CN114394744A

CN114394744A - 低硼硅酸盐玻璃及其制备方法

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Publication number: CN114394744A
Application number: CN202210162136.7A
Authority: CN
Inventors: 陈�峰; 蒋青; 戴斌; 平文亮; 刘红刚; 肖子凡; 郑文港; 林文城
Original assignee: CSG Holding Co Ltd; Qingyuan CSG New Energy Saving Materials Co Ltd
Current assignee: CSG Holding Co Ltd; Qingyuan CSG New Energy Saving Materials Co Ltd
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-04-26

Abstract

本发明涉及一种低硼硅酸盐玻璃及其制备方法。该低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。通过调整玻璃组分及配比，使得低硼硅酸盐玻璃兼具较低的熔化温度、较高的软化点及较低的热膨胀系数，熔化温度约1630℃，软化点不低于810℃，在50℃～300℃的热膨胀系数为40×10^‑7/℃～50×10^‑7/℃，具有较好的耐火性能和较好的化学稳定性，且熔化温度较低，能够在较低温度下得到澄清玻璃液，生产中对窑炉的损耗较低。

Description

低硼硅酸盐玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及玻璃制品技术领域，具体涉及一种低硼硅酸盐玻璃及其制备方法。

背景技术

防火玻璃是一种在高温环境下不易炸裂，从而能起到控制火势蔓延或隔绝浓烟的防火材料。防火玻璃可以分为单片防火玻璃和复合防火玻璃。单片防火玻璃是由单层玻璃构成，并满足相应耐火等级要求的特种玻璃。复合防火玻璃是指由至少两层玻璃复合而成或者由单层玻璃和有机材料复合而成，并满足相应耐火等级要求的特种玻璃。

单片硼硅防火玻璃是一种通过改变玻璃组分、有效降低玻璃自身的热膨胀系数、提高玻璃自身软化点温度、提高玻璃导热能力，从而达到防火目的的防火玻璃。然而传统的硼硅防火玻璃中硼含量较高，产品中只有0～2％的CaO或MgO及3％～5％的，玻璃的熔化温度较高，制备过程中难以熔化、澄清、均匀化，生产难度大。

发明内容

基于此，有必要提供一种兼具较低熔化温度、较高软化点及较好的耐火性能的低硼硅酸盐玻璃及其制备方法。

本发明的一个方面，提供了一种低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，包括：

在其中一些实施例中，所述SiO₂的质量百分比为75％～80％。

在其中一些实施例中，所述Al₂O₃的质量百分比为2％～7％。

在其中一些实施例中，所述B₂O₃的质量百分比为5％～7.9％。

在其中一些实施例中，所述MgO的质量百分比为2％～5％。

在其中一些实施例中，所述CaO的质量百分比为2％～4％。

在其中一些实施例中，所述Li₂O的质量百分比为0～1.5％。

在其中一些实施例中，所述Na₂O的质量百分比为2％～5％。

在其中一些实施例中，所述K₂O的质量百分比为0.1％～1％。

在其中一些实施例中，所述SiO₂的质量百分比为75％～80％；所述Al₂O₃的质量百分比为2％～7％；所述B₂O₃的质量百分比为5％～8％；所述Li₂O的质量百分比为0～3％；所述Na₂O的质量百分比为2％～7％；所述K₂O的质量百分比为0～1％；所述MgO的质量百分比为2.5％～5％；及所述CaO的质量百分比为2％～4％。

在其中一些实施例中，所述SiO₂的质量百分比为78％～80％；所述Al₂O₃的质量百分比为2％～5％；所述B₂O₃的质量百分比为5％～7.9％；所述Li₂O的质量百分比为0～3％；所述Na₂O的质量百分比为2％～5％；所述K₂O的质量百分比为0～1％；所述MgO的质量百分比为2.5％～5％；及所述CaO的质量百分比为2％～4％。

在其中一些实施例中，所述低硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数为40×10^-7℃^-1～50×10^-7℃^-1。

在其中一些实施例中，所述低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1625℃～1635℃。

在其中一些实施例中，所述低硼硅酸盐玻璃的软化点不低于810℃。

本发明的另一方面，还提供了上述的低硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤：

将原料熔制成澄清玻璃液；

将所述澄清玻璃液成型。

在其中一些实施例中，所述成型的工艺选自浮法成型、狭缝下拉法成型、溢流法成型、化学蚀刻成型及二次下拉法成型。

上述的低硼硅酸盐玻璃通过调整其组分及配比，使得低硼硅酸盐玻璃兼具较低的熔化温度、较高的软化点及较低的热膨胀系数，熔化温度约1630℃，软化点不低于810℃，在50℃～300℃的热膨胀系数为40×10^-7/℃～50×10^-7/℃，具有较好的耐火性能和较好的化学稳定性，且熔化温度较低，能够在较低温度下得到澄清玻璃液，生产中对窑炉的损耗较低。

附图说明

图1为本发明一实施方式的低硼硅酸盐玻璃的制备方法流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式提供了一种低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，包括：

其中，SiO₂是网络形成体氧化物，是形成玻璃骨架所必需的成分，它能提高玻璃的强度、化学稳定性等，可以使玻璃获得更高的应变点，和较低的热膨胀系数。SiO₂的含量过低，热膨胀系数提升过大，成形和耐化学性会降低，有结晶化趋势；SiO₂的含量过高，玻璃熔化和澄清温度会更高，并且粘度上升，难以使玻璃均质化，不适宜于玻璃成型工艺制造。因此，在本发明实施方式中，SiO₂的质量百分比为70％～84％。在其中一些实施例中，SiO₂的质量百分比为70％、72％、74％、76％、78％、80％、82％或者84％。优选地，SiO₂的质量百分比为75％～80％。更优选地，SiO₂的质量百分比为78％～80％。

Al₂O₃是中间体氧化物，起网络生成体的作用，能起网络生成体的作用，以及能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度，Al₂O₃在硼硅酸盐玻璃中主要是抑制玻璃分相。但Al₂O₃会增加玻璃粘度，如果Al₂O₃过多，就难以得到料性长的玻璃，使得玻璃成型较为困难。因此，在本发明实施方式中，Al₂O₃的质量百分比为0～10％。在其中一些实施例中，Al₂O₃的质量百分比为0、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或者10％。优选地，Al₂O₃的质量百分比为2％～7％。更优选地，Al₂O₃的质量百分比为2％～5％。

B₂O₃是硼铝硅酸盐玻璃的重要组分之一，属于形成体氧化物，能降低铝硅酸盐玻璃的热膨胀系数，提高铝硅酸盐玻璃的热稳定性、化学稳定性。B₂O₃的含量太高时，在高温下会降低硼铝硅酸盐玻璃体系的粘度，从而导致硼挥发严重，造成资源浪费；同时，B₂O₃的含量过高会缩窄成型温度，给硼铝硅酸盐玻璃拉管成型时对壁厚、管径精度控制带来困难；另外，当B₂O₃含量过高时，由于硼氧三角体[BO₃]增多，硼铝硅酸盐玻璃的膨胀系数等反而增大，发生反常现象。而B₂O₃的含量过低，就不能显著降低玻璃熔化温度和热膨胀系数。因此，在本发明实施方式中，B₂O₃的质量百分比为4％～8％。在其中一些实施例中，B₂O₃的质量百分比为4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或者8％。优选地，B₂O₃的质量百分比为5％～7.9％。

Na₂O和K₂O属于碱金属氧化物，它们在玻璃结构中主要起断键作用，目的是降低玻璃的粘度，同时K₂O能够降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光泽，K₂O的加入，减少了Na₂O的用量，钾离子对钠离子的迁移扩散形成阻挡，进一步提高了膨胀软化温度。Na₂O是硼硅酸盐玻璃网络外体氧化物，能提供游离氧使Si-O键断开，从而降低硼硅酸盐玻璃的粘度和熔化温度。Na₂O的含量过高，会增大热膨胀系数，降低化学稳定性，且Na₂O挥发量增大，导致硼硅酸盐玻璃成分不均一。Na₂O的含量过低，不利于玻璃的熔制和成型。因此本发明实施方式中，Na₂O的质量百分比为2％～10％。在其中一些实施例中，Na₂O的质量百分比为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或者10％。优选地，Na₂O的质量百分比为2％～5％。

K₂O能改善玻璃的熔化性能，其与Li₂O以及Na₂O能形成混合碱效应，可降低玻璃高温粘度，但如果K₂O含量过高，则玻璃网络结构变差，热学性能的稳定性降低，耐候性变差。因此，本发明实施方式中，K₂O的质量百分比为0～1％。在其中一些实施例中，K₂O的质量百分比为0、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或者1％。优选地，K₂O的质量百分比为0.1％～1％。

Li₂O是玻璃常用的碱金属氧化物，但是不同于Na₂O和K₂O，由于Li⁺不属于惰性气体型离子，半径较小，场强大，与氧结合能力较强，在结构上主要起集聚作用。Li₂O取代同样数量的Na₂O或K₂O时，可以提高玻璃的化学稳定性、表面张力的能力，同时也增加了析晶倾向，它有高温助熔、加速玻璃熔化的作用，由于Li⁺的极化特性，在高温下能有效减低高温粘度。若Li₂O的含量过高，增加了玻璃制造成本，玻璃膨胀系数显著增大，且玻璃析晶倾向过高，玻璃生成结石缺陷的概率明显增加。因此，在本发明实施方式中，Li₂O质量百分比为0～3％。在其中一些实施例中，Li₂O质量百分比为0、0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％或3％。优选地，Li₂O质量百分比为0～1.5％。

MgO是一种网络外体氧化物，MgO有助于降低玻璃熔点，在高温时能降低玻璃的粘度，促进玻璃的熔化和澄清，在低温下可以增强玻璃网络空间的稳定性，一定程度上可以降低玻璃的热膨胀系数。如果MgO的含量过低，减低玻璃高温粘度、热膨胀系数的效果不明显；而如果MgO的过高，会使玻璃表面质量下降，且使玻璃失透倾向增加。因此，在本发明实施方式中，MgO的质量百分比为2％～7％。在其中一些实施例中，MgO的质量百分比为2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％或者7％。优选地，MgO的质量百分比为2％～5％。更优选地，MgO的质量百分比为2.5％～5％。进一步地，MgO的质量百分比为3.6％～5％。

CaO和MgO具有类似的作用，有助于降低玻璃熔点，改善玻璃在高温下的熔融性质，并能够使玻璃不易失透。如果CaO的含量过低，减低玻璃高温粘度、热膨胀系数的效果不明显；如果CaO的含量过高，使玻璃析晶性能大大增加，影响成型。因此，在本发明实施方式中，CaO的质量百分比为0～7.5％。在其中一些实施例中，CaO的质量百分比为0、0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％或者7.5％。优选地，CaO的质量百分比为2％～4％。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～5％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO2％～5％、及CaO 2％～4％。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO2％～7％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂70％～84％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2％～5％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2％～5％、及CaO 2％～4％。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2.5％～5％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO2.5％～5％、及CaO 2％～4％。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2％～5％、及CaO 0～7.5％。更进一步地，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO 2％～5％、及CaO 2％～4％。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃中不含有ZnO及ZrO₂。ZnO属于二价金属氧化物行列，同样具有碱土金属氧化物的作用。在铝硅酸盐玻璃体中，Zn常处于[ZnO₆]和[ZnO₄]两种配位体中，[ZnO₄]随碱含量的增高而增大，增加玻璃的析晶倾向。ZrO₂能显著增加铝硅酸盐玻璃的离子交换性能和提高玻璃的抗酸抗碱腐蚀性能，但过多时会导致玻璃熔制温度升高，增加了高温黏度，难以获得均匀澄清的玻璃液。因此，在本发明实施方式中，低硼硅酸盐玻璃中不含有ZnO及ZrO₂。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，原料还包括0～5％的含氯化合物。含氯化合物作为澄清剂添加，在低硼硅酸盐玻璃的制备中，有助于得到澄清、均匀的玻璃液。具体地，含氯化合物选自NaCl、NaClO₃和NaClO₄中的至少一种。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃50℃～300℃的热膨胀系数为40×10^-7℃^-1～50×10^-7℃^-1。进一步地，低硼硅酸盐玻璃50℃～300℃的热膨胀系数为41×10^-7℃^-1～49×10^-7℃^-1、42×10^-7℃^-1～46×10^-7℃^-1或者41×10^-7℃^-1～43×10^-7℃^-1。低硼硅酸盐玻璃具有较合适的热膨胀系数，通过物理强化能够进一步提升玻璃的耐火性能。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1625℃～1635℃。低硼硅酸盐的熔化温度较低，能够在较低温度下熔化，便于大批量生产。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃的软化点不低于810℃。进一步地，低硼硅酸盐玻璃的软化点不低于820℃或者不低于830℃。低硼硅酸盐玻璃的软化点较高，不低于810℃，耐热性能良好，受热不易变形。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃的耐火失效时间不低于2h。进一步地，低硼硅酸盐玻璃的耐火失效时间不低于2.5h或者3h。低硼硅酸盐玻璃的耐火失效时间不低于2h，具有较好的耐火性能，可应用于防火玻璃。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO2.5％～5％、及CaO 2％～4％。该低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1627℃～1631℃；软化点温度不低于821℃；50℃～300℃的热膨胀系数为42×10^-7℃^-1～46×10^-7℃^-1；耐火失效时间不低于2.5h。

在其中一些实施例中，低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比，包括：SiO₂ 78％～80％、Al₂O₃ 2％～5％、B₂O₃ 5％～7.9％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O 0～1％、MgO2.5％～5％、及CaO 2％～4％。该低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1627℃～1635℃；软化点温度不低于830℃；50℃～300℃的热膨胀系数为41×10^-7℃^-1～43×10^-7℃^-1；耐火失效时间不低于3h。

参阅图1，本发明另一实施方式，还提供了上述的低硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤S100～S200。

步骤S100：将原料熔制成澄清玻璃液。

在其中一些实施例中，步骤S100中，熔制的温度为1625℃～1635℃。熔制的时间为4h～8h。

步骤S200：将澄清玻璃液成型。

在其中一些实施例中，步骤S200中，成型工艺选自浮法成型、狭缝下拉法成型、溢流法成型、化学蚀刻成型及二次下拉法成型。

在其中一些实施例中，在步骤S200之后，还包括退火处理。具体地，退火处理为：将成型后的玻璃置于退火炉中进行退火。在其中一些实施例中，退火的温度为560℃～600℃。退火的时间为2h～8h。

本发明另一实施方式，还提供了一种防火玻璃，包括上述的低硼硅酸盐玻璃。

上述防火玻璃包括上述低硼硅酸盐玻璃，具有较好的耐火性能和较好的化学稳定性，耐火失效时间不低于2小时。

以下通过具体实施例对本发明的低硼硅酸盐玻璃作进一步说明。

实施例1～实施例18和对比例1～对比例10的玻璃的制备过程具体如下：

将实施例1～实施例18和对比例1～对比例10按照表1～5中设计组分配料(质量百分比)，随后配料投入熔窑进行熔制、均化、澄清。澄清后的玻璃液进入锡槽浮法成型。成型后的玻璃制品进入退火窑退火，退火温度为560℃～600℃。得到实施例1～实施例18和对比例1～对比例10的低硼硅酸盐玻璃。

测试部分：

耐火测试：在经过沈阳科晶的STX-1203线切割机切割成140×140×6mm的玻璃片，经深圳海德的HD-640-5L双面研磨抛光机减薄抛光后，使用天然气枪灼烧玻璃中心区域，实测火焰与玻璃接触面的温度在900℃～950℃，经过不同的时间灼烧后，观察玻璃破裂或严重变形的程度，记录耐火失效时间。

性能测试：低硼硅酸盐玻璃样品进行高温黏度测试，使用美国ORTON的高温黏度仪进行测试，得到温粘曲线数据，并热膨胀性能测试，采用德国耐驰的PC402L卧式膨胀仪进行测试，得到玻璃膨胀软化点Td、玻璃转变点温度Tg、热膨胀系数(50～300℃)，运用VFT公式对玻璃全温度段玻璃粘度拟合，得到玻璃退火点与浮法成型温度范围内的黏温拟合曲线，最终确定玻璃熔制后温度Tm(10^2.0dPa.s)、玻璃荷重软化点温度Ts(10^7.65dPa.s)。

表1实施例1～实施例6的低硼硅酸盐玻璃的组成及相关性能数据

表2实施例7～实施例12的低硼硅酸盐玻璃的组成及相关性能数据

表3实施例13～实施例18的低硼硅酸盐玻璃的组成及相关性能数据

表4对比例1～对比例5的硅酸盐玻璃的组成及相关性能数据

表5对比例6～对比例10的硅酸盐玻璃的组成及相关性能数据

实施例1～实施例6的低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，包括：SiO₂ 70％～84％、Al₂O₃ 0～10％、B₂O₃ 4％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 3％～7％、K₂O 0～1％、MgO 2％～7％、及CaO 0～7.5％。低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1626℃～1634℃；软化点温度为810℃～833℃；50℃～300℃的热膨胀系数为41×10^-7℃^-1～50×10^-7℃^-1；耐火失效时间不低于2h。

实施例7～实施例12的低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，包括：SiO₂ 75％～80％、Al₂O₃ 2％～7％、B₂O₃ 5％～8％、Li₂O 0～3％、Na₂O 2％～7％、K₂O 0～1％、MgO2.5％～5％、及CaO 2％～4％。低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1627℃～1631℃；软化点温度为821℃～832℃；50℃～300℃的热膨胀系数为42×10^-7℃^-1～46×10^-7℃^-1；耐火失效时间不低于2.5h。

实施例13～实施例18的低硼硅酸盐玻璃，按照质量百分比计，包括：SiO₂ 78％～80％、Al₂O₃ 2％～5％、B₂O₃ 5％～7.9％、Li₂O 0.1％～3％、Na₂O 2％～5％、K₂O0～1％、MgO2.5％～5％、及CaO 2％～3.5％。低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1627℃～1635℃；软化点温度为830℃～837℃；50℃～300℃的热膨胀系数为41×10^-7℃^-1～43×10^-7℃^-1；耐火失效时间不低于3h。

而对比例1～对比例10的硅酸盐玻璃对玻璃的组分及配比进行调整，得到的玻璃难以兼顾较低熔化温度、较高软化点及较好的耐火性能的使用要求。具体地，对比例1的硅酸盐玻璃，熔化温度为1588℃，软化点为798℃，热膨胀系数为62.21×10^-7℃^-1，该硅酸盐玻璃的熔化温度相对较低，但软化点较低，热膨胀系数较大，受热容易发生形变，不能满足耐火要求，故导致耐火失效时间不足0.5h。对比例2～对比例4的硅酸盐玻璃的软化点较高，热膨胀系数较低，耐火失效时间不低于2.5h；但熔化温度超过1700℃，增大了玻璃熔制的难度，难以澄清。对比例5的硅酸盐玻璃，软化点温度为820℃，但热膨胀系数为33.00×10^-7℃^-1，熔化温度为1689℃，玻璃熔制较困难且难以进行物理钢化处理，因而耐火失效时间较短。与实施例6的低硼硅酸盐玻璃相比，对比例6的硅酸盐玻璃的软化点及热膨胀系数均较接近，耐火失效时间为2小时，然而熔化温度较高，不利于玻璃的熔制。与实施例1的低硼硅酸盐玻璃相比，对比例7～10的玻璃的软化点在804℃～826℃，热膨胀系数明显增大，在52.43×10^-7℃^-1～57.32×10^-7℃^-1之间；综合来看，对比例7～10的玻璃耐火性能较差，耐火失效时间为1小时。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所述附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.一种低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，按照质量百分比计，包括：

2.根据权利要求1所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述SiO₂的质量百分比为75％～80％；

及/或，所述Al₂O₃的质量百分比为2％～7％；

及/或，所述B₂O₃的质量百分比为5％～7.9％；

及/或，所述MgO的质量百分比为2％～5％；

及/或，所述CaO的质量百分比为2％～4％。

3.根据权利要求1所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述Li₂O的质量百分比为0～1.5％；

及/或，所述Na₂O的质量百分比为2％～5％；

及/或，所述K₂O的质量百分比为0.1％～1％。

4.根据权利要求1所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述SiO₂的质量百分比为75％～80％；所述Al₂O₃的质量百分比为2％～7％；所述B₂O₃的质量百分比为5％～8％；所述Li₂O的质量百分比为0～3％；所述Na₂O的质量百分比为2％～7％；所述K₂O的质量百分比为0～1％；所述MgO的质量百分比为2.5％～5％；及所述CaO的质量百分比为2％～4％。

5.根据权利要求1所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述SiO₂的质量百分比为78％～80％；所述Al₂O₃的质量百分比为2％～5％；所述B₂O₃的质量百分比为5％～7.9％；所述Li₂O的质量百分比为0～3％；所述Na₂O的质量百分比为2％～5％；所述K₂O的质量百分比为0～1％；所述MgO的质量百分比为2.5％～5％；及所述CaO的质量百分比为2％～4％。

6.根据权利要求1～5任一项所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述低硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数为40×10^-7℃^-1～50×10^-7℃^-1。

7.根据权利要求1～5任一项所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述低硼硅酸盐玻璃的熔化温度为1625℃～1635℃。

8.根据权利要求1～5任一项所述的低硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述低硼硅酸盐玻璃的软化点不低于810℃。

9.权利要1～8任一项所述的低硼硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将原料熔制成澄清玻璃液；

将所述澄清玻璃液成型。

10.根据权利要求9所述的低硼硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，所述成型的工艺选自浮法成型、狭缝下拉法成型、溢流法成型、化学蚀刻成型及二次下拉法成型。