CN113402178A - 一种玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法，该催化剂包括如下组分及重量份：碳酸钾60～90份、氧化铝10～40份、氯化钾2～8份、氢氧化钾2～8份、高锰酸钾10～25份。该使用方法包括以下步骤：将各组分依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物；将催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；加热使硝酸钾完全融化，融化后在一定温度下，保温一定时间；升高温度，进行批量加工，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，制得钢化玻璃。本发明能够加速玻璃化学钢化过程中玻璃中钠离子和熔盐中钾离子间的交换速度，在达到同样化学钢化效果的基础上，显著缩短化学钢化反应时间，显著降低综合生产成本，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃钢化技术领域，具体地说是一种玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法。
背景技术
目前，国内、国际上钢化玻璃主要是以传统的物理钢化占据主要份额，近年来随着对产品减轻自重的需求、对产品光学性能、对机械强度等等性能要求的提高，传统的物理钢化，已经无法实现，而化学钢化完美地弥补了这些苛刻要求的空白。
目前，玻璃化学钢化是通过将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，使玻璃中钠离子和熔盐中钾离子进行交换，通常需要10～16h的反应时间，在玻璃表面形成压应力，达到增强玻璃强度的目的，因为单位生产时间长，因而能耗高、产能效率低。
因此，提供一种玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法，以解决现有技术中所存在的问题，对其应用推广具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法，以实现在减少反应时间的同时，获得同样的表面应力，从而达到降本增效的目的。
为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案。
采用的第一个技术方案：一种玻璃化学钢化加速催化剂，包括如下组分及重量份：碳酸钾60～90份、氧化铝10～40份、氯化钾2～8份、氢氧化钾2～8份、高锰酸钾10～25份。
优选地，所述碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾均为粉末状态，粉末大小为直径1～2mm。
优选地，包括如下组分及重量份：碳酸钾70～80份、氧化铝20～30份、氯化钾4～6份、氢氧化钾4～6份、高锰酸钾15～20份。
采用的第二个技术方案：上述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，包括以下步骤：
101、将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物；
102、将步骤101制得的催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；
103、步骤102后，加热使硝酸钾完全融化，融化后在一定温度下，保温一定时间；
104、步骤103后，升高温度，进行批量加工，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，制得钢化玻璃。
优选地，所述步骤101具体地，使用搅拌器顺时针将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾混合，搅拌均匀。
优选地，所述步骤102中催化剂混合物与主料硝酸钾的配比为1：100～3：100。
优选地，所述步骤103中加热温度为360～420℃，保温温度为380～400℃，保温时间为20～26h。
优选地，所述步骤104中升高温度为410～470℃，反应时间为3～6h。
本发明所获得的有益技术效果：
1)本发明能够加速玻璃化学钢化过程中玻璃中钠离子和熔盐中钾离子间的交换速度，在达到同样化学钢化效果的基础上，显著缩短化学钢化反应时间，反应时间由原先的10～16h缩短到3～6h，显著降低综合生产成本，提高经济效益；
2)本发明通过碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾及高锰酸钾的配比，制得玻璃化学钢化的加速催化剂，使用时，再通过与主料粉末状硝酸钾的配比，一起投入化学钢化炉中；先加热使硝酸钾完全融化，融化后保温一定时间，再升高温度，进行批量加工，将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，在实现技术要求的前提下，大大减少反应时间，达到降本增效的目的。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
根据下文结合附图对本申请具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本公开一种实施例中玻璃化学钢化加速催化剂使用方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B的至少一种，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
还需要说明的是，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。
实施例1
一种玻璃化学钢化加速催化剂，包括如下组分及重量份：碳酸钾60份、氧化铝10份、氯化钾2份、氢氧化钾2份、高锰酸钾10份。
所述碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾均为粉末状态，粉末大小为直径1mm。
如附图1所示，上述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，包括以下步骤：
101、将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物。
具体地，使用搅拌器顺时针将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾混合，搅拌均匀。
102、将步骤101制得的催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；其中，催化剂混合物与主料硝酸钾的配比为1：100。
103、步骤102后，加热使硝酸钾完全融化，加热温度为360℃，融化后在一定温度下，保温一定时间，保温温度为380℃，保温时间为26h。
104、步骤103后，升高温度，进行批量加工，其中升高温度为410℃，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，其中，反应时间为6h，制得钢化玻璃。
实施例2
一种玻璃化学钢化加速催化剂，包括如下组分及重量份：碳酸钾75份、氧化铝25份、氯化钾5份、氢氧化钾5份、高锰酸钾18份。
所述碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾均为粉末状态，粉末大小为直径1.5mm。
如附图1所示，上述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，包括以下步骤：
101、将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物。
具体地，使用搅拌器顺时针将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾混合，搅拌均匀。
102、将步骤101制得的催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；其中，催化剂混合物与主料硝酸钾的配比为2：100。
103、步骤102后，加热使硝酸钾完全融化，加热温度为390℃，融化后在一定温度下，保温一定时间，保温温度为390℃，保温时间为23h。
104、步骤103后，升高温度，进行批量加工，其中升高温度为440℃，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，其中，反应时间为4.5h，制得钢化玻璃。
实施例3
一种玻璃化学钢化加速催化剂，包括如下组分及重量份：碳酸钾90份、氧化铝40份、氯化钾8份、氢氧化钾8份、高锰酸钾25份。
所述碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾均为粉末状态，粉末大小为直径2mm。
如附图1所示，上述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，包括以下步骤：
101、将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物。
具体地，使用搅拌器顺时针将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾混合，搅拌均匀。
102、将步骤101制得的催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；其中，催化剂混合物与主料硝酸钾的配比为3：100。
103、步骤102后，加热使硝酸钾完全融化，加热温度为420℃，融化后在一定温度下，保温一定时间，保温温度为400℃，保温时间为20h。
104、步骤103后，升高温度，进行批量加工，其中升高温度为470℃，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，其中，反应时间为3h，制得钢化玻璃。
采用上述实施例1-3中的玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法，与目前现有玻璃化学钢化方法进行对比试验，对照组中玻璃化学钢化是通过将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，不添加催化剂，使玻璃中钠离子和熔盐中钾离子进行交换，结果见表1。
表1
由表1可知，与对照组进行比较，在达到相同技术要求的基础上，采用实施例1-3中的玻璃化学钢化加速催化剂及使用方法，能够加快玻璃中钠离子和熔盐中钾离子进行交换的速度，明显缩短反应时间，实现降本增效的目的。
实施例4
一种玻璃化学钢化加速催化剂，包括如下组分及重量份：碳酸钾70～80份、氧化铝20～30份、氯化钾4～6份、氢氧化钾4～6份、高锰酸钾15～20份。
所述碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾均为粉末状态，粉末大小为直径1～2mm。
如附图1所示，上述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，包括以下步骤：
101、将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物。
具体地，使用搅拌器顺时针将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾混合，搅拌均匀。
102、将步骤101制得的催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；其中，催化剂混合物与主料硝酸钾的配比为1.5：100～2.5：100。
103、步骤102后，加热使硝酸钾完全融化，加热温度为380～400℃，融化后在一定温度下，保温一定时间，保温温度为385～395℃，保温时间为22～24h。
104、步骤103后，升高温度，进行批量加工，其中升高温度为420～460℃，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，其中，反应时间为4～5h，制得钢化玻璃。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，其并非因此限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，通过常规的替代或者能够实现相同的功能在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和参数变更均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种玻璃化学钢化加速催化剂，其特征在于，包括如下组分及重量份：碳酸钾60～90份、氧化铝10～40份、氯化钾2～8份、氢氧化钾2～8份、高锰酸钾10～25份。
2.根据权利要求1所述的玻璃化学钢化加速催化剂，其特征在于，所述碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾均为粉末状态，粉末大小为直径1～2mm。
3.根据权利要求1所述0的玻璃化学钢化加速催化剂，其特征在于，包括如下组分及重量份：碳酸钾70～80份、氧化铝20～30份、氯化钾4～6份、氢氧化钾4～6份、高锰酸钾15～20份。
4.根据权利要求1-3任一项所述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
101、将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾依次混合，搅拌均匀，制得催化剂混合物；
102、将步骤101制得的催化剂混合物与主料粉末状硝酸钾按比例配比，一起投入化学钢化炉中；
103、步骤102后，加热使硝酸钾完全融化，融化后在一定温度下，保温一定时间；
104、步骤103后，升高温度，进行批量加工，即将玻璃浸泡在熔融的硝酸钾中，进行离子交换反应，反应一定时间，制得钢化玻璃。
5.根据权利要求4所述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，其特征在于，所述步骤101具体地，使用搅拌器顺时针将碳酸钾、氧化铝、氯化钾、氢氧化钾、高锰酸钾混合，搅拌均匀。
6.根据权利要求4所述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，其特征在于，所述步骤102中催化剂混合物与主料硝酸钾的配比为1：100～3：100。
7.根据权利要求4所述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，其特征在于，所述步骤103中加热温度为360～420℃，保温温度为380～400℃，保温时间为20～26h。
8.根据权利要求4所述玻璃化学钢化加速催化剂的使用方法，其特征在于，所述步骤104中升高温度为410～470℃，反应时间为3～6h。
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