CN101456670B - 一种Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃的浮法制备工艺 - Google Patents

一种Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃的浮法制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃及其浮法制备工艺，包括将各原料SiO2、Al2O3、B2O3、CaO、MgO、Na2O、P2O5和澄清剂混合均匀，加热熔化成玻璃液；经澄清、冷却降温采用浮法工艺进行成形，得到乳浊玻璃带；所得的乳浊玻璃带进行冷却，采用拉边机进行拉薄，或采用石墨挡墙法进行堆厚，所得玻璃带冷却、均匀退火，退火后的玻璃带经切割后得到乳浊玻璃板材。本发明的有益效果在于：本发明热膨胀系数介于6.0～6.8×10-6/K，三点抗弯强度介于60～76MPa；对环境无污染，产品成本低，厚度可调，色泽柔和，白度高，整体乳浊效果好，同时具有板面宽，表面质量高，无需机械抛光等优点。

Description

一种Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃的浮法制备工艺 
技术领域
本发明涉及一种乳浊玻璃，更具体的讲是涉及一种Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃及其浮法制备工艺。 
背景技术
乳浊玻璃色泽柔和，颜色纯正，白度高，是高档的建筑装饰板材。同烧结法微晶玻璃相比，乳浊玻璃内部不含气孔，吸水率非常低，不易滞留污垢。此外，乳浊玻璃能方便地进行切割及热弯等处理工艺，除能用作装饰材料外，还可制成各种形状的家具。目前，乳浊玻璃通常采用氟化物作为乳浊剂，如萤石、氟硅酸钠等。在熔制的过程中，氟化物不仅会严重侵蚀耐火材料，缩短窑炉寿命，而且会大量挥发，对工人的健康和工厂周围的环境产生巨大危害。为了防止产生氟污染，关键是要研制出无氟乳浊玻璃。专利申请号为200810014768.9，发明名称为“一种无氟环保乳浊玻璃材料及其制造方法”公开了一种无氟环保乳浊玻璃材料，此发明专利乳浊玻璃的原料需要引入碳酸锶、碳酸钡、碳酸锂、碳酸钾，其价格较贵，而且采用浇铸法进行成形，无法实现平板乳浊玻璃的制备。 
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种对环境无污染，且原料易得，成本低的Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃及其浮法制备工艺。 
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：一种Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃，其特征在于包含有SiO2、Al2O3、B2O3、CaO、MgO、Na2O、P2O5和澄清剂经混合制备而成，各原料的含量按质量百分比计为： 
SiO2  60～75  Al2O3   0～4   B2O3   3～7   CaO    4～17
MgO   1～4    Na2O    6～14  P2O5   2～6   澄清剂 0.5～2。 
按上述方案，优选的各原料的含量按质量百分比计为： 
SiO2  63-72   Al2O3 1-3   B2O3  3-7  CaO    7-13 
MgO   1-4     Na2O  9-11  P2O5  3-6  澄清剂 0.5-2。 
本发明Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃的浮法制备工艺，其特征在于包括有以下步骤： 
1)将各原料按比例混合均匀，在玻璃熔窑中加热至1500℃～1550℃，熔化成玻璃液；所述的各原料的含量按质量百分比计为： 
SiO2  60～75  Al2O3  0～4   B2O3  3～7  CaO    4～17
MgO   1～4    Na2O   6～14  P2O5  2～6  澄清剂 0.5～2。 
2)将步骤1)所得玻璃液经澄清、冷却降温至1250℃～1180℃，通过流道将玻璃液引入锡槽中，采用浮法工艺进行成形，当温度为1160℃～1080℃时，即对应粘度值为102.7～103.2时进行抛光，得到乳浊玻璃带； 
3)将步骤2)所得的乳浊玻璃带进行冷却，当乳浊玻璃带冷却至990℃～950℃时，即对应粘度为104.25～105.75，采用拉边机进行拉薄，控制玻璃带厚度为4～8mm；或当乳浊玻璃带冷却至980℃～830℃时，即对应粘度为104.25～105.75，采用石墨挡墙法进行堆厚，控制玻璃带厚度为12～14mm； 
4)待步骤3)所得玻璃带冷却至600℃～580℃后，将玻璃带离开锡槽进入退火窑进行均匀退火，退火后的玻璃带经切割后得到乳浊玻璃板材。 
本发明的有益效果在于： 
1)为了适应浮法工艺，本发明的Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃组成中氧化铝的含量适当降低，并在采用五氧化二磷和氧化硼组成复合乳浊剂促进乳浊效果，同时使乳浊玻璃具有合适的晶相和微观结构(如图1和图2所示)，起到改善玻璃热稳定性、白度和机械强度的效果。运用该配方制得的乳浊玻璃白度介于83～89之间，热膨胀系数介于6.0～6.8×10-6/K，三点抗弯强度介于60～76MPa； 
2)氧化钙对于增强白度，调节玻璃料性，调节析晶温度上限都起到重要作用，但引入太多氧化钙又容易使乳浊玻璃在锡槽成形区发生析晶。同时浮法生产乳浊玻璃要求粘度同温度的变化规律同浮法工艺相匹配，因此必须控制氧化钙的引入量，调整料性，控制析晶。本发明Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃引入氧化钙的量非常适当，可以满足上述一系列要求； 
3)本发明能适应浮法生产工艺的要求，其粘度随温度的变化规律能适应浮法工艺的要求，能实现大规模的平板乳浊玻璃的生产； 
4)本发明以Na2O-CaO-SiO2***玻璃为基础组成，选用B2O3和P2O5作为复合乳浊剂，采用磷灰石、硼砂、石英砂、长石等原料，通过浮法工艺制备高质量的平板乳浊玻璃，整个生产过程生产效率高、对耐火材料侵蚀低，对环境无污染，产品成本低，厚度可调，采用该组成和工艺而制备的平板乳浊玻璃，色泽柔和，白度高，整体乳浊效果好，同时具有板面宽，表面质量高，无需机械抛光等优点，可作为高档玻璃装饰板材和各类家具。 
附图说明
图1为本发明无氟乳浊玻璃的XRD图谱 
图2为无氟乳浊玻璃的SEM照片 
具体实施方式 
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但此实施例只是对本发明的进一步详细说明而不能作为对本发明的限定。 
实施例1： 
选用下列组分作为原料(质量％) 
SiO2  63.9    Al2O3  1.5    B2O3    5.0  CaO    11.7 
MgO   2.4     Na2O   10.4   P2O5    4.6  澄清剂  0.5 
(1)将上述原料混合均匀，在玻璃熔窑中加热至1500℃，熔化成玻璃液； 
(2)玻璃液经澄清冷却降温至1200℃，通过流道将玻璃液引入锡槽中，采用浮法工艺进行成形，于1120℃进行抛光； 
(3)当玻璃冷却至950℃时，即对应粘度介于104.25～105.75之间，采用拉边机进行拉薄，控制玻璃带厚度为4～6mm； 
(4)玻璃带冷却至580℃后进入退火窑进行均匀退火，退火后的玻璃带经切、裁，得到乳浊玻璃板材。 
实施例2： 
选用下列组分作为原料(质量％) 
SiO2  67.9   Al2O3  1.5  B2O3  5.0  CaO     9.7 
MgO   1.4    Na2O   9.4  P2O5  4.6  澄清剂  0.5 
(1)将上述原料混合均匀，在玻璃熔窑中加热至1525℃，熔化成玻璃液。 
(2)玻璃液经澄清冷却降温至1250℃，通过流道将玻璃液引入锡槽中，采用浮法工艺进行成形，于1160℃进行抛光； 
(3)当玻璃冷却至970℃时，即对应粘度介于104.25～105.75之间，采用拉边机进行拉薄，控制玻璃带厚度为6～8mm； 
(4)玻璃带在600℃进入退火窑，进行均匀退火，退火后的玻璃带经切、裁，得到乳浊玻璃板材。 
实施例3： 
选用下列组分作为原料(质量％) 
SiO2  71.0  Al2O3  1.0  B2O3  4.0  CaO    7.0 
MgO   2.1   Na2O   9.4  P2O5  5.0  澄清剂 0.5 
(1)将上述原料混合均匀，在玻璃熔窑中加热至1550℃，熔化成玻璃液。 
(2)玻璃液经澄清冷却降温至1180℃，通过流道将玻璃液引入锡槽中，采用浮法工艺进行成形，于1080℃进行抛光； 
(3)当玻璃冷却至980℃～880℃时，即对应粘度为104.25～105.75，采用石墨挡墙法进行堆厚，控制玻璃带厚度为12～14mm； 
(4)玻璃带在600℃进入退火窑，进行均匀退火，退火后的玻璃带经切、裁，得到乳浊玻璃板材。 
表1、无氟乳浊玻璃浮法成形工艺流程对应的粘度值和温度区间 
  工艺流程   粘度值(Pa·S)   温度值(℃)
  澄清   10   1500～1550
  成形   102   1180～1250
  抛光   102.7-103.2   1080～1160
  拉薄/堆厚   104.25-105.75   830～990
  锡槽出口   1010   580～600
  退火   1012-13.6   500～550

Claims (1)

1.Na2O-CaO-SiO2***平板乳浊玻璃的浮法制备工艺，其特征在于包括有以下步骤：
1)将各原料按比例混合均匀，在玻璃熔窑中加热至1500℃～1550℃，熔化成玻璃液；所述的各原料的含量按质量百分比计为：
SiO2  60～75 Al2O3 0～4   B2O3  3～7   CaO    4～17
MgO   1～4   Na2O  6～14  P2O5  2～6   澄清剂 0.5～2
2)将步骤1)所得玻璃液经澄清、冷却降温至1250℃～1180℃，通过流道将玻璃液引入锡槽中，采用浮法工艺进行成形，当温度为1160℃～1080℃时，即对应粘度值为102.7～103.2时进行抛光，得到乳浊玻璃带；
3)将步骤2)所得的乳浊玻璃带进行冷却，当乳浊玻璃带冷却至990℃～950℃时，即对应粘度为104.25～105.75，采用拉边机进行拉薄，控制玻璃带厚度为4～8mm；或当乳浊玻璃带冷却至980℃～830℃时，即对应粘度为104.25～105.75，采用石墨挡墙法进行堆厚，控制玻璃带厚度为12～14mm；
4)待步骤3)所得玻璃带冷却至600℃～580℃后，将玻璃带离开锡槽进入退火窑进行均匀退火，退火后的玻璃带经切割后得到乳浊玻璃板材。
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