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CN105712626A - 抗破裂平板玻璃及其制备方法 - Google Patents

抗破裂平板玻璃及其制备方法 Download PDF

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CN105712626A CN201610254904.6A CN201610254904A CN105712626A CN 105712626 A CN105712626 A CN 105712626A CN 201610254904 A CN201610254904 A CN 201610254904A CN 105712626 A CN105712626 A CN 105712626A
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Abstract

本发明公开了一种抗破裂平板玻璃及其制备方法，该制备方法包括：1)将偏钒酸盐、方硼石、可溶性碳酸盐和水在碱性条件下进行水热反应，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物混合后进行第一熔融，然后进行第一冷却以制得冷却产物；3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物和冷却产物混合后进行第二熔融，然后进行第二冷却以制得抗破裂平板玻璃。通过该方法制备而得的平板玻璃具有优异的机械强度，同时该方法原料易得，工序简单。

Description

抗破裂平板玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及平板玻璃，具体地，涉及一种抗破裂平板玻璃及其制备方法。
背景技术
玻璃是一种透明的固体，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃主要成分是二氧化硅，广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。
虽然玻璃已经广泛应用于生产和生活中，但是由于玻璃自身的机械强度较低，使得玻璃难以适用于对于机械强度要求严格的领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗破裂平板玻璃及其制备方法，通过该方法制备而得的平板玻璃具有优异的机械强度，同时该方法原料易得，工序简单。
为了实现上述目的，本发明提供了一种抗破裂平板玻璃的制备方法，该制备方法包括：
1)将偏钒酸盐、方硼石、可溶性碳酸盐和水在碱性条件下进行水热反应，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；
2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物混合后进行第一熔融，然后进行第一冷却以制得冷却产物；
3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物和冷却产物混合后进行第二熔融，然后进行第二冷却以制得抗破裂平板玻璃。
本发明还提供了一种抗破裂平板玻璃，该抗破裂平板玻璃通过上述的方法制备而得。
通过上述技术方案，本发明首先通过偏钒酸盐、方硼石、可溶性碳酸盐和水之间的协同作用在碱性条件下进行水热反应制得活性组合物，接着通过石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物之间的协同作用制得冷却产物，最后在凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物和冷却产物之间的协同作用制得平板玻璃。在该方法中，通过利用各原料和各工序之间的协同作用，使得制得的平板玻璃具有优异的机械强度。同时，本发明提供的制备方法原料易得，工序简单，使得该方法能够得以广泛推广。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种抗破裂平板玻璃的制备方法，该制备方法包括：
1)将偏钒酸盐、方硼石、可溶性碳酸盐和水在碱性条件下进行水热反应，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；
2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物混合后进行第一熔融，然后进行第一冷却以制得冷却产物；
3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物和冷却产物混合后进行第二熔融，然后进行第二冷却以制得抗破裂平板玻璃。
在本发明的步骤1)中，各物料的具体用量可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤1)中，相对于100重量份的偏钒酸盐，方硼石的用量为22-26重量份，可溶性碳酸盐的用量为160-190重量份，水的用量为200-300重量份。
在本发明的步骤1)中，水热反应的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤1)中，水热反应至少满足以下条件：反应温度为550-570℃，反应时间为36-48h，pH为9-12。
在本发明的步骤1)中，偏钒酸盐和可溶性碳酸盐的具体种类可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤1)中，偏钒酸盐选自偏钒酸钾、偏钒酸钠和偏钒酸铵中的一种或多种；可溶性碳酸盐选自碳酸钾、碳酸钠和碳酸铵中的一种或多种。
在本发明的步骤2)中，各物料的具体用量可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤2)中，相对于100重量份的石英砂，纯碱的用量为22-28重量份，长石的用量为21-26重量份，萤石的用量为32-40重量份，硝酸钾的用量为12-18重量份，氧化锑的用量为2-6重量份，活性组合物的用量为30-46重量份。
在本发明的步骤2)中，第一熔融和第一冷却的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤2)中，第一熔融至少满足以下条件：熔融温度为1820-1870℃，熔融时间为6-10h；第一冷却的冷却温度为15-20℃，并且直至待冷却物的温度低于30℃终止冷却工序。
在本发明的步骤3)中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤3)中，相对于100重量份的凹凸棒土，二氧化锰的用量为60-67重量份，稀土氧化物的用量为12-16重量份，冷却产物的用量为500-700重量份。
在本发明的步骤3)中，第二熔融和第二冷却的具体条件可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤3)中，第二熔融至少满足以下条件：熔融温度为1890-1950℃，熔融时间为3-5h；第二冷却的冷却温度为15-20℃，并且直至待冷却物的温度低于30℃终止冷却工序。
在本发明的步骤3)中，稀土氧化物的具体种类可以在宽的范围内选择，为了使得制得的平板玻璃具有更优异的机械强度，优选地，在步骤3)中，稀土氧化物选自氧化镧、氧化镨、氧化钐和氧化镝中的一种或多种。
本发明还提供了一种抗破裂平板玻璃，该抗破裂平板玻璃通过上述的方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)将偏钒酸盐(偏钒酸钠)、方硼石、可溶性碳酸盐(碳酸钠)和水按照100：24：170：270的重量比在pH为11和温度为560℃的条件下进行水热反应40h，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；
2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物按照100：26：24：37：17：4：38的重量比混合后于1850℃下进行第一熔融8h，然后于18℃下进行第一冷却以制得低于30℃的冷却产物；
3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物(氧化钐)和冷却产物按照100：64：14：620的重量比混合后于1920℃下进行第二熔融4h，然后于18℃下进行第二冷却以制得低于30℃的抗破裂平板玻璃A1。
实施例2
1)将偏钒酸盐(偏钒酸钾)、方硼石、可溶性碳酸盐(碳酸钾)和水按照100：22：160：200的重量比在pH为9和温度为550℃的条件下进行水热反应36h，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；
2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物按照100：22：21：32：12：2：30的重量比混合后于1820℃下进行第一熔融6h，然后于15℃下进行第一冷却以制得低于30℃的冷却产物；
3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物(氧化镧)和冷却产物按照100：60：12：500的重量比混合后于189℃下进行第二熔融3h，然后于15℃下进行第二冷却以制得低于30℃的抗破裂平板玻璃A2。
实施例3
1)将偏钒酸盐(偏钒酸铵)、方硼石、可溶性碳酸盐(碳酸铵)和水按照100：26：190：300的重量比在pH为12和温度为570℃的条件下进行水热反应48h，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；
2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和活性组合物按照100：28：26：40：18：6：46的重量比混合后于1870℃下进行第一熔融10h，然后于20℃下进行第一冷却以制得低于30℃的冷却产物；
3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物(氧化镝)和冷却产物按照100：67：16：700的重量比混合后于1950℃下进行第二熔融5h，然后于20℃下进行第二冷却以制得低于30℃的抗破裂平板玻璃A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得平板玻璃B1，不同的是，步骤1)中未使用偏钒酸盐。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得平板玻璃B2，不同的是，步骤1)中未使用方硼石。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得平板玻璃B3，不同的是，步骤2)中未使用活性组合物。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得平板玻璃B4，不同的是，步骤2)中未使用凹凸棒土。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得平板玻璃B4，不同的是，步骤2)中未使用稀土氧化物。
检测例1
对上述制得的平板玻璃进行机械强度检测，在本检测例中主要通过耐内压强度和冲击能量值反应机械强度，耐内压强度和冲击能量值的数值越大，表示平板玻璃的机械强度越优异，具体结果见表1。
表1
耐内压强度/MPa 冲击能量值/N·m
A1 3.4 3.2
A2 3.3 3.1
A3 3.2 3.0
B1 2.3 2.1
B2 2.1 2.0
B3 2.2 1.9
B4 2.0 1.8
B5 1.9 1.7
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
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，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种抗破裂平板玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)将偏钒酸盐、方硼石、可溶性碳酸盐和水在碱性条件下进行水热反应，然后过滤取滤饼以制得活性组合物；
2)将石英砂、纯碱、长石、萤石、硝酸钾、氧化锑和所述活性组合物混合后进行第一熔融，然后进行第一冷却以制得冷却产物；
3)将凹凸棒土、二氧化锰、稀土氧化物和所述冷却产物混合后进行第二熔融，然后进行第二冷却以制得抗破裂平板玻璃。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1)中，相对于100重量份的所述偏钒酸盐，所述方硼石的用量为22-26重量份，所述可溶性碳酸盐的用量为160-190重量份，所述水的用量为200-300重量份。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述水热反应至少满足以下条件：反应温度为550-570℃，反应时间为36-48h，pH为9-12。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述偏钒酸盐选自偏钒酸钾、偏钒酸钠和偏钒酸铵中的一种或多种；所述可溶性碳酸盐选自碳酸钾、碳酸钠和碳酸铵中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤2)中，相对于100重量份的所述石英砂，所述纯碱的用量为22-28重量份，所述长石的用量为21-26重量份，所述萤石的用量为32-40重量份，所述硝酸钾的用量为12-18重量份，所述氧化锑的用量为2-6重量份，所述所述活性组合物的用量为30-46重量份。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，在步骤2)中，所述第一熔融至少满足以下条件：熔融温度为1820-1870℃，熔融时间为6-10h；
所述第一冷却的冷却温度为15-20℃，并且直至待冷却物的温度低于30℃终止冷却工序。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，在步骤3)中，相对于100重量份的所述凹凸棒土，所述二氧化锰的用量为60-67重量份，所述稀土氧化物的用量为12-16重量份，所述冷却产物的用量为500-700重量份。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述第二熔融至少满足以下条件：熔融温度为1890-1950℃，熔融时间为3-5h；
所述第二冷却的冷却温度为15-20℃，并且直至待冷却物的温度低于30℃终止冷却工序。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化镨、氧化钐和氧化镝中的一种或多种。
10.一种抗破裂平板玻璃，其特征在于，所述抗破裂平板玻璃通过权利要求1-9中任意一项所述的方法制备而得。
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