CN113800766A - 一种钢化特种玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢化特种玻璃及其制备方法，涉及一种钢化玻璃技术领域，一种钢化特种玻璃原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，所述辅助材料为硝酸钠和硝酸盐。本实发明中，通过在熔制过程中通过碳酸钙的加入，可加速玻璃原料的熔化和澄清，提高玻璃原料的熔化率和熔化速度，从而减少对燃料的浪费，并有效提高钢化特种玻璃成品的质量，本发明在钢化特种玻璃的制备过程中熔入了碎玻璃，使碎玻璃可以回收利用，减少固体垃圾的数量，并有效节省了钢化特种玻璃的制作原料和燃料的使用，减少了废气排放量，从而减小对熔窑的侵蚀，有利于延长熔窑的使用寿命。
Description
技术领域
本发明申请涉及一种钢化玻璃技术领域，具体是一种钢化特种玻璃及其制备方法。
背景技术
钢化玻璃是一种表面具有压应力的玻璃。又称强化玻璃。采用钢化方法对玻璃进行增强，1874年始于法国。钢化玻璃属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。特种玻璃是相对普通玻璃而言，用于特殊用途的玻璃。钢化特种玻璃为一种经过钢化处理的玻璃制品。
但是钢化特种玻璃制备时，在玻璃原料的熔制过程中，玻璃的熔化率较低，熔化速度较慢，从而对燃料造成浪费，并钢化特种玻璃成品的质量降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢化特种玻璃及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钢化特种玻璃，所述钢化特种玻璃原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为48～55份，白云石为8～12份，碳酸钙为4.5～6.5份，纯碱为7～12份，氯化钾2～4份，碎玻璃为16～22份，辅助材料为1.5～2.1份。
作为本发明进一步的方案：所述二氧化硅为石英或石英砂中的一种，添加量为总质量的48～55%。
作为本发明再进一步的方案：所述白云石为碳酸钙与碳酸镁的复盐岩石，添加量为总质量的8～12%。
作为本发明再进一步的方案：所述碳酸钙类为石灰石、方解石或白垩中的一种或几种，添加量为总质量的4.5～6.5%。
作为本发明再进一步的方案：所述纯碱为无水碳酸钠，添加量为总质量的7～12%。
作为本发明再进一步的方案：所述氯化钾为长石，添加量为总质量的2～4%。
作为本发明再进一步的方案：所述碎玻璃的添加量为总质量的16～22%，且碎玻璃的粒度在0.25～0.35毫米。
作为本发明再进一步的方案：所述辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，所述硝酸钠的添加量为总质量的1～1.3%，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5～0.8%。
作为本发明再进一步的方案：制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃；
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中的混合料置于池窑或坩埚窑加热温度在1750～1780℃，所述步骤四中切割后的玻璃原片加热近软化点的温度在700～750℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在熔制过程中通过碳酸钙的加入，可加速玻璃原料的熔化和澄清，提高玻璃原料的熔化率和熔化速度，从而减少对燃料的浪费，并有效提高钢化特种玻璃成品的质量，本发明在钢化特种玻璃的制备过程中熔入了碎玻璃，使碎玻璃可以回收利用，减少固体垃圾的数量，并有效节省了钢化特种玻璃的制作原料和燃料的使用，减少了废气排放量，从而减小对熔窑的侵蚀，有利于延长熔窑的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中，一种钢化特种玻璃，钢化特种玻璃原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为48～55份，白云石为8～12份，碳酸钙为4.5～6.5份，纯碱为7～12份，氯化钾2～4份，碎玻璃为16～22份，辅助材料为1.5～2.1份，二氧化硅为石英或石英砂中的一种，添加量为总质量的48～55%；白云石为碳酸钙与碳酸镁的复盐岩石，添加量为总质量的8～12%；碳酸钙类为石灰石、方解石或白垩中的一种或几种，添加量为总质量的4.5～6.5%；纯碱为无水碳酸钠，添加量为总质量的7～12%；氯化钾为长石，添加量为总质量的2～4%；碎玻璃的添加量为总质量的16～22%，且碎玻璃的粒度在0.25～0.35毫米；辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，硝酸钠的添加量为总质量的1～1.3%，硝酸盐的添加量为总质量的0.5～0.8%。
一种钢化特种玻璃的制备方法，制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃；
步骤二中的混合料置于池窑或坩埚窑加热温度在1750～1780℃，所述步骤四中切割后的玻璃原片加热近软化点的温度在700～750℃。
本发明实施例一：一种钢化特种玻璃，原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为50份，白云石为10份，碳酸钙为6.5份，纯碱为11份，氯化钾2份，碎玻璃为19份，辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，硝酸钠的添加量为总质量的1份，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5份。
制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热至1760℃，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点720℃，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃。
本发明实施例二：一种钢化特种玻璃，原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为48份，白云石为12份，碳酸钙为6.5份，纯碱为11份，氯化钾2份，碎玻璃为19份，辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，硝酸钠的添加量为总质量的1份，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5份。
制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热至1760℃，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点720℃，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃。
本发明实施例三：一种钢化特种玻璃，原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为52份，白云石为9份，碳酸钙为6.5份，纯碱为10份，氯化钾2份，碎玻璃为19份，辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，硝酸钠的添加量为总质量的1份，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5份。
制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热至1760℃，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点720℃，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃。
本发明实施例四：一种钢化特种玻璃，原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为52份，白云石为9份，碳酸钙为6.5份，纯碱为12份，氯化钾2份，碎玻璃为17份，辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，硝酸钠的添加量为总质量的1份，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5份。
制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热至1760℃，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点720℃，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃。
本发明实施例五：一种钢化特种玻璃，原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为50份，白云石为8份，碳酸钙为6.5份，纯碱为12份，氯化钾2份，碎玻璃为20份，辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，硝酸钠的添加量为总质量的1份，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5份。
制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热至1760℃，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点720℃，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃。
将多个实施例制得的钢化特种玻璃进行性能测试，数据如下：
钢化特种玻璃性能
| 检测项目 | 单位 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 |
| 表面应力值 | MPa | 105 | 106 | 110 | 105 | 102 |
| 弯曲挠度 | Mm | 102 | 98 | 97 | 100 | 101 |
| 最低安全热变形温度 | ℃ | -73 | -74 | -70 | -71 | -73 |
| 最高安全热变形温度 | ℃ | 268℃ | 272℃ | 278℃ | 270℃ | 269℃ |
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述钢化特种玻璃原材料包括有二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃以及辅助材料，按重量100份计数，二氧化硅为48～55份，白云石为8～12份，碳酸钙为4.5～6.5份，纯碱为7～12份，氯化钾2～4份，碎玻璃为16～22份，辅助材料为1.5～2.1份。
2.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述二氧化硅为石英或石英砂中的一种，添加量为总质量的48～55%。
3.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述白云石为碳酸钙与碳酸镁的复盐岩石，添加量为总质量的8～12%。
4.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述碳酸钙类为石灰石、方解石或白垩中的一种或几种，添加量为总质量的4.5～6.5%。
5.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述纯碱为无水碳酸钠，添加量为总质量的7～12%。
6.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述氯化钾为长石，添加量为总质量的2～4%。
7.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述碎玻璃的添加量为总质量的16～22%，且碎玻璃的粒度在0.25～0.35毫米。
8.根据权利要求1所述的一种钢化特种玻璃，其特征在于：所述辅助材料为硝酸钠和硝酸盐，所述硝酸钠的添加量为总质量的1～1.3%，所述硝酸盐的添加量为总质量的0.5～0.8%。
9.一种钢化特种玻璃的制备方法，其特征在于：制备方法包括如下步骤：
步骤一：研磨过筛，将潮湿原料及辅助材料进行脱水干燥处理，采用研磨机器将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行研磨粉碎并过筛，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量，再使用高速混合机将二氧化硅、白云石、碳酸钙、纯碱、氯化钾、碎玻璃、硝酸钠和硝酸盐进行充分混合并以一定质量百分比进行混料，以使二氧化硅与其他材料均匀共混，得到二氧化硅及其他材料的混合料；
步骤二：熔制，将配置混合后的二氧化硅及其他材料的混合料置于池窑或坩埚窑内进行高温加热，使二氧化硅与其他辅助材料熔合形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃；
步骤三：退火切割，将熔合得到的液态玻璃导入锡槽模具并摊平，待液态玻璃降温后，对锡槽内的降温后的液态玻璃按照要求尺寸进行横纵切割，切割成型后即得到玻璃原片；
步骤四：将切割后的玻璃原片进行加热处理，加热到接近软化点，然后对玻璃原片进行快速均匀的冷却降温处理，使处理后的玻璃原片冷却至室温，使处理后的玻璃表面形成均匀压应力，而内部则形成张应力；
步骤五：将通过步骤四处理后的玻璃原片表面进行清洗，玻璃原片清洗后取出并进行干燥处理，工作人员对干燥后的成品进行检测，通过检测即可得到一块合格的钢化特种玻璃。
10.根据权利要求9所述的一种钢化特种玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的混合料置于池窑或坩埚窑加热温度在1750～1780℃，所述步骤四中切割后的玻璃原片加热近软化点的温度在700～750℃。
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