CN112521022A - 一种铝硅玻璃蒙砂液及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝硅玻璃蒙砂液，包括如下重量份的组分：水15份‑25份；氟化氢铵33份‑45份；氟化钠5份‑12份；氟化钙1份‑3份；氟硅酸铵1份‑5份；磷酸10份‑16份；硫酸氢铵3份‑8份；硫酸镁3份‑8份；氧化铝1份‑5份；膨润土1份‑3份。本发明的铝硅玻璃蒙砂液制得的蒙砂玻璃具有粗糙度、雾度等参数可控性较高，蒙砂后砂面均匀，砂型细腻等优点，抛光后粗糙度可以控制在0.1μm‑0.3μm，雾度可以控制在20％‑40％，具有良好的应用前景。本发明还提供一种铝硅玻璃蒙砂液的应用。

Description

一种铝硅玻璃蒙砂液及其应用
技术领域
本发明涉及玻璃加工处理技术领域，尤其涉及一种应用于制造铝硅蒙砂玻璃的铝硅玻璃蒙砂液，更具体地说，涉及一种应用于铝硅玻璃材质的手机后盖玻璃、车载屏幕玻璃的蒙砂加工处理的铝硅玻璃蒙砂液。
背景技术
硅铝玻璃中的Al2O3和SiO2含量很高，具有较好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度以及较低的热膨胀系数，一般用于加工制造卤灯玻壳、屏幕盖板、化工管道、无碱基片、无碱玻纤维等产品，属于特种工业玻璃。硅铝玻璃主要来源有康宁系列(大猩猩玻璃)、肖特(xensation cover)、旭硝子(Dragon Trail)；在如今手机及汽车高速发展的时代，硅铝玻璃通过加工后，多用于手机后盖、车载屏幕等产品的防眩光、防指纹。
蒙砂是其中一种玻璃深加工的方法，它能提高玻璃的附加价值，从而提高玻璃制品的价值。蒙砂玻璃是指通过化学蚀刻，使用玻璃蒙砂粉配成的溶液或其他化学原料对玻璃表面进行处理后所得的产品，通常是以氟化物如氟化铵、氟氢化钾、氟化钙为主要成分，再加入硫酸铵、硫酸铝、硫酸钾等，使用时再加入硫酸或者盐酸，配制成蒙砂液，玻璃制品放在蒙砂液中，由蒙砂液与酸反应生产的氢氟酸对玻璃制品进行侵蚀，达到蒙砂效果。
目前，玻璃屏幕盖板、手机后盖玻璃多是使用上述处理方式进行蒙砂处理，使其具有较好的防眩光、防指纹效果，但是传统的蒙砂处理方法的所制得的蒙砂玻璃存在粗糙度、雾度等参数可控性较低，使得所得产品的蒙砂外观砂粒一般，感官效果差的缺点。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种铝硅玻璃蒙砂液，其可对玻璃表面进行防眩光、防指纹和图案美化等加工处理，同时制得的蒙砂玻璃的粗糙度、雾度等参数可控性较高，蒙砂后砂面均匀，砂型细腻。
本发明的目的之二在于提供一种将铝硅玻璃蒙砂液应用于铝硅玻璃材质的手机后盖玻璃、车载屏幕玻璃的蒙砂加工处理。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种铝硅玻璃蒙砂液，包括如下重量份的组分：
水15份-25份；氟化氢铵33份-45份；氟化钠5份-12份；氟化钙1份-3份；氟硅酸铵1份-5份；磷酸10份-16份；硫酸氢铵3份-8份；硫酸镁3份-8份；氧化铝1份-5份；膨润土1份-3份。
即本发明的有效成分为氟化氢铵、氟化钠、氟化钙和氟硅酸铵，其中，氟化氢铵溶于水为弱酸，分解出的氢离子和氟离子，可结合成氢氟酸，可以腐蚀甚至溶解玻璃，是玻璃蒙砂的主要有效成分；氟化钠、氟化钙和氟硅酸铵溶于配方溶液后，释放出氟离子，与溶液中的氢离子形成氢氟酸，为玻璃蚀刻提供有效成分。
本发明中提供氢离子的主要成分为磷酸和硫酸氢铵，磷酸和硫酸氢铵为较强的无机酸，可以为配方溶液提供大量氢离子，与有效成分中释放的氟离子结合形成氢氟酸对玻璃进行蒙砂蚀刻，同时，直接添加较强的无机酸可以加速氢氟酸的形成，加速玻璃蒙砂蚀刻。
氟化钙、氟硅酸铵为本发明的第一辅助剂，氟化钙、氟硅酸铵除了溶于水后释放出氟离子外，还具有如下的特点：氟化钙难溶于水，微溶于无机酸，即氟化钙在水中为不溶物，可以在玻璃表面进行铺展，控制玻璃蚀刻速度和玻璃表面的砂粒变化；氟硅酸铵在配方溶液中可以提供铵根离子，使其在平衡蚀刻过程中形成不溶的氟化物和易溶解的氟化物，以达到控制玻璃蚀刻速度。
硫酸镁、氧化铝、膨润土为本发明的第二辅助剂，硫酸镁在配方溶液中可以提供硫酸根，与溶液中的氢离子形成硫酸，加强蒙砂效果，而镁离子可以附着在玻璃表面，以达到加强蒙砂的效果；氧化铝可与溶液中的氢离子和氟离子反应，生成不溶的氟化铝，氟化铝可以铺展在玻璃表面，控制蚀刻速度和蒙砂效果；膨润土的主要矿物成分是由蒙脱石颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的层状矿物，其作用与氧化铝一致，即可以铺展在玻璃表面，控制蚀刻速度和蒙砂效果，同时还可以起到增稠效果，使组分内所有原料均匀悬浮的作用，有利于玻璃均匀蒙砂；由上述可见，硫酸镁、氧化铝、膨润土等第二辅助剂可与氟化钙、氟硅酸铵配合，达到加强蒙砂的效果。
优选地，该铝硅玻璃蒙砂液包括如下重量份的组分：
水17份-25份；氟化氢铵35份-43份；氟化钠6份-10份；氟化钙1份-2份；氟硅酸铵2份-5份；磷酸12份-15份；硫酸氢铵4份-8份；硫酸镁4份-8份；氧化铝1份-3份；膨润土1份-3份。
进一步地，所述水为蒸馏水。
进一步地，所述磷酸和所述硫酸氢铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.3-0.5倍。
进一步地，所述磷酸和所述硫酸氢铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.48倍。
进一步地，所述氟化钙和所述氟硅酸铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.1-0.2倍。
进一步地，所述氟化钙和所述氟硅酸铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.11倍。
进一步地，所述氟硅酸铵、氟化钙、氧化铝、膨润土的质量比为3:2:2:2。
进一步地，所述硫酸镁为所述磷酸和所述硫酸氢铵的质量百分含量之和的0.29倍。
通过上述各组分的限定，可以确定地该铝硅玻璃蒙砂液最优配比为：该铝硅玻璃蒙砂液包括如下重量份的组分：
水20份；氟化氢铵38份；氟化钠6份；氟化钙2份；氟硅酸铵3份；磷酸13份；硫酸氢铵8份；硫酸镁6份；氧化铝2份；膨润土2份。
进一步地，所述铝硅玻璃蒙砂液制得的蒙砂玻璃的粗糙度为0.1μm-0.3μm，雾度为20％-40％。
本发明的目的之二在于提供一种铝硅玻璃蒙砂液的应用，将上述的铝硅玻璃蒙砂液应用于铝硅玻璃材质的蒙砂加工处理。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的铝硅玻璃蒙砂液通过水、磷酸、氟化氢铵、氟化钙、氟化钠、氟硅酸铵、硫酸镁、硫酸氢铵、氧化铝、膨润土等成分的配合；氟化氢铵溶于水为弱酸，分解出的氢离子和氟离子，可结合成氢氟酸，可以腐蚀甚至溶解玻璃；磷酸和硫酸氢铵的添加，可以加速氢氟酸的形成，加速玻璃蒙砂蚀刻；硫酸镁、氧化铝、膨润土、氟化钙、氟硅酸铵等材料的配合，达到加强蒙砂的效果。
本发明的铝硅玻璃蒙砂液制得的蒙砂玻璃具有粗糙度、雾度等参数可控性较高，蒙砂后砂面均匀，砂型细腻等优点，抛光后粗糙度可以控制在0.1μm-0.3μm，雾度可以控制在20％-40％，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。在本发明中，雾度是偏离入射光2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大意味着薄膜光泽以及透明度尤其成像度下降。本发明的蒸馏水是指经过蒸馏、冷凝等操作步骤所得的水，除去其中的不挥发组分，如钙、镁、铁等多种盐或者有机物、微生物、溶解的气体(如二氧化碳)和悬浮物等。以下实施例所有成分含量均是重量百分含量，称量单位是g，以最终产品的液体重量为基准，制备步骤依背景技术中所述的侵蚀步骤来对玻璃制品进行蒙砂处理。
实施例1
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000051
其制备方法包括如下步骤：
S1：将氟化氢铵、氟化钠、氟化钙和氟硅酸铵依次添加，每个组分添加过程同时将粉体碾碎并搅拌分散均匀，然后再依次添加硫酸镁、氧化铝、膨润土，搅拌分散均匀，得到粉体混合组分A；
S2：将磷酸、硫酸氢铵溶于蒸馏水中，得到组分B；
S3：使用时，将组分A和组分B混合，搅拌均匀，密封，放置于40-45℃的恒温水浴中恒温熟化48h，配置成蒙砂液。
上述制备过程中，由于组分A和组分B混合需要反应时间，才能更好的释放氢氟酸，并且在混合时，适当地提高熟化温度，可以加速反应，使得蒙砂液的蒙砂效果更佳。
实施例2
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000061
具体的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000071
具体的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000072
具体的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000081
具体的制备方法与实施例1相同。
以上实施例中，各材料的组分份数不限于上述份数，各材料的组分份数还可以为本发明所记载的其它组分份数的组合，在此不再赘述。
对比例1
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000082
Figure BDA0002824138180000091
其制备方法包括如下步骤：
S1：将氟化铵、氟化钠、氟化钙和氟硅酸铵依次添加，，每个组分添加过程同时将粉体碾碎并搅拌分散均匀，然后再依次添加硫酸镁、氧化铝、膨润土，搅拌分散均匀，得到粉体混合组分A；
S2：将磷酸、硫酸氢铵溶于蒸馏水中，得到组分B；
S3：使用时，将组分A和组分B混合，搅拌均匀，密封，放置于40-45℃的恒温水浴中恒温熟化48h，配置成蒙砂液。
对比例2
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000092
其制备方法包括如下步骤：
S1：将氟氢化钾、氟化钠、氟化钙和氟硅酸铵依次添加，每个组分添加过程同时将粉体碾碎并搅拌分散均匀，然后再依次添加硫酸镁，搅拌分散均匀，得到粉体混合组分A；
S2：将磷酸、硫酸氢铵溶于蒸馏水中，得到组分B；
S3：使用时，将组分A和组分B混合，搅拌均匀，密封，放置于40-45℃的恒温水浴中恒温熟化48h，配置成蒙砂液。
对比例3
一种铝硅玻璃蒙砂液，由以下重量百分比的成分组成：
Figure BDA0002824138180000101
其制备方法包括如下步骤：
S1：将氟化氢铵、氟化钠、氟化钙和氟硅酸铵依次添加，每个组分添加过程同时将粉体碾碎并搅拌分散均匀，然后再依次添加硫酸镁、氧化铝、膨润土，搅拌分散均匀，得到粉体混合组分A；
S2：将硫酸、硫酸氢铵溶于蒸馏水中，得到组分B；
S3：使用时，将组分A和组分B混合，搅拌均匀，密封，放置于40-45℃的恒温水浴中恒温熟化48h，配置成蒙砂液。
性能检测：
使用实施例1-5和对比例1-3的蒙砂液，玻璃制品蒙砂完抛光后的参数和外观情况如表1所示：
表1
项目 粗糙度/μm 雾度/％ 外观均匀性 砂面情况
实施例1 0.27 31 均匀 砂面稍粗
实施例2 0.20 30 均匀 砂面细腻
实施例3 0.25 30 均匀 砂面细腻
实施例4 0.32 29 均匀 砂面稍粗
实施例5 0.17 32 均匀 砂面细腻
对比例1 0.37 53 不均匀 砂面较粗
对比例2 0.34 41 不均匀 砂面稍粗
对比例3 0.40 56 不均匀 砂面较粗
注：粗糙度采用CQ-60G粗糙度测定仪测定；雾度采用透光率雾度测定仪测定。
从上述表1中可得出，相对于对比例1-3，使用本发明的蒙砂液蒙砂后的玻璃制品，粗糙度的范围为0.17μm-0.32μm，雾度的范围为29％-32％，且外观均匀，其中，使用实施例2、3、5的蒙砂液蒙砂后的玻璃制品砂面细腻，即蒙砂效果好，同时，可将粗糙度控制在0.1μm-0.3μm左右，雾度控制在20％-40％左右，参数越接近要求的中心值，可控性越强，外观砂面越细腻均匀。从表1中还可以看出，使用实施例2的蒙砂液蒙砂后的玻璃制品，蒙砂效果最好，外观均匀，砂面细腻，同时粗糙度和雾度在可控的范围内。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，包括如下重量份的组分：
水15份-25份；氟化氢铵33份-45份；氟化钠5份-12份；氟化钙1份-3份；氟硅酸铵1份-5份；磷酸10份-16份；硫酸氢铵3份-8份；硫酸镁3份-8份；氧化铝1份-5份；膨润土1份-3份。
2.根据权利要求1所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，包括如下重量份的组分：
水17份-25份；氟化氢铵35份-43份；氟化钠6份-10份；氟化钙1份-2份；氟硅酸铵2份-5份；磷酸12份-15份；硫酸氢铵4份-8份；硫酸镁4份-8份；氧化铝1份-3份；膨润土1份-3份。
3.根据权利要求1所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述水为蒸馏水。
4.根据权利要求1所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述磷酸和所述硫酸氢铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.3-0.5倍。
5.根据权利要求4所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述磷酸和所述硫酸氢铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.48倍。
6.根据权利要求1所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述氟化钙和所述氟硅酸铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.1-0.2倍。
7.根据权利要求6所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述氟化钙和所述氟硅酸铵的质量百分含量之和为所述氟化氢铵和所述氟化钠的质量百分含量之和的0.11倍。
8.根据权利要求1所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述氟硅酸铵、氟化钙、氧化铝、膨润土的质量比为3:2:2:2。
9.根据权利要求1所述的铝硅玻璃蒙砂液，其特征在于，所述硫酸镁为所述磷酸和所述硫酸氢铵的质量百分含量之和的0.29倍。
10.一种铝硅玻璃蒙砂液的应用，其特征在于，将权利要求1至9任一项所述的铝硅玻璃蒙砂液应用于铝硅玻璃材质的蒙砂加工处理。
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