CN114772941A

CN114772941A - 一种显示蒙砂玻璃用抛光液及其应用

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Publication number: CN114772941A
Application number: CN202210497501.XA
Authority: CN
Inventors: 邱龙臻; 吴宁; 安长虎; 黄刚; 李志�
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2022-07-22

Abstract

本发明公开了一种显示蒙砂玻璃用抛光液及其应用，该抛光液由草酸、浓硫酸、去离子水、氨水和氟化氢铵作为原料制得。制备蒙砂玻璃时，在对玻璃进行刻蚀的前后利用本发明的抛光液对其进行抛光，可使得蒙砂玻璃具有光洁的表面、良好的透光性和防眩效果。

Description

一种显示蒙砂玻璃用抛光液及其应用

技术领域

本发明涉及高性能显示蒙砂玻璃制备领域，具体涉及一种显示蒙砂玻璃用抛光液及其在制备防眩显示蒙砂玻璃中的应用。

背景技术

玻璃具有表面光洁、透光性好等一系列光学性能，当玻璃被大量应用于生活中的同时，也对人类环境造成了严重的光污染。由于玻璃的物理特性使得玻璃对光的透射、折射、反射而引起的透射光、反射光、折射光会对人类的大脑神经系统和视力、视觉造成严重伤害，影响身体健康。随着科技水平的不断提高，如何解决玻璃造成的光污染问题就成为了当前的热点之一。

通过对玻璃表面进行物理方法或者化学方法处理，改变玻璃表面的平整结构，降低玻璃表面对入射光的反射和折射能力，能从源头上解决玻璃产品带来的光污染问题，其中经过一系列化学方法处理后得到的能达到防眩效果的玻璃称为蒙砂玻璃。

但是，一般化学刻蚀后得到的蒙砂玻璃，若不经过抛光工艺进行处理，会存在表面粗糙无法用于显示屏幕的问题。而经过抛光工艺的蒙砂玻璃，大部分使用的是金属氧化物类抛光液，这类抛光液为中性，只能利用抛光液中的悬浮颗粒物理打磨玻璃表面，并不能很好的解决蒙砂过程中产生的氟硅酸盐颗粒大小和形状不一的问题，仍然很难用于显示屏幕。

发明内容

基于上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供一种显示蒙砂玻璃用抛光液及其在制备防眩显示蒙砂玻璃中的应用，旨在提升蒙砂玻璃表面的规整性，且使其具有良好的防眩效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种显示蒙砂玻璃用抛光液，其特点在于，所述抛光液的各原料按质量百分比的构成为：草酸5-10％、98wt％浓硫酸7-15％、去离子水60-70％、25wt％氨水5-10％、氟化氢铵8-15％。此配方可缓慢生成氢氟酸，且无需加入金属类化合物、氢氟酸等环境有害的物质，后处理简单。

本发明所述的抛光液的制备方法为：按配比将草酸和氟化氢铵加入到去离子水中，搅拌至固体颗粒完全溶解，再顺杯壁逐滴加入98％浓硫酸并搅拌2-3min，最后再加入25wt％氨水并搅拌10min，即获得抛光液。

本发明所述的抛光液可用于制备防眩显示蒙砂玻璃，其制备方法为：将洗净的玻璃片放入所述抛光液中进行静置前抛光，然后再放入刻蚀液中进行静置刻蚀，最后再放入所述抛光液中进行静置后抛光。

进一步地：所述前抛光的静置时间为10～25min，所述刻蚀的静置时间为4min，所述后抛光的静置时间为10～25min。本发明对上述抛光液的使用时间进行了调控，包括两部分：先确定一个后抛光的时间不变，对前抛光时间进行调控，取得最优的前抛光时间，再用确定的最优前抛光时间，对后抛光时间进行调控。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1.本发明的抛光液是以草酸、浓硫酸、氟化氢铵、氨水和去离子水为原料制备而成，pH在4左右，酸性较强：一方面能在前抛光工艺中更好的溶解玻璃表面的钝化层，为刻蚀过程提供更多的氟硅酸盐颗粒生长点，使得生长出的颗粒均匀密集；另一方面，较强的酸性能溶解刻蚀后产生的不均的部分颗粒，使得蒙砂玻璃具有光洁的表面、良好的透光性和防眩效果。

2.本发明的高性能蒙砂玻璃抛光液利用了玻璃刻蚀时产生的氟硅酸盐在酸性溶液中能较好溶解的原理：SiF₆ ^2-+2H₂SO₄(浓)＝2HSO₄ ^-+2HF↑+SiF₄↑，经过此抛光液处理的蒙砂玻璃由于利用抛光液的较强酸性溶解了刻蚀后玻璃表面不规整的氟硅酸盐颗粒，其表面粗糙度迅速降低，氟硅酸盐超微晶粒子呈现凸透镜状形貌，雾度>5％，透过率>90％，光泽度>80GU，显微镜下蒙砂玻璃表面光滑平整，达到超精细蒙砂标准。

3.本发明抛光液的制备工艺简单，适合大规模生产。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的蒙砂玻璃样品1的金相显微镜图；

图2为本发明实施例1所制备的蒙砂玻璃样品2的金相显微镜图；

图3为本发明实施例1所制备的蒙砂玻璃样品3的金相显微镜图；

图4为本发明实施例1所制备的蒙砂玻璃样品4的金相显微镜图；

图5为本发明实施例1所制备的蒙砂玻璃样品5的金相显微镜图；

图6为本发明实施例1所制备的蒙砂玻璃样品6的金相显微镜图；

图7为本发明实施例2所制备的蒙砂玻璃样品7的金相显微镜图；

图8为本发明实施例2所制备的蒙砂玻璃样品8的金相显微镜图；

图9为本发明实施例2所制备的蒙砂玻璃样品9的金相显微镜图；

图10为本发明实施例2所制备的蒙砂玻璃样品10的金相显微镜图；

图11为本发明实施例2所制备的蒙砂玻璃样品11的金相显微镜图；

图12为本发明实施例3所制备的蒙砂玻璃样品区域1的金相显微镜图；

图13为本发明实施例3所制备的蒙砂玻璃样品区域2的金相显微镜图；

图14为本发明实施例3所制备的蒙砂玻璃样品区域3的金相显微镜图；

图15为本发明实施例3所制备的蒙砂玻璃样品区域4的金相显微镜图；

图16和17为实施例2所制备的样品10在不同放大倍数下的扫描电镜图(图16和图17分别对应1000倍和3000倍)。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

下述实施例所用刻蚀液的配制方法为：将氟化钠7份、氟化钾1.5份、氟化钙0.4份、硫酸铵0.4份、六偏磷酸钠0.3份、硫酸钾0.2份和氟硅酸钾1份加入到去离子水88.2份中，再加入98％浓硫酸1份，密封搅拌24h，获得刻蚀液。

下述实施例抛光液的各原料按质量百分比的构成为：草酸7％、98wt％浓硫酸8％、去离子水68％、25wt％氨水7.5％、氟化氢铵9.5％。所用抛光液的配制方法为：按配比将草酸和氟化氢铵加入到去离子水中，搅拌至固体颗粒完全溶解，再逐滴加入98％浓硫酸并搅拌2-3min，最后再加入25wt％氨水并搅拌10min，即获得抛光液。配置两份抛光液，一份作为前抛光液、一份作为后抛光液。

实施例1

本实施例按如下方法制备显示蒙砂玻璃：

将购买的玻璃基材超声洗净，在热台上烘干后一面贴上PE膜。将洗净的玻璃片垂直放入配置好的前抛光液烧杯中进行静置前抛光，再放入刻蚀液中静置4min进行刻蚀，最后再放入后抛光液烧杯中静置10min进行后抛光。将处理好的玻璃洗净、撕膜，获得蒙砂玻璃。

设定前抛光时间分别为10min、13min、16min、19min、22min、25min，所得蒙砂玻璃分别记为样品1～6。

将蒙砂玻璃样品1～6分别置于雾度仪的通光孔测试其雾度和透过率，在光泽度仪下测试表面光泽度，在金相显微镜下测试蒙砂后玻璃表面的微观形貌。

蒙砂玻璃样品1～6的雾度、透过率、光泽度分别如表1所示。

样品

前抛光时间

刻蚀时间

后抛光时间

雾度

透过率

光泽度

1

10min

4min

10min

5.0％

91.2％

117.1GU

2

13min

4min

10min

4.62％

91.47％

106.2GU

3

16min

4min

10min

7.68％

91.44％

110.5GU

4

19min

4min

10min

5.16％

91.51％

124.3GU

5

22min

4min

10min

11.34％

91.32％

90.0GU

6

25min

4min

10min

21.74％

91.77％

61.7GU

蒙砂玻璃样品1～6的金相显微镜图像分别如图1～6所示。

从表1和图1-6可以看出：随着前抛光时间的增长，获得的蒙砂玻璃雾度增大，透过率变化不大，光泽度增加，玻璃表面的凹凸颗粒增加，原因是抛光液中的酸与氟化氢铵反应，缓慢生成氢氟酸，生成的氢氟酸溶解玻璃表面的钝化层，为下一步的刻蚀过程生成氟硅酸盐提供更多的生长点。

实施例2

本实施例按如下方法制备显示蒙砂玻璃：

将购买的玻璃基材超声洗净，在热台上烘干后一面贴上PE膜。将洗净的玻璃片垂直放入配置好的前抛光液烧杯中静置10min进行前抛光，再放入刻蚀液中静置4min进行刻蚀，最后再放入后抛光液烧杯中静置进行后抛光。将处理好的玻璃洗净、撕膜，获得蒙砂玻璃。

设定后抛光时间分别为13min、16min、19min、22min、25min，所得蒙砂玻璃分别记为样品7～11。

将蒙砂玻璃样品7～11分别置于雾度仪的通光孔测试其雾度和透过率，在光泽度仪下测试表面光泽度，在金相显微镜下测试蒙砂后玻璃表面的微观形貌。

蒙砂玻璃样品7～11的雾度、透过率、光泽度分别如表2所示。

样品

前抛光时间

刻蚀时间

后抛光时间

雾度

透过率

光泽度

7

10min

4min

13min

71.53％

88.71％

20.6GU

8

10min

4min

16min

30.99％

89.56％

64.3GU

9

10min

4min

19min

44.12％

89.56％

46.4GU

10

10min

4min

22min

31.00％

90.41％

57.9GU

11

10min

4min

25min

13.00％

91.47％

87.9GU

蒙砂玻璃样品7～11的金相显微镜图像分别如图7～11所示。

从表2和图7-11可以看出：随着后抛光时间的增长，获得的蒙砂玻璃雾度减小，透过率增加，光泽度增加，玻璃表面的凹凸颗粒的高度减小，颗粒大小减小，原因是酸性抛光液溶解了部分刻蚀过程中生成的氟硅酸盐，降低刻蚀后玻璃表面的粗糙度。

实施例3

本实施例按实施例1相同的方法制备显示蒙砂玻璃，将5cm*5cm的洗净的玻璃片分为四个区域，刻蚀时间都为4min，四个区域的前后抛光时间分别为：前抛光10min、后抛光15min；前抛光15min、后抛光15min；前抛光10min、后抛光25min；前抛光15min、后抛光25min。从而制备了2cm*2cm的蒙砂玻璃阵列，验证实施例实验结果的可靠性。

经表征，四个区域的雾度、透过率、光泽度如表3所示，四个区域的金相显微镜图像分别如图12、13、14、15所示。

表3

前抛光时间

刻蚀时间

后抛光时间

雾度

透过率

光泽度

区域1

10min

4min

15min

34.76％

90.48％

80.5GU

区域2

15min

4min

15min

38.85％

90.55％

76.4GU

区域3

10min

4min

25min

11.58％

91.44％

90.7GU

区域4

15min

4min

25min

2.88％

90.71％

118.4GU

由上述正交实验结果可知：前抛光时间越长，刻蚀生长的颗粒越多，雾度越大；后抛光时间越长，玻璃表面越光滑，雾度越小，证明本发明的假设是成立的。

综上，本发明的抛光液原料配比为：草酸7％、98wt％浓硫酸8％、去离子水68％、25wt％氨水7.5％、氟化氢铵9.5％，最优的前抛光时间为10min、后抛光时间为22min，此工艺下的防眩玻璃性能完全达到本发明的预期要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种显示蒙砂玻璃用抛光液，其特征在于，所述抛光液的各原料按质量百分比的构成为：草酸5-10％、98wt％浓硫酸7-15％、去离子水60-70％、25wt％氨水5-10％、氟化氢铵8-15％。

2.一种权利要求1所述的抛光液的制备方法，其特征在于：按配比将草酸和氟化氢铵加入到去离子水中，搅拌至固体颗粒完全溶解，再逐滴加入98％浓硫酸并搅拌2-3min，最后再加入25wt％氨水并搅拌10min，即获得抛光液。

3.一种权利要求1所述的抛光液在制备防眩显示蒙砂玻璃中的应用。

4.一种显示蒙砂玻璃的制备方法，其特征在于：将洗净的玻璃片放入权利要求1所述的抛光液中进行静置前抛光，然后再放入刻蚀液中进行静置刻蚀，最后再放入权利要求1所述的抛光液中进行静置后抛光。

5.根据权利要求4所述的显示蒙砂玻璃的制备方法，其特征在于：所述前抛光的静置时间为10～25min，所述刻蚀的静置时间为4min，所述后抛光的静置时间为10～25min。