CN105948485A - 制备玻璃用组合物、玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备玻璃用组合物、玻璃及其制备方法和应用，其中所述的组合物包括如下组分：SiO₂：56‑69wt％；Al₂O₃：8.5‑12wt％；B₂O₃：3‑9wt％；Na₂O：6‑14wt％；Li₂O：4.5‑6wt％；ZnO：6‑9wt％；BaO：1‑4wt％。本发明的组合物制备出的玻璃适合化学强化，具有较好的抗刮性能和耐磨性能。

Description

制备玻璃用组合物、玻璃及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及玻璃加工领域，具体涉及一种制备玻璃用组合物、玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

便携式电脑和笔记本电脑、数码相机、触摸屏、电视机等在使用过程中难免与其它的物品发生接触和摩擦、刻划、碰触，由此显示屏表面粗糙，光洁度下降，影响使用效果，更有可能导致屏幕破裂。

目前OGS技术已经成为触控产业的主流技术，根据OGS的需求，触摸要在保护玻璃上直接形成ITO导电膜及传感器，即一块玻璃同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用。这就要求盖板玻璃不但要有良好的钢化性能还要具备良好的电学性能。

传统的钠钙玻璃不能满足触屏玻璃对于高强度和耐刮擦性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备玻璃用组合物、玻璃及其制备方法和应用，本发明中的玻璃经过化学强化处理，具有较高的化学稳定性，较好的抗刮性能和耐磨性能。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一方面，本发明提供一种制备玻璃用组合物，包括如下组分：SiO₂：56-69wt％；Al₂O₃：8.5-12wt％；B₂O₃：3-9wt％；Na₂O：6-14wt％；Li₂O：4.5-6wt％；ZnO：6-9wt％；BaO：1-4wt％。

进一步的，包括如下组分：

SiO₂：59-66wt％；Al₂O₃：9-11wt％；B₂O₃：4-7wt％；Na₂O：7-12wt％；Li₂O：4.8-5.6wt％；ZnO：6.5-7.5wt％；BaO：1.5-3wt％。

进一步的，包括0.1-1wt％的澄清剂。

进一步的，所述的澄清剂为SnO₂。

另一方面，本发明还提供了一种玻璃的制备方法，将制备玻璃用组合物经熔融、成型、退火得到所述的玻璃；所述的制备玻璃用组合物为上述的组合物。

进一步的，所述的熔融为在1550-1630℃下保温8-12h。

再一方面，本发明提供了一种玻璃，所述的玻璃由上述的制备方法制备而得。

再一方面，本发明提供了一种玻璃的应用，将所述的玻璃进行化学钢化后作为触摸屏盖板玻璃使用。

进一步的，所述的化学钢化参数如下：化学钢化温度为380℃-420℃，化学强化时间为3-8h，离子交换深度大于45μm。

与现有技术相比，本发明方案至少具有如下有益效果：

本发明的用于触摸屏盖板玻璃属于铝硅酸盐体系，玻璃具有较高化学稳定性，较好的抗刮性能和耐磨性能，具有良好的电学性能，特别适用于化学强化处理。

在玻璃的基础上添加Li₂O，提高ZnO的含量，有效提高压缩应力值，从而提高玻璃的机械强度。

具体实施方式

下面结合较佳实施例对本发明作进一步详细描述，应当理解，较佳实施例是为了让本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，但不作为对本发明的限定。

一种制备玻璃的方法，将SiO₂：56-69wt％；Al₂O₃：8.5-12wt％；B₂O₃：3-9wt％；Na₂O：6-14wt％；Li₂O：4.5-6wt％；ZnO：6-9wt％；BaO：1-4wt％充分混合，使其均匀，将混合料倒入坩埚中，高温炉下1550-1630℃下保温8-12h。为了使玻璃成分均匀，帮助排出气泡，高温下使用铂金棒搅拌。将熔制好的玻璃液降温至成型所需要的温度范围，制作出所需要的玻璃板厚度，最后对玻璃的理化性能进行测试。理化性能测试包括密度、热膨胀系数、液相线温度等。

采用浇注成型方式，在不锈钢模具中进行，本发明的方法中，对于加工处理没有特别的限定，可以为本领域常见的各种机械加工方式，例如可以为将退火处理得到的产物进行切片、打磨和化学钢化等。

对于各组分的比例取值，这里需要说明的是：

本发明的玻璃组分中引入最多的成分是SiO₂，SiO₂是构成玻璃骨架的成分，SiO₂含量较高，耐化学性和机械强度会增加，玻璃的高温粘度增加，SiO₂过多就难以得到料性长的玻璃。SiO₂含量较低不易形成玻璃，应变点下降，膨胀系数增加，耐酸性下降，耐碱性下降。考虑到熔化温度、析晶上限温度、玻璃膨胀系数机械强度。

Al₂O₃是网络中间体，可以改善玻璃化学稳定性降低玻璃析晶倾向。Al₂O₃含量较高玻璃难以熔制。Al₂O₃含量较低，玻璃容易析晶，机械强度较低不利于成型，抑制分相，提高应变点，提高化学强化特性。

B₂O₃改善提高玻璃的熔解性，使玻璃不易失透，减小膨胀系数。可有效降低玻璃的液相温度、高温粘度及密度，尤其可使玻璃软化，在生产过程中起到良好的助熔作用，并且可提高玻璃产品的韧性，提高机械强度。

Na₂O属于网络外体，助熔作用，使得玻璃熔化温度降低。Na₂O含量高于9wt％，可以改善玻璃熔解性。Na₂O可以降低玻璃粘度，提高玻璃化学稳定性，

Li₂O是化学钢化处理过程中的主要交换离子，并且可以加快离子交换速度，使得玻璃得到更厚的强化层，可以起到助熔作用。

ZnO为过渡金属元素，处于网络空间，对周围硅氧四面体起积聚作用，增强网络结构，提高玻璃应变点化学稳定性，同时改善玻璃化学钢化强度，增加离子交换速度和深度。

MgO能提高玻璃耐酸性，密度低和弹性模量高，降低玻璃的高温粘度，提高熔融性及成型性。

BaO属于碱土金属氧化物，可有效降低玻璃的高温粘度从而提高玻璃的熔融性及成形性、提高离子交换性能，并可提高玻璃的应变点与杨氏模量。提高BaO可以提高玻璃透光率，同时降低热膨胀系数。

下面是具体实施例：

实施例1-10，表1为实施例1-6的组合物组成及玻璃性能测定表，表2为实施例7-10的组合物组成及玻璃性能测定表。按照上述方法，采用表1和表2中的数据制备玻璃，得到的玻璃的性能参数见表1和表2.

表1.实施例1-6的组合物组成及玻璃性能测定表

表2。实施例7-10的组合物组成及玻璃性能测定表

从表1和表2的数据可以看出，采用本发明方案得到的玻璃较好的抗刮性能和耐磨性能，具有良好的电学性能，特别适用于化学强化处理，经过化学强化处理，具有较高的化学稳定性，较好的抗刮性能和耐磨性能。可以保护屏幕表面，减少划损伤害，延长电子产品的使用寿命，而且其介电损耗和电导率都较同类盖板玻璃小。

本发明申请未尽之处，本领域技术人员可以根据实际需要采用现有技术来实现，在此不再一一列举。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种制备玻璃用组合物，其特征在于，包括如下组分：SiO₂：56-69wt％；Al₂O₃：8.5-12wt％；B₂O₃：3-9wt％；Na₂O：6-14wt％；Li₂O：4.5-6wt％；ZnO：6-9wt％；BaO：1-4wt％。

2.根据权利要求1所述的制备玻璃用组合物，其特征在于，包括如下组分：

SiO₂：59-66wt％；Al₂O₃：9-11wt％；B₂O₃：4-7wt％；Na₂O：7-12wt％；Li₂O：4.8-5.6wt％；ZnO：6.5-7.5wt％；BaO：1.5-3wt％。

3.根据权利要求1所述的制备玻璃用组合物，其特征在于，包括0.1-1wt％的澄清剂。

4.根据权利要求1所述的制备玻璃用组合物，其特征在于，所述的澄清剂为SnO₂。

5.一种玻璃的制备方法，其特征在于，将制备玻璃用组合物经熔融、成型、退火得到所述的玻璃；所述的制备玻璃用组合物为权利要求1-4任意一项所述的组合物。

6.根据权利要求5所述的玻璃的制备方法，其特征在于，所述的熔融为在1550-1630℃下保温8-12h。

7.一种玻璃，其特征在于，所述的玻璃由权利要求5或6所述的制备方法制备而得。

8.一种玻璃的应用，其特征在于，将权利要求7所述的玻璃进行化学钢化后作为触摸屏盖板玻璃使用。

9.根据权利要求8所述的玻璃的应用，其特征在于，所述的化学钢化参数如下：化学钢化温度为380℃-420℃，化学强化时间为3-8h，离子交换深度大于45μm。