CN113480196A - 用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法 - Google Patents

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CN113480196A CN202110870987.2A CN202110870987A CN113480196A CN 113480196 A CN113480196 A CN 113480196A CN 202110870987 A CN202110870987 A CN 202110870987A CN 113480196 A CN113480196 A CN 113480196A
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周峰
李聪
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C21/001Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
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Abstract

本发明公开了用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法,所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛,所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。分子筛可以释放钾离子,削弱了熔融盐在使用过程中钾离子浓度不断降低的趋势,使得熔融盐的更换频次降低,延长了熔融盐的使用寿命,降低了生产成本。而且,分子筛中的钾离子还可以与交换到熔融盐中的钠离子进行置换,降低熔融盐中钠离子的浓度,使玻璃强化可以更容易的进行。

Description

用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法
技术领域
本发明属于材料领域,具体涉及用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法。
背景技术
随着社会技术的不断发展,各种电子设备层出不穷,“显示无处不在”已成为现代人类从事社会和经济活动的重要特征。目前,5G市场以及大屏智能手机已经进入了高速发展阶段,这就对显示设备的屏幕玻璃提出了更高的品质及强度需求。由于玻璃在生产、运输、储存过程易产生表面损伤以及大量存在的格里菲斯微裂纹,使得玻璃的强度大幅降低。
目前电子行业常用的玻璃强化方法为低温化学钢化,在玻璃组成中含有Na2O的情况下,将玻璃浸没在硝酸钾的熔融盐中,在浓度梯度的推动下,玻璃中的钠离子与熔融盐中的大半径钾离子互相交换,产生互扩散过程。钾离子占据了钠离子的位置而产生表面压应力,进而可以提高玻璃的强度。通常使用Cs作为评价玻璃的强化程度,Cs值这一结果通常会随着熔融盐使用时间的延长而降低,这主要是因为在离子交换过程中玻璃中溶出的钠离子会使得硝酸钾溶液被稀释,因此,当Cs值小于某个特定数值时,则会考虑将熔融盐的全部或是一部分交换为新的熔融盐,但是这具有高成本化的缺点。
因此有必要对现有的用于玻璃强化的熔融盐进行改进。
发明内容
发明人发现,在玻璃强化的过程中,熔融盐中钾离子的浓度持续降低,熔融盐中钾离子的浓度过低会导致玻璃的强化程度达不到要求,进而需要频繁的更换熔融盐。
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种用于玻璃强化的组合物,所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛,所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。由此,在玻璃强化的过程中,组合物以熔融盐的形式存在。分子筛可以释放钾离子,削弱了熔融盐在使用过程中钾离子浓度不断降低的趋势,降低了熔融盐的更换频次,延长了熔融盐的使用寿命,降低了生产成本。而且,分子筛中的钾离子还可以与交换到熔融盐中的钠离子进行置换,降低熔融盐中钠离子的浓度,使玻璃强化更容易进行。
本发明还提供一种制备用于玻璃强化的组合物的方法,包括合成含钾元素的分子筛;和将KNO3和所述分子筛混合,其中所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。由此,通过该方法形成的组合物在使用过程中,可以释放钾离子,减慢了钾离子含量降低的趋势,降低了熔融盐的更换频次,延长了组合物形成的熔融盐的使用寿命。而且,分子筛中的钾离子可以与熔融盐中的钠离子进行置换,降低置换到玻璃外的钠离子的浓度,使玻璃强化更容易的进行。此外,该方法还具有操作简单、成本低、生产效率高的优点。
根据本发明的一些实施例,由该方法制备的用于玻璃强化的组合物具有前文所述的用于玻璃强化的组合物所具有的全部特征和优点,在此不再赘述。
本发明还提供一种玻璃强化方法,包括使用前文所述的组合物或者前文所述方法制备得到的组合物对玻璃进行强化处理。由此,该玻璃强化方法具有前文所述的组合物或者前文所述的制备用于玻璃强化的组合物的方法所具有的全部特征和优点,在此不再赘述。总的来说,本申请的玻璃强化方法可以更容易的进行,并且,玻璃强化时使用的熔融盐具有较长的使用寿命,具有节约成本的优点。
附图说明
图1是本发明一个实施方式中,制备用于玻璃强化的组合物的方法流程图;
图2是本发明一个实施方式中,制备K-SSZ-13分子筛的方法流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂未注明生产厂商者,均为可以通过市场购买获得的常规产品。
本发明是基于发明人对以下问题的发现和认识作出的。
用于玻璃强化的KNO3熔融盐存在使用寿命短的缺陷。现有技术中有向KNO3中加入碳酸盐、酸式碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐及其他一些活性组分作为添加剂,或者加入含有碳酸阴离子和磷酸阴离子中的至少一种的添加剂,来延长用于玻璃强化的熔融盐的寿命,其原理主要是:KNO3和添加剂在熔融状态下,KNO3中的钾离子可以与玻璃中的钠离子进行离子交换,钠离子置换到熔融盐中,添加剂中的阴离子可以与钠离子生成低溶解度的化合物而形成沉淀,能够抑制或缓和由玻璃中溶出的钠离子浓度的增加而导致的玻璃内外的钠离子浓度差的降低所导致的熔融盐的寿命降低。发明人发现,现有添加剂中的阴离子与钠离子形成的沉淀可能会附着在玻璃表面,影响玻璃中的钠离子与熔融盐中的钾离子的离子交换,同时在玻璃强化的过程中,熔融盐中钾离子的浓度仍在持续降低,熔融盐的寿命降低仍然比较快。
为改善上述技术问题,本发明提供一种用于玻璃强化的组合物,所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛,分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。由此,进行玻璃强化时,玻璃浸没在该组合物形成的熔融盐中,熔融盐中的钾离子可以与玻璃中的钠离子进行离子交换。本申请的分子筛可以释放钾离子,缓解熔融盐在使用过程中钾离子含量不断降低的问题,延长熔融盐的使用寿命。而且,分子筛中的钾离子还可以与从玻璃中置换出来的钠离子进行置换,减少了置换到熔融盐中的钠离子的含量,即减少了玻璃外的钠离子含量,玻璃内外的钠离子的浓度差增大,进而使玻璃强化可以更容易进行。
根据本发明的实施例,分子筛具有稳定的骨架结构,玻璃强化需要在高温条件下进行,在上述高温条件下,分子筛可以稳定存在,不会发生分解等副反应。并且在熔融状态下,分子筛可以实现钾离子与钠离子的置换。
根据本发明的实施例,分子筛包括K-SSZ-13分子筛。K-SSZ-13分子筛具有高热稳定性的特点,在玻璃强化的高温条件下,K-SSZ-13分子筛可以稳定存在,在KNO3熔融盐中,K-SSZ-13分子筛的性质不会改变,并且可以在高温下进行离子交换,K-SSZ-13分子筛笼道内的钾离子会与玻璃中溶出的钠离子进行交换,在去除钠离子的同时,补充了有效离子,削弱了钾离子浓度降低的趋势,使得熔融盐的更换频次降低,成本降低,实用性强。
根据本发明的实施例,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为97.5-99.9%,分子筛的含量为0.1-2.5%。如果分子筛的含量过低,则分子筛所释放的钾离子的含量较少,同时从玻璃中置换的钠离子只能与少量的分子筛中的钾离子进行离子交换,分子筛对熔融盐的寿命延长效果不显著。如果分子筛的含量过高,则相对的KNO3的含量较少,分子筛不足以弥补KNO3浓度衰减所产生的影响,组合物整体对熔融盐的寿命延长效果不显著,当分子筛的含量足够高时,组合物所形成的熔融盐的寿命甚至会低于纯KNO3所形成的熔融盐的使用寿命。当分子筛的含量为0.1-2.5%时,KNO3与分子筛互相配合,可以延长熔融盐的使用寿命。
根据本发明的实施例,K-SSZ-13分子筛含有Si、Al、K以及O。K-SSZ-13分子筛是具有CHA拓扑结构的一种分子筛,是由铝氧四面体与硅氧四面体通过氧原子首尾相接,有序地排列成具有八元环结构的椭球型笼和三维交叉孔道结构。K-SSZ-13分子筛具有高温稳定性,在玻璃强化的高温条件下,K-SSZ-13分子筛可以稳定存在。并且K-SSZ-13分子筛具有适宜的孔道尺寸,在孔道内可以容纳钾离子和钠离子,有利于玻璃强化过程中的离子交换。
根据本发明的实施例,K-SSZ-13分子筛的孔道尺寸为0.3~0.5nm,例如,K-SSZ-13分子筛的孔道尺寸可以为0.3nm、0.35nm、0.37nm、0.4nm、0.42nm、0.45nm、0.5nm,如孔道尺寸可以为0.37nm×0.42nm。当孔道尺寸为0.3~0.5nm时,可以实现钾离子与钠离子的置换。总的来说,K-SSZ-13分子筛具有孔道有序、热稳定性好以及可交换阳离子等特点,因此可以用于钾离子与钠离子的置换。
本发明还提供一种制备用于玻璃强化的组合物的方法,参考图1,所述方法包括:
S100、合成含钾元素的分子筛。
该步骤中,分子筛被配置为可实现钾元素以及玻璃中钠元素的置换。
根据本发明的实施例,分子筛包括K-SSZ-13分子筛,K-SSZ-13分子筛是采用水热法合成的,合成K-SSZ-13分子筛的原料包括硅源、铝源、氢氧化物、碱金属化合物以及模板剂,模板剂包括胆碱。传统的制备K-SSZ-13分子筛需要分为两步,首先使用N,N,N-三甲基金刚烷氢氧化铵作为模板剂,通过水热法制备Na-SSZ-13,随后将Na-SSZ-13与含钾离子的化合物在升温条件下搅拌,进行离子交换,合成K-SSZ-13。K-SSZ-13分子筛的传统制备方法存在步骤复杂、模板剂昂贵的技术问题。而本申请中仅需一步即可合成K-SSZ-13分子筛,本申请中K-SSZ-13分子筛的制备方法简单,并且使用了价格低廉的胆碱作为模板剂,降低了生产成本。并且本发明的方法还具有操作简单、实用性强的优点。
发明人发现,通过预先令制备K-SSZ-13分子筛的原料形成胶体并晶化的处理,可以采用胆碱替代成本较高的N,N,N-三甲基金刚烷氢氧化铵作为模板剂,并且通过一步法即可直接获得K-SSZ-13分子筛。
根据本发明的实施例,硅源包括硅酸盐、正硅酸乙酯、硅溶胶中的至少一种,铝源包括氢氧化铝、氧化铝、异丙醇铝、偏铝酸钠中的至少一种,氢氧化物包括氢氧化钾,碱金属化合物包括氯化钾、氢氧化钾的至少一种。
根据本发明的实施例,硅源与铝源的摩尔比为(6~110):1,例如6:1、8:1、10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1、55:1、60:1、65:1、70:1、75:1、80:1、85:1、90:1、95:1、100:1、105:1、110:1。碱金属化合物与硅源的摩尔比为(0.08~0.4):1,例如0.08:1、0.09:1、0.1:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1。氢氧化物与硅源的摩尔比为(0.12~0.48):1,例如0.12:1、0.15:1、0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1、0.48:1。模板剂与硅源的摩尔比为(0.09~0.28):1,例如0.09:1、0.1:1、0.15:1、0.2:1、0.25:1、0.28:1。
根据本发明的实施例,参考图2,K-SSZ-13分子筛通过以下方法合成:
S110、将铝源与水混合,得到含铝源的溶液;
S120、将含铝源的溶液与氢氧化物、碱金属化合物、胆碱、硅源混合,得到预胶体,发生晶化反应;
S130、将得到的产物过滤洗涤,干燥后焙烧,得到K-SSZ-13分子筛。
具体地,可以将得到的产物过滤洗涤至中性,干燥后在550~700℃的温度下焙烧,得到K-SSZ-13分子筛。其中,晶化反应是水热反应,晶化反应的温度为130℃~200℃,晶化反应的时间为6天以上,例如晶化反应的时间为6~10天,或者可以为10天以上。根据本发明的一些实施例,合成预胶体时,原料的添加顺序可以为:在含铝源的溶液中加入氢氧化物和碱金属化合物,随后加入胆碱,最后边搅拌边缓慢加入硅源,得到预胶体。
S200、将KNO3和分子筛混合。
该步骤中,将KNO3和分子筛混合,形成组合物。由该方法制备的组合物可以释放钾元素,缓解了熔融盐中钾离子的含量不断降低的问题,延长了熔融盐的使用寿命。
根据本发明的一些实施例,由该方法制备得到的组合物具有前文所述的组合物所具有的全部特征和优点,在此不再赘述。
本发明还提供一种玻璃强化方法,使用前文所述的组合物或者使用前文所述方法制备得到的组合物对玻璃进行强化处理。由此,该玻璃强化方法具有前文所述的组合物或者使用前文所述的制备组合物的方法所具有的全部特征和优点,在此不再赘述。
根据本发明的实施例,将玻璃浸没入所述组合物形成的熔融盐中,进行离子交换。由此,组合物中的钾离子可以与玻璃中的钠离子进行离子交换,钾离子进入到玻璃中,可以提高玻璃的强度。
根据本发明的实施例,在进行离子交换之前,还包括:将玻璃进行预热处理;将所述组合物进行加热处理,形成熔融盐。由此,组合物在熔融状态下,组合物中的钾离子可以与玻璃中的钠离子发生离子交换。
根据本发明的实施例,预热处理的温度为250~350℃,例如250℃、260℃、270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃、330℃、340℃、350℃,预热处理的时间为20~40min,例如20min、25min、30min、35min、40min。
加热处理的温度为350~500℃,例如350℃、400℃、450℃、500℃,加热处理的时间为12小时以上,例如12小时、13小时、14小时、15小时。
离子交换的时间为5~9小时,例如5小时、6小时、7小时、8小时、9小时。
在进行离子交换之后,还包括:对离子交换后的玻璃进行冷却、清洗。本发明对冷却、清洗的具体条件不作限制,技术人员可以根据使用需求进行调整。
本申请下面所描述的示例,除非另有说明,所使用的试剂均可以从市场上购得或者可以通过本申请所描述的方法制备而得。
实施例1
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为99.5%、K-SSZ-13分子筛的含量为0.5%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例2
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为99%、K-SSZ-13分子筛的含量为1%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例3
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为98.5%、K-SSZ-13分子筛的含量为1.5%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例4
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为98%、K-SSZ-13分子筛的含量为2%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例5
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为97.5%、K-SSZ-13分子筛的含量为2.5%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例6
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为97%、K-SSZ-13分子筛的含量为3%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例7
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为96.5%、K-SSZ-13分子筛的含量为3.5%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
实施例8
1)将高铝硅玻璃加工成150×70×0.55mm的薄片。
2)将已经加工好的玻璃使用酒精擦拭表面灰尘和油污或是超声清洗,放入烘箱烘干。
3)配制含KNO3和K-SSZ-13分子筛的组合物,以组合物的总质量为基准,KNO3的含量为99.9%、K-SSZ-13分子筛的含量为0.1%。
4)将清洗干燥后的玻璃薄片放在高温加热炉中进行预热处理30min,恒温300℃。
5)将配制好的组合物进行加热处理,在350~500℃恒温保持12h以上,利用搅拌叶片等混合至整体变得均匀,得到熔融盐。
6)将预处理之后的玻璃薄片浸没入由KNO3和K-SSZ-13分子筛所形成的熔融盐中,恒温处理7h,进行离子交换。
7)将离子交换后的玻璃产品冷却、清洗,待干燥后测试所得强化产品的Cs值。
8)持续钢化至最后一片Cs值小于标准值,统计数量。
对比例1
参照实施例1的方法对玻璃进行强化处理,不同之处在于,对比例1中不加K-SSZ-13分子筛,使用由KNO3形成的熔融盐对玻璃进行强化处理。
实施例1-8和对比例1中的钢化数量见下表1。
表1
Figure BDA0003189138140000091
由表1可以看出,当分子筛的含量为0.1-2.5%时,使用本申请的组合物,可以增加钢化数量,即可以使达到强度要求的玻璃的数量增加,也就是说,本申请的组合物可以延长熔融盐的使用寿命。当分子筛的含量为0.5%-2.5%、或1%-2%时,可以更进一步延长熔融盐的使用寿命。例如,当分子筛的含量为1.5%时,达到强度要求的玻璃的数量高达1.31万片。
以上详细描述了本申请的实施方式,但是,本申请并不限于上述实施方式中的具体细节,在本申请的技术构思范围内,可以对本申请的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本申请的保护范围。另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种用于玻璃强化的组合物,其特征在于,所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛,所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述分子筛包括K-SSZ-13分子筛。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其特征在于,以所述组合物的总质量为基准,所述KNO3的含量为97.5-99.9%,所述分子筛的含量为0.1-2.5%。
4.根据权利要求2所述的组合物,其特征在于,所述K-SSZ-13分子筛含有Si、Al、K以及O;所述K-SSZ-13分子筛的孔道尺寸为0.3~0.5nm。
5.一种制备用于玻璃强化的组合物的方法,其特征在于,包括:
合成含钾元素的分子筛;和
将KNO3和所述分子筛混合,其中所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述分子筛包括K-SSZ-13分子筛,所述K-SSZ-13分子筛是采用水热法合成的,合成所述K-SSZ-13分子筛的原料包括硅源、铝源、氢氧化物、碱金属化合物以及模板剂,所述模板剂包括胆碱。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述硅源包括硅酸盐、正硅酸乙酯、硅溶胶中的至少一种;
所述铝源包括氢氧化铝、氧化铝、异丙醇铝、偏铝酸钠中的至少一种;
所述氢氧化物包括氢氧化钾;
所述碱金属化合物包括氯化钾、氢氧化钾的至少一种。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述硅源与所述铝源的摩尔比为(6~110):1;
所述碱金属化合物与所述硅源的摩尔比为(0.08~0.4):1;
所述氢氧化物与所述硅源的摩尔比为(0.12~0.48):1;
所述模板剂与所述硅源的摩尔比为(0.09~0.28):1。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述K-SSZ-13分子筛通过以下方法合成:将铝源与水混合,得到含铝源的溶液;将含铝源的溶液与氢氧化物、碱金属化合物、胆碱、硅源混合,得到预胶体,发生晶化反应;将得到的产物过滤洗涤,干燥后焙烧,得到K-SSZ-13分子筛;
其中,所述晶化反应的温度为130℃~200℃,所述晶化反应的时间为6天以上。
10.一种玻璃强化方法,其特征在于,使用权利要求1-4任一项所述的组合物或者使用权利要求5-9任一项所述方法制备得到的组合物对玻璃进行强化处理。
11.根据权利要求10所述的玻璃强化方法,其特征在于,将所述玻璃浸没入所述组合物形成的熔融盐中,进行离子交换。
12.根据权利要求11所述的玻璃强化方法,其特征在于,在所述进行离子交换之前,还包括:
将所述玻璃进行预热处理;
将所述组合物进行加热处理,形成所述熔融盐。
13.根据权利要求12所述的玻璃强化方法,其特征在于,所述预热处理的温度为250~350℃,所述预热处理的时间为20~40min;
所述加热处理的温度为350~500℃,所述加热处理的时间为12小时以上;
所述离子交换的时间为5~9小时。
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