CN116040939A - 低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents

低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116040939A
CN116040939A CN202310058237.4A CN202310058237A CN116040939A CN 116040939 A CN116040939 A CN 116040939A CN 202310058237 A CN202310058237 A CN 202310058237A CN 116040939 A CN116040939 A CN 116040939A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
borosilicate glass
low
sio
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310058237.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陈�峰
韦奔
钱奇
平文亮
肖子凡
刘红刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
CSG Holding Co Ltd
Qingyuan CSG New Energy Saving Materials Co Ltd
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
CSG Holding Co Ltd
Qingyuan CSG New Energy Saving Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT, CSG Holding Co Ltd, Qingyuan CSG New Energy Saving Materials Co Ltd filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN202310058237.4A priority Critical patent/CN116040939A/zh
Publication of CN116040939A publication Critical patent/CN116040939A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Abstract

本发明涉及一种低熔点硼硅酸盐玻璃，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～70％SiO2、5％～11％Al2O3、3％～6％B2O3、0％～1％Li2O、0.5％～4％Na2O、0％～0.5％K2O、16％～24％MgO以及0％～3％CaO，其中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.24～0.33，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.07。采用本申请中组分摩尔百分比的低熔点硼硅酸盐玻璃，在具备较低的热膨胀系数和较高的软化点的同时，还具备较低的熔制温度和成型温度，其熔制温度低于1591℃，玻璃液澄清效果良好，能够有效控制玻璃中的气泡、波筋和条纹等缺陷，能够适用于浮法玻璃生产线生产，易于实际工业化生产，经物理钢化后可作为防火玻璃应用于防火领域。

Description

低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及玻璃生产制造技术领域，特别是涉及一种低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
防火玻璃主要分为单片式防火玻璃和复合式防火玻璃。其中，硼硅酸盐防火玻璃基于特殊的组成结构，能够降低玻璃自身的热膨胀系数，同时提高玻璃自身的软化点温度，从能实现防火功能。硼硅酸盐玻璃具有极低的热膨胀系数以及良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能，还具有适应性强等优点，具备很大的发展空间，未来是单片防火玻璃的主流产品。
但是，由于组分的特殊性，例如其SiO2含量高达78％～80％，而碱金属含量一般只有4％～6％，高硼硅酸盐玻璃的熔化温度较高，制备过程中难以熔化、澄清以及均化，采用浮法工艺生产难度大；且其B2O3含量达到10％～12％，在玻璃熔制过程中硼挥发严重，导致侵蚀窑炉，降低窑炉的使用寿命。这些问题使得高硼硅酸盐玻璃难以适用浮法生产工艺，限制了其大规模的高效稳定生产和优良性能的发挥，极大地阻碍了其推广应用。
因此，如何得到一种熔制温度较低的硼硅酸盐防火玻璃一直是亟需解决的问题。
发明内容
基于此，有必要提供能够一种熔制温度较低的硼硅酸盐防火玻璃及其制备方法。
本申请的一方面，提供一种低熔点硼硅酸盐玻璃，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～70％ SiO2、5％～11％ Al2O3、3％～6％B2O3、0％～1％Li2O、0.5％～4％ Na2O、0％～0.5％ K2O、16％～24％ MgO以及0％～3％CaO，其中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.24～0.33，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.07。
在其中一个实施例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～66％ SiO2，7％～11％ Al2O3，3.5％～6％ B2O3，0％～1％ Li2O，0.5％～3％Na2O，0％～0.5％ K2O，18％～23％ MgO以及0％～1％ CaO。
在其中一个实施例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：63％～65％ SiO2，8％～10％ Al2O3，3.5％～5.6％ B2O3，0％～0.5％ Li2O，0.5％～2％Na2O，0％～0.5％ K2O，19％～23％ MgO以及0％～0.6％ CaO。
在其中一个实施例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.26～0.32，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.06。
在其中一个实施例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.26～0.32，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.04。
在其中一个实施例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分还包括0％～0.5％的氯化物。
在其中一个实施例中，所述氯化物选自NaCl、NaClO3及NaClO4中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述低熔点硼硅酸盐玻璃满足如下特征中的一种或多种：
(1)熔制温度低于1591℃，
(2)荷重软化点高于850℃，
(3)热膨胀系数为(36～44)×10-7℃-1，
(4)850℃下的热辐射抗软化时间≥4h。
本申请的又一方面，提供一种所述的低熔点硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括如下步骤：
按照所述组分称取原料，加热至熔制温度，保温4～8小时，制备熔融液；
将所述熔融液成型，在600～700℃下退火，制备所述低熔点硼硅酸盐玻璃。
本发明的再一方面，提供一种上述的低熔点硼硅酸盐玻璃作为幕墙玻璃、防火玻璃、耐热玻璃器皿、药用玻璃、汽车玻璃或显示器件用盖板玻璃的应用。
采用本申请中组分摩尔百分比的低熔点硼硅酸盐玻璃，在具备较低的热膨胀系数和较高的软化点的同时，还具备较低的熔制温度和成型温度，其熔制温度低于1591℃，玻璃液澄清效果良好，能够有效控制玻璃中的气泡、波筋和条纹等缺陷，能够适用于浮法玻璃生产线生产，易于实际工业化生产，经物理钢化后可作为防火玻璃应用于防火领域。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本申请进行更全面的描述。下文中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请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申请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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。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。
本申请的一方面，提供一种低熔点硼硅酸盐玻璃，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～70％ SiO2、5％～11％ Al2O3、3％～6％B2O3、0％～1％Li2O、0.5％～4％ Na2O、0％～0.5％ K2O、16％～24％ MgO以及0％～3％CaO，其中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.24～0.33，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.07。
二氧化硅(SiO2)是玻璃的网络形成体氧化物，是构成玻璃网络骨架所必须的成分。SiO2可以提高玻璃的强度、化学稳定性，同时还可以提高玻璃的应变点，降低玻璃的热膨胀系数。上述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，SiO2的摩尔百分数为62％～70％，具体地，SiO2的摩尔百分数包括但不限于：62％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％。当SiO2的含量过低，玻璃网络结构松散，热膨胀系数增大，机械强度和化学稳定性变差；当SiO2的含量过高，玻璃较难熔化和澄清，而且玻璃熔融液的粘度增加，玻璃难以均化，不利于玻璃成型工艺制造，因此，本申请的SiO2的摩尔百分数为62％～70％，优选为62％～66％，更优选为63％～65％。
氧化铝(Al2O3)在玻璃网络结构中既可以是网络形成体，又可以形成网络中间体，这主要取决于玻璃结构中的游离氧的数量。Al2O3进入玻璃网络结构，可以降低玻璃的析晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性和机械强度。上述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，Al2O3的摩尔百分数为5％～11％，具体地，Al2O3的摩尔百分数包括但不限于：5％、6％、7％、8％、9％、10％或11％。在硼硅酸盐玻璃的组分中加入Al2O3可以抑制玻璃分相，并提供玻璃的物理性能，但是Al2O3会增加玻璃粘度，提高玻璃的熔化、澄清和均化难度。因此，本申请的Al2O3的摩尔百分数为5％～11％，优选为7％～11％，更优选为8％～10％。
氧化硼(B2O3)是硼硅酸盐玻璃的主要组分之一，是玻璃结构的网络形成体。B2O3能够降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性，并且能够显著降低玻璃的熔制温度，从而降低玻璃的成型难度。但当B2O3含量过高时，玻璃结构中[BO3]的数量增加，玻璃的分相倾向增大，出现失透现象；而且在生产过程中，硼的挥发会侵蚀窑炉炉体，降低窑炉的使用寿命。因此，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，B2O3的摩尔百分比为3％～6％，具体地，B2O3的摩尔百分比包括但不限于3％、3.2％、3.5％、4.2％、4.6％、5.1％、5.4％、5.8％或6％，优选地，B2O3的摩尔百分比为3.5％～6％，更优选地，B2O3的摩尔百分比为3.5％～5.6％。
氧化钠(Na2O)和氧化钾(K2O)属于碱金属氧化物，在玻璃结构中主要起断键的作用，可以降低玻璃的粘度。Na2O是硼硅酸盐玻璃网络外体氧化物，提供游离氧使Si-O键断键，从而降低硼硅酸盐玻璃的粘度和熔制温度。Na2O的含量过高时，玻璃的热膨胀系数增大，化学稳定性降低，而且Na2O挥发量增大，会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，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，Na2O的摩尔百分比为0.5％～4％，具体地，Na2O的摩尔百分比包括但不限于0.5％、0.8％、1.1％、1.6％、1.8％、2.1％、2.3％、2.6％、3％或4％，优选地，Na2O的摩尔百分比为0.5％～3％。更优选地，Na2O的摩尔百分比为0.5％～2％。
氧化钾(K2O)能够降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光泽度，K2O的加入能够减少Na2O的用量，钾离子阻碍钠离子的迁移扩散，进一步提高玻璃的软化温度。K2O能够改善玻璃的熔化性能，其与Li2O和Na2O复配，形成混合碱效应，可以降低玻璃的高温粘度。但K2O的含量过高时，玻璃的网络结构变差，热学性能和稳定性降低，耐候性变差。因此，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，K2O的摩尔百分比为0％～0.5％，具体地，K2O的摩尔百分比包括但不限于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％。
氧化锂(Li2O)是玻璃常用的金属氧化物，由于锂离子不属于惰性气体型离子，半径小，场强大，与氧原子的结合能力较强，在玻璃结构上主要起集聚的作用。用Li2O替代同样数量的Na2O和K2O，可以提高玻璃的化学稳定性和表面张力，同时会增加玻璃的析晶倾向。由于锂离子的极化特性，Li2O在高温下能够有效降低玻璃的高温粘度，因此，Li2O还有高温助熔、加速玻璃熔化的作用。但Li2O的含量过高，会增加玻璃的制造成本，增大玻璃的热膨胀系数，而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，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，Li2O的摩尔百分比为0％～1％，具体地，Li2O的摩尔百分比包括但不限于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.8％或1％，优选地，Li2O的摩尔百分比为0％～0.5％。
氧化镁(MgO)是玻璃的网络体外氧化物，能够降低玻璃的熔点，在高温时能够降低玻璃的黏度，促进玻璃的熔化和澄清，在低温时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。MgO的含量过低时，效果不明显，MgO的含量过高时，玻璃的表面质量下降，失透倾向增加。因此，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，MgO的摩尔百分比为16％～24％，具体地，MgO的摩尔百分比包括但不限于16％、18％、19％、20％、21％、22％或23％，优选地，MgO的摩尔百分比为18％～23％，更优选地，MgO的摩尔百分比为19％～23％。
氧化钙(CaO)能够降低玻璃的熔点，改善玻璃在高温下的熔融性能，并且能够使玻璃不易失透。CaO的含量过低时，效果不明显，CaO的含量过高时，玻璃析晶倾向大大增加，不利于玻璃成型。因此，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，CaO的摩尔百分比为0％～3％，具体地，CaO的摩尔百分比包括但不限于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、2％或3％，优选地，CaO的摩尔百分比为0％～1％，更优选地，CaO的摩尔百分比为0％～0.6％。
在其中一个示例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～66％ SiO2，7％～11％ Al2O3，3.5％～6％ B2O3，0％～1％ Li2O，0.5％～3％Na2O，0％～0.5％ K2O，18％～23％ MgO以及0％～1％ CaO。
在其中一个示例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：63％～65％ SiO2，8％～10％ Al2O3，3.5％～5.6％ B2O3，0％～0.5％ Li2O，0.5％～2％Na2O，0％～0.5％ K2O，19％～23％ MgO以及0％～0.6％ CaO。
在本申请中，为了更好地熔制澄清玻璃液，并且保证玻璃的性能，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.24～0.33，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.07。将比值控制在上述范围内，可以提高玻璃的熔制效果，同时保证玻璃的性能，利于工业化生产。
所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.24～0.33，具体地，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值可以为0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32或0.33。
所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.07，具体地，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值可以为0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06或0.07。
在其中一个示例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的比值为0.26～0.32，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的比值为0.01～0.06。
在其中一个示例中，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的比值为0.26～0.32，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的比值为0.01～0.04。
进一步地，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分还包括氯化物，作为澄清剂。玻璃熔制时加入氯化物澄清剂不受熔化或成型气氛的影响，将氯化物的含量控制在一定范围内，不会影响窑炉的使用寿命。以摩尔百分数计，氯化物的含量为0％＜氯化物≤0.5％。包括但不限于0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％。
在其中一个示例中，所述氯化物选自NaCl、NaClO3及NaClO4中的一种或多种。
在其中一个示例中，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的熔制温度低于1591℃。
在其中一个示例中，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的荷重软化点高于850℃。
在其中一个示例中，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数为(36～44)×10-7℃-1。
在其中一个示例中，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的850℃下的热辐射抗软化时间≥4h。
本申请的又一方面，提供一种所述的低熔点硼硅酸盐玻璃的制备方法，包括如下步骤：
按照所述组分称取原料，加热至熔制温度，保温4～8小时，制备熔融液；
将所述熔融液成型，在600～700℃下退火，制备所述低熔点硼硅酸盐玻璃。
在其中一个示例中，上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中的一种或多种。
在其中一个示例中，上述低熔点硼硅酸盐玻璃的制备方法包括如下步骤：
S110：准备原料：按照所述组分称取原料，充分搅拌混合。原料的总质量大于700g。
S120：熔制：将混合后的原料置于坩埚中进行熔制，坩埚可以为体积大于500mL的铂金坩埚。将坩埚放入硅钼炉中，加热至熔制温度，保温6～8小时，制备熔融液。
S130：成型：将上述熔融液浇铸到模具中浇铸成型。
S140：退火：将成型后的样品置于退火炉中退火，退火温度为600～700℃，制备低熔点硼硅酸盐玻璃。
热辐射抗软化测试：本申请测试玻璃的热辐射抗软化性能的具体测试方法如下：
使用沈阳科晶的STX-1203线切割机将硼硅酸盐玻璃切割成尺寸为70mm×35mm×6mm的玻璃片，再使用深圳海德的HD-640-5L双面研磨抛光机减薄抛光，将抛光后的硼硅酸盐玻璃竖立放置于高温箱式炉内，以5℃/min的升温速率加热至850℃，保温，计时测试并记录样品的软塌程度，样品发生形变的时间即为热辐射抗软化时间。
性能测试：使用美国ORTON的高温黏度仪测试玻璃的高温黏度，得到温粘曲线数据；参照GB/T16920-2015标准，使用德国耐驰的PC402L卧式膨胀仪测试玻璃的热膨胀性能，得到玻璃的玻璃化转变温度Tg(1013.4dPa.s)及热膨胀系数(50～300℃)；运用VFT公式对全温度段玻璃粘度拟合，得到玻璃退火点和浮法成型温度范围内的黏温拟合曲线，最终确定玻璃的熔制温度Tm(102.0dPa.s)和荷重软化点Ts(107.65dPa.s)。
可以理解的是，上述测试方式和测试设备，是本行业领域内评价玻璃相关性能的常用方式，只是表征或是评价本发明技术方案和技术效果的一种手段，亦可采用其他测试方式和测试设备，并不影响最终结果。
本申请提供的低熔点硼硅酸盐玻璃，经超强风物理钢化后，可以作为防火玻璃应用于防火领域，满足国标15763.1-2009《建筑用安全玻璃防火玻璃》的C类防火玻璃规定。还可以作为幕墙玻璃、耐热器皿及显示器件用盖板玻璃应用。
本申请的再一方面，提供一种上述的低熔点硼硅酸盐玻璃作为幕墙玻璃、防火玻璃、耐热玻璃器皿、药用玻璃、汽车玻璃或显示器件用盖板玻璃的应用。
以下结合具体实施例对本发明提供的一种低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法进行具体说明。
以下为具体实施例。
实施例1～20
实施例1～20均提供低熔点硼硅酸盐玻璃。按照表1中各组分的摩尔百分比，计算并称取各组分对应的原料，充分搅拌混合后投入铂金坩埚中，再将铂金坩埚放入硅钼炉中，升温至1590℃，熔融澄清6小时，使其均化并浇铸到模具中浇铸成型，将成型后的玻璃置于退火炉中，在650℃下退火，得到低熔点硼硅酸盐玻璃。表1中，R1代表(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值，R2代表(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值。
表1组分
Figure BDA0004060838240000091
Figure BDA0004060838240000101
对实施例1～20制备得到的铝硅酸盐玻璃进行检测，检测结果见表2，η代表粘度。
表2低熔点硼硅酸盐玻璃性能测试
Figure BDA0004060838240000102
Figure BDA0004060838240000111
从表2的数据可以看出：采用本发明中组分配比的低熔点硼硅酸盐玻璃，在具备较低的热膨胀系数和较高的软化点的同时，还具备较低的熔制温度和成型温度，其熔制温度低于1591℃，玻璃液澄清效果良好，能够有效控制玻璃中的气泡、波筋和条纹等缺陷，能够适用于浮法玻璃生产线生产，易于实际工业化生产，经物理钢化后可作为防火玻璃应用于防火领域。其中，实施例1～9的低熔点硼硅酸盐玻璃的熔化温度Tm≈1590℃，软化点温度Ts≥850℃，CTE为36～44×10-7℃-1，热辐射抗软化时间t≥4h；实施例10～15的低熔点硼硅酸盐玻璃的熔化温度Tm≈1590℃，软化点温度Ts≥870℃，CTE＝37～43×10-7℃-1，热辐射抗软化时间t≥6h；实施例16～20的低熔点硼硅酸盐玻璃的熔化温度Tm≈1580℃，软化点温度Ts≥890℃，CTE＝35～40×10-7℃-1，热辐射抗软化时间t≥6h。
对比例1～9
对比例1～9均提供硼硅酸盐玻璃，具体制备方法与实施例1相同，不同之处在于：各组分的摩尔百分比不同。对比例1～9的各组分的摩尔百分比如下表3所示。表1中，R1代表(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值，R2代表(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值。
表3组分
Figure BDA0004060838240000112
Figure BDA0004060838240000121
对对比例1～9制备得到的铝硅酸盐玻璃进行检测，检测结果见表4，η代表粘度。
表4硼硅酸盐玻璃性能测试
Figure BDA0004060838240000122
从表4的数据可以看出：对比例1、2的MgO含量过高或Na2O含量过低会导致熔制时会出现固体不熔物，未能形成玻璃态且玻璃乳浊，透过率极低，对比例3、4因玻璃组分中SiO2或Al2O3含量过高，导致其熔制温度过高，不利于工业生产，无法实现本申请想要达到的技术效果；对比例5～7因玻璃组分中Na2O含量过高或B2O3或Al2O3含量过低，导致得到的玻璃的软化点温度较低，高温情况下玻璃会过快软化从而失效，或者得到的玻璃热膨胀系数较高，高温情况下玻璃膨胀变量更大，更加不耐高温，进而导致样品的热辐射抗软化性能较差；对比例8、9的玻璃组分R1＝(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)不在0.24～0.33范围内，R2＝(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)不在0.01～0.07范围内，对比例9的碱土金属(MgO、CaO)含量过高，碱金属(Li2O、Na2O、K2O)含量过低，导致熔制时出现白色固体不熔物且浇筑处理的玻璃液为乳浊玻璃，透过率极低，无法达到实际应用需求；对比例10的R1和R2过低，SiO2和Al2O3的总含量过高，作为助溶剂的碱金属组分过少，会导致熔制温度过高，非常难熔制，无法达到本申请想要达到的技术效果。
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，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～70％SiO2、5％～11％Al2O3、3％～6％B2O3、0％～1％Li2O、0.5％～4％Na2O、0％～0.5％K2O、16％～24％MgO以及0％～3％CaO，其中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.24～0.33，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.07。
2.如权利要求1所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：62％～66％SiO2，7％～11％Al2O3，3.5％～6％B2O3，0％～1％Li2O，0.5％～3％Na2O，0％～0.5％K2O，18％～23％MgO以及0％～1％CaO。
3.如权利要求1所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分包括：63％～65％SiO2，8％～10％Al2O3，3.5％～5.6％B2O3，0％～0.5％Li2O，0.5％～2％Na2O，0％～0.5％K2O，19％～23％MgO以及0％～0.6％CaO。
4.如权利要求1～3任一项所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.26～0.32，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.06。
5.如权利要求1～3任一项所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分中，(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.26～0.32，(Li2O+Na2O+K2O)/(SiO2+Al2O3)的摩尔百分数的比值为0.01～0.04。
6.如权利要求1～3任一项所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以摩尔百分数计，所述低熔点硼硅酸盐玻璃的组分还包括0％～0.5％的氯化物。
7.如权利要求6所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述氯化物选自NaCl、NaClO3及NaClO4中的一种或多种。
8.如权利要求1～3任一项所述的低熔点硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述低熔点硼硅酸盐玻璃满足如下特征中的一种或多种：
(1)熔制温度低于1591℃，
(2)荷重软化点高于850℃，
(3)热膨胀系数为(36～44)×10-7℃-1，
(4)850℃下的热辐射抗软化时间≥4h。
9.一种权利要求1～8任一项所述的低熔点硼硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照所述组分称取原料，加热至熔制温度，保温4～8小时，制备熔融液；
将所述熔融液成型，在600～700℃下退火，制备所述低熔点硼硅酸盐玻璃。
10.如权利要求1～8任一项所述的低熔点硼硅酸盐玻璃作为幕墙玻璃、防火玻璃、耐热玻璃器皿、药用玻璃、汽车玻璃或显示器件用盖板玻璃的应用。
CN202310058237.4A 2023-01-19 2023-01-19 低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用 Pending CN116040939A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310058237.4A CN116040939A (zh) 2023-01-19 2023-01-19 低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310058237.4A CN116040939A (zh) 2023-01-19 2023-01-19 低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116040939A true CN116040939A (zh) 2023-05-02

Family

ID=86121689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310058237.4A Pending CN116040939A (zh) 2023-01-19 2023-01-19 低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116040939A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1214029A (zh) * 1996-11-21 1999-04-14 日本板硝子株式会社 防火用平板玻璃
CN1589243A (zh) * 2001-10-18 2005-03-02 Ppg工业俄亥俄公司 玻璃纤维形成组合物
CN102123960A (zh) * 2008-08-21 2011-07-13 康宁股份有限公司 用于电子设备的耐久性玻璃机壳/封罩
US20130059718A1 (en) * 2011-07-01 2013-03-07 Avanstrate Inc. Glass substrate for flat panel display and method for manufacturing same
CN104254501A (zh) * 2012-04-27 2014-12-31 旭硝子株式会社 化学强化玻璃的制造方法
CN105776849A (zh) * 2007-11-29 2016-07-20 康宁股份有限公司 具有改进的韧性和抗刮性的玻璃
JP6343112B1 (ja) * 2017-06-29 2018-06-13 日本板硝子株式会社 ガラス組成物及びこれを用いたガラス製品
CN108473369A (zh) * 2016-01-21 2018-08-31 Ａｇｃ株式会社 化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
CN108623147A (zh) * 2018-05-21 2018-10-09 北京工业大学 一种同时含有MgO和ZnO的高强碱铝硅酸盐玻璃
CN114956549A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 成都光明光电有限责任公司 封接玻璃

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1214029A (zh) * 1996-11-21 1999-04-14 日本板硝子株式会社 防火用平板玻璃
CN1589243A (zh) * 2001-10-18 2005-03-02 Ppg工业俄亥俄公司 玻璃纤维形成组合物
CN105776849A (zh) * 2007-11-29 2016-07-20 康宁股份有限公司 具有改进的韧性和抗刮性的玻璃
CN102123960A (zh) * 2008-08-21 2011-07-13 康宁股份有限公司 用于电子设备的耐久性玻璃机壳/封罩
US20130059718A1 (en) * 2011-07-01 2013-03-07 Avanstrate Inc. Glass substrate for flat panel display and method for manufacturing same
CN104254501A (zh) * 2012-04-27 2014-12-31 旭硝子株式会社 化学强化玻璃的制造方法
CN108473369A (zh) * 2016-01-21 2018-08-31 Ａｇｃ株式会社 化学强化玻璃以及化学强化玻璃的制造方法
JP6343112B1 (ja) * 2017-06-29 2018-06-13 日本板硝子株式会社 ガラス組成物及びこれを用いたガラス製品
CN108623147A (zh) * 2018-05-21 2018-10-09 北京工业大学 一种同时含有MgO和ZnO的高强碱铝硅酸盐玻璃
CN114956549A (zh) * 2022-06-14 2022-08-30 成都光明光电有限责任公司 封接玻璃

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110104954B (zh) 一种低温晶化的可离子交换玻璃陶瓷
KR20220065854A (ko) 리튬-지르코늄계 알루미노실리케이트 유리, 강화유리, 이의 제조방법 및 표시장치
JP7421171B2 (ja) ガラス
CN115286251B (zh) 强化玻璃、微晶玻璃及其制备方法与应用
CN114195393B (zh) 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用
CN110028240B (zh) 一种铝硅酸盐玻璃及其制备方法
JP2021512843A (ja) ガラス用組成物、低介在物含有量のガラス、その製造方法及び使用
CN114195394B (zh) 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用
CN114394744A (zh) 低硼硅酸盐玻璃及其制备方法
CN114195392A (zh) 一种玻璃组合物、微晶玻璃及其制备方法和应用
JPH1059741A (ja) 無アルカリガラス及びその製造方法
CN1944300B (zh) 低膨胀系数微晶玻璃及其热处理方法
CN111302619A (zh) 一种无碱铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法
CN113683303B (zh) 一种碱铝硅酸盐玻璃及应用
CN102515524A (zh) 一种硼铝硅酸盐玻璃基板及其制备方法
CN110372204B (zh) 一种抗高温高压视窗玻璃及其制备方法和应用
JP2001180967A (ja) ガラス組成物
CN109809687A (zh) 一种用于高分辨率显示器的基板玻璃
CN116040939A (zh) 低熔点硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
CN110183103A (zh) 无碱硼铝硅酸盐玻璃用澄清剂及其使用方法
CN113461325B (zh) 一种铝硅玻璃及其制备方法和应用
CN109052928B (zh) 玻璃澄清剂、硼铝硅酸盐玻璃及其制备方法、玻璃基板和显示器
WO2022141274A1 (zh) 玻璃、强化玻璃及其制备方法和电子产品
CN116023025A (zh) 用于离子交换的铝硼硅酸盐玻璃及其制备方法和应用
CN115925250A (zh) 高软化点的中硼硅酸盐玻璃、强化玻璃及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination