、硬脂酸镁7份、聚亚苯基硫醚4份、N-苯基马来酰亚胺5份。

一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃的制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃。

优选的，所述S1中，窑炉的温度在800-1600℃。

优选的，所述S3中，成型的方式有压铸、吹气、离心机成型。

优选的，所述S3中，冷却的方式为模具热交换或高压空气强制冷却。

优选的，所述S4中，退火时，升温到500-700℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度800-900℃，时间2-4h。

石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒，石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7；

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。近几年由于全球能源价格的不断上涨，节能已成为中国国家战略，在这样的背景下，比隔热砖与浇注料等传统耐材节能达10-30％的陶瓷纤维在中国国内得到了更多更广的应用，发展前景十分看好；

石棉纤维是天然纤维状的硅质矿物的泛称，是一种被广泛应用于建材防火板的硅酸盐类矿物纤维，也是唯一的天然矿物纤维。岩石受动力变质条件产生。石棉纤维是指蛇纹岩及角闪石系的无机矿物纤维，基本成分是水合硅酸镁(3MgO·3SiO2·2H2O)，石棉纤维的特点是耐热、不燃、耐水、耐酸、耐化学腐蚀。石棉纤维的类型有30余种，但工业上使用最多的有3种，即温石棉、青石棉、铁石棉。石棉有致癌性，在石棉粉尘严重的环境中有感染癌型间皮瘤和肺癌的可能性，因此，在操作时应注意防护。用作胶粘剂粘接时耐高温和阻燃增强填充剂。

硬脂酸镁，化学式为C36H70MgO4，分子量为591.24，是一种有机化合物，为白色无砂性的细粉；微有特臭；与皮肤接触有滑腻感。本品在水、乙醇或乙醚中不溶，主要用作润滑剂、抗粘剂、助流剂。特别适宜油类、浸膏类药物的制粒，制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。在直接压片中用作助流剂。还可作为助滤剂、澄清剂和滴泡剂，以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。

聚亚苯基硫醚是一种新型高性能热塑性树脂，具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好、电性能优良等优点。在电子、汽车、机械及化工领域均有广泛应用；

N-苯基马来酰亚胺(N-PMI)在天然橡胶和合成橡胶中可作为硫化交联剂，在ABS、PVC、PMMA树脂和感光材料中作为耐热改性剂，可提高树脂的耐热性，耐冲击性，热熔性和加工性等。N-PMI可用作树脂中间体，用来制造耐热聚合物，植物生长促进剂等农用化学品，N-PMI还有一定的抗菌活性，树脂添加剂，可提高耐热性(用于ABS、PVC、PPO等树脂)；涂料、粘接剂、感光树脂、橡胶硫化促进剂、绝缘漆的原料；医药、农药(杀菌剂、防霉剂)中间体等；

本发明的有益效果是：

本方案改变了微观结构，长出晶体，使玻璃的强度和硬度变强，在晶化时可以根据晶核成型温度、大小调节；

通过有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺的配合使用，可以提高耐热性能和机械强度；

本发明可调节硬度，并且具有良好的耐热性能和机械强度，制备方法简单。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出了一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，包括以下重量份的原料：铁20份、镁10份、二氧化硅40份、石英砂10份、有机硅改性环氧树脂1份、陶瓷纤维2份、石棉纤维1份、硬脂酸镁5份、聚亚苯基硫醚2份、N-苯基马来酰亚胺3份；

其制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体，窑炉的温度在800℃；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体，；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，退火时，升温到500℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度800℃，时间2h。

实施例二

本发明提出了一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，包括以下重量份的原料：铁22份、镁12份、二氧化硅42份、石英砂11份、有机硅改性环氧树脂2份、陶瓷纤维3份、石棉纤维2份、硬脂酸镁6份、聚亚苯基硫醚3份、N-苯基马来酰亚胺4份；

其制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体，窑炉的温度在900℃；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体，；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，退火时，升温到540℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度820℃，时间2.2h。

实施例三

本发明提出了一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，包括以下重量份的原料：铁24份、镁14份、二氧化硅44份、石英砂12份、有机硅改性环氧树脂3份、陶瓷纤维4份、石棉纤维3份、硬脂酸镁7份、聚亚苯基硫醚4份、N-苯基马来酰亚胺5份；

其制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体，窑炉的温度在1000℃；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体，；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，退火时，升温到580℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度840℃，时间2.6h。

实施例四

本发明提出了一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，包括以下重量份的原料：铁28份、镁18份、二氧化硅48份、石英砂14份、有机硅改性环氧树脂4份、陶瓷纤维6份、石棉纤维4份、硬脂酸镁9份、聚亚苯基硫醚5份、N-苯基马来酰亚胺7份；

其制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体，窑炉的温度在1300℃；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体，；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，退火时，升温到680℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度880℃，时间3.5h。

实施例五

本发明提出了一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，包括以下重量份的原料：铁30份、镁20份、二氧化硅50份、石英砂15份、有机硅改性环氧树脂5份、陶瓷纤维7份、石棉纤维5份、硬脂酸镁10份、聚亚苯基硫醚6份、N-苯基马来酰亚胺8份；

其制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体，窑炉的温度在1600℃；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体，；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，退火时，升温到700℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度900℃，时间4h。

对实施例一至五制得的，对比常规的玻璃，实验数据如下表所示：

由上述表格可知，本发明提出的耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃在耐热性、强度、硬度方面具有明显提高，且实施三为最佳实施例。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，包括以下重量份的原料：铁20-30份、镁10-20份、二氧化硅40-50份、石英砂10-15份、有机硅改性环氧树脂1-5份、陶瓷纤维2-7份、石棉纤维1-5份、硬脂酸镁5-10份、聚亚苯基硫醚2-6份、N-苯基马来酰亚胺3-8份。

2.根据权利要求1所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，包括以下重量份的原料：铁21-29份、镁11-19份、二氧化硅41-49份、石英砂11-14份、有机硅改性环氧树脂2-4份、陶瓷纤维3-6份、石棉纤维2-4份、硬脂酸镁6-9份、聚亚苯基硫醚3-5份、N-苯基马来酰亚胺4-7份。

3.根据权利要求1所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，包括以下重量份的原料：铁25份、镁15份、二氧化硅45份、石英砂12份、有机硅改性环氧树脂3份、陶瓷纤维4份、石棉纤维3份、硬脂酸镁7份、聚亚苯基硫醚4份、N-苯基马来酰亚胺5份。

4.根据权利要求1所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

S1：将粉末状的铁、镁、二氧化硅、石英砂投入窑炉加热融化产生晶核，变成可流动的液体；

S2：将液体原料与有机硅改性环氧树脂、陶瓷纤维、石棉纤维、硬脂酸镁、聚亚苯基硫醚、N-苯基马来酰亚胺进行混合，制得混合物；

S3：将混合物投入磨具中，冷却，成型，形成玻璃固体；

S4：玻璃固体经退火，热处理生成晶相和非晶相，最后进行机械加工，制得耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃。

5.根据权利要求4所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，所述S1中，窑炉的温度在800-1600℃。

6.根据权利要求4所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，所述S3中，成型的方式有压铸、吹气、离心机成型。

7.根据权利要求4所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，所述S3中，冷却的方式为模具热交换或高压空气强制冷却。

8.根据权利要求4所述的一种耐热可调节硬度特种微晶陶瓷玻璃，其特征在于，所述S4中，退火时，升温到500-700℃产生稳定状态，生成晶相的条件：温度800-900℃，时间2-4h。