CN108314328B - 一种高强度复合玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度复合玻璃的制备方法，涉及玻璃制造技术领域，(1)制取玻璃粉末；(2)将纳米ZrO2加入到乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3‑5，在升温至40‑50℃搅拌反应2‑4h后抽滤，滤饼真空干燥得到改性硅烷偶联剂；(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至50‑60℃搅拌下进行聚合反应，反应5‑20min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至70‑85℃，继续搅拌聚合反应30‑50min，再降温冷却至室温，真空脱气30‑50min；(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，即可得到复合玻璃，所制得的复合玻璃强度高，装饰性好，用途广泛。

Description

一种高强度复合玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及玻璃制造技术领域，具体涉及一种高强度复合玻璃的制备方法。
背景技术
人类学会制造使用玻璃已有上千年的历史，但是1000多年以来，作为建筑材料，玻璃的发展是比较缓慢的。随着现代科学技术和玻璃技术的发展及人民生活水平的提高，玻璃的功能不再仅仅是满足采光要求，而是要具有能调节光线、保温隔热、安全(防弹、防盗、防火、防辐射、防电磁波干扰)、艺术装饰等特性。随着需求的不断发展，玻璃的成型和加工工艺方法有了极大的进步和发展。现在，已开发出了夹层、钢化、离子交换、釉面装饰、化学热分解及阴极溅射等诸多新技术玻璃，使玻璃在建筑中的用量迅速增加，成为继水泥和钢材之后的第三大建筑材料，现有的钢化玻璃、夹丝玻璃或夹层玻璃虽然安全性好，但是制作工艺复杂，装饰性不高，本发明提供了一种适合用于建筑装饰的高强度复合玻璃的制备方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度复合玻璃的制备方法，所制得的复合玻璃强度高，装饰性好，用途广泛。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高强度复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将40-60份的SiO2、10-15份的Al2O3、20-25份的CaO、1-4份的MgO、5-15份的B2O3、1-5份的Na2CO3、1-5份的Na2O、0.1-0.5份的Y2O3、0.2-0.8份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1560-1620℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过筛后干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3-5，在升温至40-50℃搅拌反应2-4h后抽滤，滤饼真空干燥得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至50-60℃搅拌下进行聚合反应，反应5-20min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至70-85℃，继续搅拌聚合反应30-50min，再降温冷却至室温，真空脱气30-50min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为120-150℃，成型压力为40-70KPa，保温保压2-4h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
优选地，步骤(1)中研磨粉碎后过800目筛。
优选地，步骤(1)中干燥温度为150-200℃。
优选地，步骤(2)中乙醇水溶液的体积浓度为40-70％。
优选地，步骤(2)中真空干燥的时间为1-3h。
优选地，步骤(3)中降温冷却的速度为40-50℃/min。
(三)有益效果
本发明提供了一种高强度复合玻璃的制备方法，具有以下有益效果：
硅烷偶联剂经过纳米ZrO2改性后，形成一端为ZrO2端，一段为高分子长链的结构，玻璃粉末中Y2O3的加入可以减少玻璃网络结构中非桥氧数量，使孤立的岛状网络单元重新聚合，形成相互连接的网络结构，增强玻璃的强度，同时，Y2O3晶体中存在两个位置的空位缺陷，ZrO2可以对这两个位置进行填充，另一端的高分子长链与甲基丙烯酸甲酯相互聚合，形成三维网状结构，从而将无机部分和有机部分连接起来，在聚合过程中，多巴胺可以通过自身氧化聚合在有机和无机部分的表面形成黏附性很强的聚多巴胺层，提升复合玻璃的强度，而且，聚多巴胺上的邻苯二酚基团和氨基都可以与甲基丙烯酸甲酯聚合，提升网状结构的密度和强度，另外，从外观上看上去复合玻璃内部有具有星云状结构，装饰性好，用途广泛。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高强度复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将50份的SiO2、12份的Al2O3、22份的CaO、2份的MgO、12份的B2O3、3份的Na2CO3、2份的Na2O、0.4份的Y2O3、0.6份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1580℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过800目筛后180℃干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到50％的乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3-5，在升温至45℃搅拌反应3h后抽滤，滤饼真空干燥2h得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至55℃搅拌下进行聚合反应，反应15min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至80℃，继续搅拌聚合反应35min，再降温冷却至室温，降温冷却的速度为45℃/min，真空脱气30-50min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为130℃，成型压力为50KPa，保温保压3h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
实施例2：
一种高强度复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将45份的SiO2、10份的Al2O3、20份的CaO、4份的MgO、15份的B2O3、2份的Na2CO3、5份的Na2O、0.5份的Y2O3、0.5份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1600℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过800目筛后160℃干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到60％的乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3-5，在升温至48℃搅拌反应3h后抽滤，滤饼真空干燥3h得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至55℃搅拌下进行聚合反应，反应15min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至75℃，继续搅拌聚合反应50min，再降温冷却至室温，降温冷却的速度为50℃/min，真空脱气35min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为120℃，成型压力为40KPa，保温保压3h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
实施例3：
一种高强度复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将55份的SiO2、14份的Al2O3、23份的CaO、4份的MgO、15份的B2O3、5份的Na2CO3、1份的Na2O、0.1份的Y2O3、0.5份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1560℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过800目筛后150℃干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到40％的乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3-5，在升温至50℃搅拌反应4h后抽滤，滤饼真空干燥2h得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至60℃搅拌下进行聚合反应，反应10min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至80℃，继续搅拌聚合反应40min，再降温冷却至室温，降温冷却的速度为45℃/min，真空脱气40min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为140℃，成型压力为60KPa，保温保压3h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
实施例4：
一种高强度复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将40份的SiO2、10份的Al2O3、20份的CaO、1份的MgO、5份的B2O3、1份的Na2CO3、1份的Na2O、0.1份的Y2O3、0.2份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1560℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过800目筛后150℃干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到40％的乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3-5，在升温至40℃搅拌反应2h后抽滤，滤饼真空干燥1h得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至50℃搅拌下进行聚合反应，反应5min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至70℃，继续搅拌聚合反应30min，再降温冷却至室温，降温冷却的速度为40℃/min，真空脱气30min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为120℃，成型压力为40KPa，保温保压2h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
实施例5：
一种高强度复合玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将60份的SiO2、15份的Al2O3、25份的CaO、4份的MgO、15份的B2O3、5份的Na2CO3、5份的Na2O、0.1-0.5份的Y2O3、0.8份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1620℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过800目筛后200℃干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到70％的乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节PH到3-5，在升温至50℃搅拌反应4h后抽滤，滤饼真空干燥3h得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至60℃搅拌下进行聚合反应，反应20min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至85℃，继续搅拌聚合反应50min，再降温冷却至室温，降温冷却的速度为50℃/min，真空脱气50min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为150℃，成型压力为70KPa，保温保压4h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高强度复合玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)首先，按重量份数将40-60份的SiO2、10-15份的Al2O3、20-25份的CaO、1-4份的MgO、5-15份的B2O3、1-5份的Na2CO3、1-5份的Na2O、0.1-0.5份的Y2O3、0.2-0.8份的Sb2O3混合均匀后研磨，形成混合粉料，将混合粉料加热至1560-1620℃使其完全熔融得到玻璃液，将玻璃液倒入水中水淬，将水淬后的玻璃捞出研磨粉碎过筛后干燥，得到玻璃粉末；
(2)将纳米ZrO2加入到乙醇水溶液中，再加入硅烷偶联剂超声分散1h后，滴加柠檬酸调节pH到3-5，再升温至40-50℃搅拌反应2-4h后抽滤，滤饼真空干燥得到改性硅烷偶联剂；
(3)将BPO、改性硅烷偶联剂和甲基丙烯酸甲酯加入到蒸馏水中升温至50-60℃搅拌下进行聚合反应，反应5-20min后，再加入多巴胺、硬脂酸锌、上述玻璃粉末，升温至70-85℃，继续搅拌聚合反应30-50min，再降温冷却至室温，真空脱气30-50min；
(4)将脱气后的浆液倒入模具热压成型，成型温度为120-150℃，成型压力为40-70KPa，保温保压2-4h后冷却至室温，即可得到复合玻璃。
2.如权利要求1所述的高强度复合玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(1)中研磨粉碎后过800目筛。
3.如权利要求1所述的高强度复合玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(1)中干燥温度为150-200℃。
4.如权利要求1所述的高强度复合玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(2)中乙醇水溶液的体积浓度为40-70％。
5.如权利要求1所述的高强度复合玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(2)中真空干燥的时间为1-3h。
6.如权利要求1所述的高强度复合玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(3)中降温冷却的速度为40-50℃/min。
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