一種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，所述方法為在浮法制備鋁硅酸鹽平板玻璃過程中，在錫槽和預(yù)退火區(qū)之間對成型的鋁硅酸鹽平板玻璃采用高溫含Li+熔鹽進(jìn)行噴涂處理。采用本發(fā)明增強(qiáng)方法，可使3mm厚的強(qiáng)化鋁硅酸鹽玻璃替代5mm厚的普通鈉鈣硅玻璃，滿足在建筑和交通領(lǐng)域?qū)ΣＡ?qiáng)度的要求，且能夠降低成本，節(jié)約工時。
【專利說明】ー種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硅酸鹽玻璃表面增強(qiáng)領(lǐng)域，具體的是ー種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]普通鈉鈣硅平板玻璃在建筑、交通等領(lǐng)域應(yīng)用越來越多，但是其強(qiáng)度較低，為了彌補(bǔ)其強(qiáng)度缺點，平板玻璃厚度基本在5_以上，在特殊領(lǐng)域還需要使用夾層玻璃，平板玻璃厚度會進(jìn)ー步増加，導(dǎo)致自身重量的増加，且成本也會相應(yīng)增加。 [0003]作為市場的另ー種選擇，鋁硅酸鹽平板玻璃比普通鈉鈣硅平板玻璃強(qiáng)度稍高，因此一定程度上受到市場的歡迎，但是，仍然達(dá)不到市場對于平板玻璃降低厚度和重量的需求。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中也有一些增加玻璃強(qiáng)度的方法，但基本都采用玻璃退火后重新加熱鋼化的二次加工方法，不能在線增強(qiáng)，不僅增加能耗，還延長エ期，降低效率，不是理想的增強(qiáng)方法，并且，這些方法強(qiáng)化效果也不理想。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少ー種可以在玻璃制備過程中在線增強(qiáng)，玻璃一次成型，不必二次加熱，且增強(qiáng)效果明顯優(yōu)于普通鈉鈣硅平板玻璃平板玻璃增強(qiáng)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供ー種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，增強(qiáng)平板玻璃強(qiáng)度，減小平板玻璃厚度，滿足3_厚的鋁硅酸鹽玻璃替代5_厚的鈉鈣硅玻璃應(yīng)用在建筑和交通領(lǐng)域時對強(qiáng)度的要求，降低玻璃材料自身重量，拓寬玻璃材料應(yīng)用領(lǐng)域，提高玻璃生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本,節(jié)約能源,實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
[0007]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
ー種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:在浮法制備鋁硅酸鹽平板玻璃過程中，在錫槽和預(yù)退火區(qū)之間對成型的鋁硅酸鹽平板玻璃采用高溫含Li+熔鹽進(jìn)行噴涂處理。
[0008]進(jìn)ー步的，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法包含以下步驟:
(I)在浮法錫槽和預(yù)退火區(qū)之間設(shè)置一高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，鋁硅酸鹽平板玻璃進(jìn)入所述高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置后，所述高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置將霧化的高溫含Li+熔鹽均勻噴涂到鋁硅酸鹽平板玻璃表面，噴涂量為每平方米鋁硅酸鹽平板玻璃噴涂5-20mL高溫含Li+熔鹽；
(2 )經(jīng)過步驟(1)噴涂的鋁硅酸鹽平板玻璃在高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置內(nèi)保溫反應(yīng)，使高溫含Li+熔鹽中的Li+置換玻璃中的Na+，最終在鋁硅酸鹽平板玻璃表面生成晶體；
(3)對經(jīng)過步驟(2)的鋁硅酸鹽平板玻璃進(jìn)行冷卻退火。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述高溫含Li+熔鹽中包含LiCl和NaCl，其中LiCl的質(zhì)量百分含量為60%~?00%。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述高溫含Li+熔鹽中LiCl的質(zhì)量百分含量為70%~90%。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述鋁硅酸鹽平板玻璃的質(zhì)量百分含量組成為=SiO2 55-65%、Al2O3 11-16%, CaO0-2%、MgO 3-7%、Na2O 11-16%、K2O 1-4%,Sb2O3 0.5_2%。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述鋁硅酸鹽平板玻璃的質(zhì)量百分含量組成為=SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO
0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%、K2O 4%, Sb2O3 0.5%。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述噴涂處理的溫度為580°C~640°C。
[0014]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述噴涂處理后的保溫反應(yīng)時間為l-10min。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述噴涂處理后的保溫反應(yīng)時間為2-6min。
[0016]所作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法中，所述噴涂量為每平方米鋁硅酸鹽平板玻璃噴涂14mL高溫含Li+熔鹽。
[0017]采用本發(fā)明技術(shù)方案，可達(dá)到以下技術(shù)效果:` 1、浮法制造玻璃的方法是本領(lǐng)域公知技術(shù)，本發(fā)明在浮法玻璃生產(chǎn)過程中，在錫槽和預(yù)退火區(qū)之間安裝高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，使LiCl在高溫熔融狀態(tài)下，經(jīng)過霧化噴涂到玻璃表面，使熔鹽中的Li+置換玻璃中的Na+，最終在玻璃表面生成一種晶體，使玻璃得到增強(qiáng)；同時在冷卻過程中由于表面和內(nèi)部膨脹系數(shù)不同，在玻璃表面形成一種預(yù)壓縮應(yīng)力，再進(jìn)入退火區(qū)，完成平板玻璃在退火過程中的化學(xué)增強(qiáng)，本發(fā)明可大幅度提高玻璃強(qiáng)度，滿足3mm厚的鋁硅酸鹽玻璃替代5_厚的鈉鈣硅玻璃應(yīng)用在建筑和交通領(lǐng)域時對強(qiáng)度的要求，從而進(jìn)一步降低平板玻璃的厚度，降低成本，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。
[0018]2、本發(fā)明和采用其他化學(xué)鋼化增強(qiáng)方法相比，可在線增強(qiáng)，即在浮法制備鋁硅酸鹽平板玻璃過程中同時強(qiáng)化，一次成型，不必經(jīng)過退火后重新加熱的步驟，噴涂處理時間短，節(jié)時降耗，簡便工藝，降低成本，可規(guī)模化生產(chǎn)。
[0019]3、高溫含Li+熔鹽中加入一定比例的NaCl，可與LiCl發(fā)生共熔，降低LiCl的熔點，從而降低強(qiáng)化過程工時和能耗。
[0020]4、本發(fā)明是采用Li+置換玻璃中的Na+，由于Li+半徑小于Na+，如果置換時間太長，會在玻璃表面形成裂紋，降低玻璃的強(qiáng)度，也影響美觀，所以化學(xué)增強(qiáng)時間不宜太長，本發(fā)明化學(xué)增強(qiáng)時間為I~IOmin,優(yōu)選2_6min。
[0021]5、本發(fā)明中，當(dāng)鋁硅酸鹽玻璃組成為(wt%):Si02 5 5-65%,Al2O3 11-16%,CaO 0-2%,MgO 3-7%、Na2O 11-16%、K2O 1-4%, Sb2O3 0.5-2% 時，其特征粘度 1012Pa.s 下溫度為 580°C,即玻璃轉(zhuǎn)變點，特征粘度IOuiPa^下溫度為640°C，即玻璃軟化點，本發(fā)明中，只有在玻璃轉(zhuǎn)變點和軟化點溫度之間才能實現(xiàn)離子交換；LiCl熔點為610°C、NaCl熔點801°C，LiCl和NaCl低共熔點為558°C，噴涂過程需要Li+保持熔化狀態(tài)，所以該發(fā)明的玻璃表面增強(qiáng)溫度介于580°C~640°C之間。[0022]6、本發(fā)明對高溫含Li+熔鹽的噴涂量也作了篩選，噴涂量在5~20mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃吋，不僅節(jié)約成本，還能達(dá)到最佳強(qiáng)化效果，當(dāng)噴涂量為14 mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃時效果最佳。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明是通過以下【具體實施方式】實施的，但不限于以下【具體實施方式】。
[0024]實施例1
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為580°C高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=7:3的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為5mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫lmin，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中實施例1所示。
[0025]實施例2
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為600°C高溫密封噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=8:2的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為20mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫2min，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，達(dá)到增強(qiáng)鋁硅酸鹽平板玻璃的效果，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中實施例2所示。
[0026]實施例3
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為620°C高溫密封噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=8:2的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為14mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫lOmin，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，達(dá)到增強(qiáng)鋁硅酸鹽平板玻璃的效果，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中實施例3所示。
[0027]實施例4
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為640°C高溫密封噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=9:l的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為14mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫6min，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，達(dá)到增強(qiáng)鋁硅酸鹽平板玻璃的效果，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中實施例4所示。
[0028]實施例5
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為615°C高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，將全部為LiCl的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為18mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫8min，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中實施例5所示。
[0029]實施例6
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為580°C高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=6:4的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為8mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫2min，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中實施例6所示。
[0030]對比例I
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為580°C高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=5:5的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為14mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫2min，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，化學(xué)增強(qiáng)后其性能指標(biāo)如表1中對比例I所示。
[0031]對比例2
高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置溫度控制在580°C左右，其他操作與實施例5相同。結(jié)果顯示，當(dāng)高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置溫度低于610°C時，LiCl不熔化，無法實現(xiàn)噴涂。
[0032]對比例3
平板鋁硅酸鹽玻璃化學(xué)組成質(zhì)量百分比為SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%、Sb2O3 0.5%，熔制好的玻璃在錫槽內(nèi)成型后，進(jìn)入溫度為580°C高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，將質(zhì)量百分比為LiCl:NaCl=7:3的熔鹽霧化后噴涂到玻璃表面，噴涂量為14mL高溫含Li+熔鹽/平米玻璃，在高溫噴涂裝置內(nèi)保溫13min，然后進(jìn)入預(yù)退火區(qū)，完成玻璃退火過程，化學(xué)增強(qiáng)后見平板玻璃表面有裂紋，其性能指標(biāo)如表1中對比例3所示。
[0033]實施例7
按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對實施例1飛、對比例1、3中鋁硅酸鹽平板玻璃以及兩種市售玻璃性能指標(biāo)進(jìn)行測定和比較，結(jié)果見表1，其中離子置換厚度是指熔鹽中Li+與玻璃中Na+置換產(chǎn)生晶體層的厚度。
[0034]表1在線化學(xué)增強(qiáng)后鋁硅酸鹽平板玻璃性能指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:在浮法制備鋁硅酸鹽平板玻璃過程中，在錫槽和預(yù)退火區(qū)之間對成型的鋁硅酸鹽平板玻璃采用高溫含Li+熔鹽進(jìn)行噴涂處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于包含以下步驟: (I)在浮法錫槽和預(yù)退火區(qū)之間設(shè)置一高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置，鋁硅酸鹽平板玻璃進(jìn)入所述高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置后，所述高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置將霧化的高溫含Li+熔鹽均勻噴涂到鋁硅酸鹽平板玻璃表面，噴涂量為每平方米鋁硅酸鹽平板玻璃噴涂5-20mL高溫含Li+熔鹽； (2 )經(jīng)過步驟(1)噴涂的鋁硅酸鹽平板玻璃在高溫化學(xué)熔鹽噴涂裝置內(nèi)保溫反應(yīng)，使高溫含Li+熔鹽中的Li+置換玻璃中的Na+，最終在鋁硅酸鹽平板玻璃表面生成晶體； (3)對經(jīng)過步驟(2)的鋁硅酸鹽平板玻璃進(jìn)行冷卻退火。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述高溫含Li+熔鹽中包含LiCl和NaCl，其中LiCl的質(zhì)量百分含量為60%~?00%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述高溫含Li+熔鹽中LiCl的質(zhì)量百分含量為70%~90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述鋁硅酸鹽平板玻璃的質(zhì)量百分含量組成為:SiO2 55-65%、Α1203 11-16%、CaO 0-2%,MgO3-7%、Na2O 11-16%、 K2O 1-4%, Sb2O3 0.5_2%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述鋁硅酸鹽平板玻璃的質(zhì)量百分含量組成為:SiO2 61%、Al2O3 16%、CaO 0.5%、MgO 7%、Na2Ol 1%, K2O 4%, Sb2O3 0.5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述噴涂處理的溫度為580°C~640°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述噴涂處理后的保溫反應(yīng)時間為l-10min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述噴涂處理后的保溫反應(yīng)時間為2-6min。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的浮法鋁硅酸鹽平板玻璃的在線表面增強(qiáng)方法，其特征在于:所述噴涂量為每平方米鋁硅酸鹽平板玻璃噴涂14mL高溫含Li+熔鹽。
【文檔編號】C03B27/03GK103601360SQ201310575101
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】程金樹, 于長軍, 郭振強(qiáng), 潘清濤, 章宇, 李紅磊 申請人:河北省沙河玻璃技術(shù)研究院