CN114920464A - 一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料及其制备方法，属于玻璃浆料技术领域，包括：按质量百分比计，主相玻璃粉35～60％，增强粉4～24％，锂辉石5～20％，黑色色料10～30％，所述主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料破碎后的粒度D90分别为1～9μm，1～3μm，1～3μm，1～5μm；所述增强粉包括：按质量百分比计，SiO2 30～80％,B2O3 5～20％，Al2O3 2～8％,P2O5 4～9％,Na2O 2～4％,K2O 1～3％,含氟化合物0～2％，该汽车玻璃用浆料，在钢化压制工艺下具有优异的防粘性能，可适用于各曲率成型的汽车玻璃制造，尤其适用于深弯成型的汽车玻璃制造，且该玻璃浆料宽泛的烧结性能、优异的耐化学腐蚀性能及优异的银浆亲和性。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃浆料领域，具体涉及一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料及其制备方法。
背景技术
汽车玻璃用浆料主要是在汽车玻璃周边印刷一定的宽度烘干后再进行烘弯或钢化。汽车前挡风玻璃的印刷宽度小于汽车后挡风玻璃的印刷宽度，两种类型的玻璃在烘弯或钢化后形成一定的弧度后与车体框架进行组装。汽车玻璃在成型时有自重成型和压制成型两种工艺，自重成型的工艺效率较低逐渐被压制成型工艺取代。在压制成型时根据车体框架的形状选择不同的压力进行压制，压制后的玻璃基片需与模具迅速分离以保证玻璃基片的形状，因此印刷在基底玻璃上的玻璃浆料需具备一定的防粘性能。现如今众多车型使用的汽车玻璃曲率较大，在钢化压制工艺中对玻璃浆料的防粘性能要求极高。市面上现有的玻璃浆料存在众多的缺点，防粘性能较好的浆料其烧结温度偏高，同时极易出现银浆龟裂现象，因此在满足防粘性能时其他性能极易出现性能缺陷。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料及其制备方法，在保证玻璃浆料的防粘性能的前提下，提高玻璃浆料的其他问题，例如烧结温度偏高，银浆龟裂。
为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，包括：按质量百分比计，主相玻璃粉35～60％，增强粉4～24％，锂辉石5～20％，黑色色料10～30％，所述主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料破碎后的粒度D90分别为1～9μm，1～3μm，1～3μm，1～5μm；所述增强粉包括：按质量百分比计，SiO2 30～80％,B2O3 5～20％，Al2O3 2～8％,P2O5 4～9％,Na2O 2～4％,K2O 1～3％,含氟化合物0～2％。
优选的，所述主相玻璃粉包括：按质量百分比计，SiO2 20～50％，B2O3 5～25％，Bi2O3 5～40％，Nb2O5 0～5％，P2O5 0.5～4％，SnO2 0.5～2％，TiO2 1～8％，ZrO2 0.5～4％，ZnO 5-30％，BaO 1～7％，MgO 0～2％，Na2O 0.5～2％，K2O 0.5～4％，含氟化合物0～3％。
优选的，所述锂辉石为市售锂辉石。
优选的，所述含氟化合物为氟化钠、氟化钾中的一种或多种。
优选的，所述黑色色料包括尖晶石型金属氧化物混相黑色无机颜料铜铬黑、铁铬黑、锰铬黑中的一种或几种。
优选的，所述增强粉的烧制温度为1200～1300℃，烧制时间为2～8h。
优选的，所述主相玻璃粉的烧制温度为1000～1300℃，烧制时间为0.5～3h。
本发明的另一目的是提供一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料的制备方法，其特征在于，所述玻璃浆料的制备包括以下步骤：
S1、按比例称取主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料，使用高速混料机混合均匀，得混合物料；
S2、将S1中获得的混合物料置于搅拌机中，按照1:0.2～1:0.3比例加入有机载体后搅拌成膏状，得膏状物料；
S3、将步骤S2的膏状物料材料置于三辊研磨机，研磨3～5遍得到成品汽车玻璃用浆料。
优选的，所述玻璃浆料的制备还包括：在所述步骤S1前分别预制主相玻璃粉、增强粉，预制主相玻璃粉、增强粉的方法均包括以下步骤：
按比例称取原料，使用高速混料机混合均匀原料，将混合均匀的原料置于高温炉内进行熔融烧制；将烧制后的熔液进行水淬，水淬后的颗粒使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h得到成品粉料。
优选的，还包括在所述步骤S1前分别预处理所述锂辉石、黑色色料；所述锂辉石、黑色色料的预处理步骤均包括：使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的汽车玻璃用浆料，在钢化压制工艺下具有优异的防粘性能，可适用于各曲率成型的汽车玻璃制造，尤其适用于深弯成型的汽车玻璃制造，且该玻璃浆料具有宽泛的烧结性能和优异化学性能。
2)主相玻璃粉在该体系内主要起到骨架作用及连接作用，在各氧化物的协同作用下，该玻璃粉具有较低的熔融温度和优异的耐化学腐蚀能力。增强粉是网络骨架更致密的玻璃粉，通过调控增强粉中各组分的相对比例，结合控制粉料的粒度，将其加入至主相玻璃粉中进一步加强了基础网络结构，较小的粒度可以最大化的增强基础网络结构。汽车玻璃浆料在使用时会与导电银浆进行叠印，实现汽车挡风玻璃的加热除霜作用。导电银浆是膨胀系数较大的材料，与玻璃浆料叠印时极易出现膨胀系数不匹配导致出现银浆龟裂等现象，增强粉是网络结构致密的玻璃粉，在玻璃浆料钢化过程中，该组分可消除导电银浆与其他组分之间的膨胀系数不匹配性，保证导电银浆的完整性和功能性。
通过加入锂辉石，其主要作用是细小的锂辉石可作为晶核剂促进主相玻璃粉的析晶性能，使其具有优异的抗粘性能。常规玻璃浆料体系中需引入硅酸锌、硅酸铋等晶核剂来促使玻璃浆料的析晶作用，但是该几类晶核剂引入后也同样提升了玻璃浆料的熔融温度，导致银浆遮蔽性较差。由于锂辉石组分与基础玻璃组分接近，且具有稍低的熔融温度，因此引入锂辉石可进一步增加导电银浆的遮蔽性能。
3)通过引入铜铬黑、铁铬黑等包含Cu、Cr、Fe、Ni、Mn等金属氧化物尖晶石结构的黑色色料，使玻璃浆料具有优异的遮盖性能，且不同尖晶石结构界面在钢化过程中能释放不同的应力，提升了玻璃浆料的强度。尖晶石结构界面能促使主相玻璃粉析晶能力提升，从而提升防粘性能。
4)通过控制各组粉料的粒度，使其具有最佳的堆积密度，从而提升了玻璃浆料的力学性能、遮盖性能及耐化学腐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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：
制备主相玻璃粉：
主相玻璃粉包括：按质量百分比计，SiO2 20～50％，B2O3 5～25％，Bi2O3 5～40％，Nb2O5 0～5％，P2O5 0.5～4％，SnO2 0.5～2％，TiO2 1～8％，ZrO2 0.5～4％，ZnO 5-30％，BaO 1～7％，MgO 0～2％，Na2O 0.5～2％，K2O 0.5～4％，含氟化合物0～3％，含氟化合物为氟化钠、氟化钾中的一种或多种，实现玻璃粉中引入F元素即可。
(1)按照配比称取以上原材料后使用高速混料机混合均匀，本实施例中，主相玻璃粉的各组分比例为：SiO2 38％，B2O3 10％，Bi2O3 17％，Nb2O5 3％，P2O5 2％，SnO2 1％，TiO23％，ZrO2 2％，ZnO 14％，BaO 3％，MgO 1％，Na2O 2％，K2O3％，含氟化合物1％；将混匀的原材料置于高温炉内进行熔融烧制，烧制温度为1000～1300℃，烧制时间为0.5～3h。
(2)将上一步骤烧制后获得的熔液进行水淬，水淬后的颗粒使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h得到成品粉料，即主相玻璃粉，成品粉料主相玻璃粉的粒度D90为1～9μm。
制备增强粉以及材料预处理：
增强粉包括：按质量百分比计，SiO2 30～80％,B2O3 5～20％，Al2O3 2～8％,P2O54～9％,Na2O 2～4％,K2O 1～3％,含氟化合物0～2％。
(1)按照配比称取以上原材料后使用高速混料机混合均匀，本实施例中，增强粉各组分比例为：SiO2 69％；B2O3 12％；Al2O3 5％；P2O5 5％；Na2O 5％；K2O 3％；含氟化合物1％。将混匀的原材料置于高温炉内进行熔融烧制，烧制温度为1200～1300℃，烧制时间为2～8h。
(2)将上一步骤烧制后获得的熔液进行水淬，水淬后的颗粒使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h得到成品粉料，即增强粉，成品粉料增强粉的粒度D90为1～3μm。
制备玻璃浆料：
本实施例中使用的锂辉石为市售锂辉石，将市售锂辉石使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h得到成品粉料，成品粉料的粒度D90为1～3μm。
本实施例中使用的黑色色料为尖晶石型金属氧化物无机颜料铜铬黑、铁铬黑中的一种或者多种，黑色色料包含Cu、Cr、Fe、Ni、Mn等金属氧化物，将以上黑色色料使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h得到成品粉料，成品粉料的粒度D90为1～5μm。
(1)按照比例称取主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料，使用高速混料机混合均匀，其中，主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料比例之和为100％，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉59％，增强粉9％，锂辉石7％，黑色色料25％。
(2)将步骤(1)混合均匀的粉料置于搅拌机中，按照比例1：0.24加入有机载体后搅拌成膏状；
(3)将步骤(2)的膏状半成品材料置于三辊研磨机，研磨3～5遍得到成品汽车玻璃用浆料。
实施例2：
与实施例1中不同的是，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉50％，增强粉16％，锂辉石9％，黑色色料25％，其余均与实施例1相同。
实施例3：
与实施例1中不同的是，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉44％，增强粉17％，锂辉石14％，黑色色料25％，其余均与实施例1相同。
实施例4：
与实施例1中不同的是，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉35％，增强粉20％，锂辉石20％，黑色色料25％，混合物料与有机载体的比例为1：0.26，其余均与实施例1相同。
实施例5：
与实施例1中不同的是，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉54％，增强粉4％，锂辉石17％，黑色色料25％，其余均与实施例1相同。
实施例6：
与实施例1中不同的是，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉52％，增强粉6％，锂辉石17％，黑色色料25％，其余均与实施例1相同。
对比例1：
与实施例1不同的是，本实施例中，各组分比例为：主相玻璃粉55％，锂辉石20％，黑色色料25％，混合物料与有机载体的比例为1：0.26，其余均与实施例1相同。
对比例2：
实施例1不同的是，本实施例中，增强粉的粒度D90为3～9μm，其余均与实施例1相同。
对比例3：
实施例1不同的是，本实施例中各组分比例为：主相玻璃粉51％，增强粉24％，黑色色料25％，其余均与实施例1相同。
对比例4：市售玻璃浆料1，主要组分为：主要组分为：SiO2，B2O3,ZnO,Na2O,K2O，CaO，Fe2O3，TiO2等。
对比例5：市售玻璃浆料2，主要组分为：SiO2，B2O3,ZnO,ZrO2,K2O,Li2O,Na2O,Al2O3等。
对实施例1-6和对比例1-5的玻璃浆料进行性能测试：
将成品玻璃浆料印刷在平板玻璃上，在620～720℃下钢化150-200s后测试各项性能，性能测试各项数据见表2。
表1：实施例1-6与对比例1-5各组分数据如下：
表2：实施例1-6与对比例1-5的玻璃浆料性能测试数据
结合表1和表2看出，本发明制备的一种适用于大曲率成型的汽车玻璃用浆料，由于各组分的协同作用，使其具有较低的烧结温度，且在不同温度下钢化后其光泽度数值变化范围小。表面光泽度与表面的粗糙程度有关，一般玻璃浆料在钢化温度提升时由于熔融其表面逐渐趋于平整，其表面光泽度数值提升幅度较大，而表面粗糙度越大，其防粘性能越好。本发明涉及的汽车玻璃用浆料，随着钢化温度的提升其表面状态变化较小，即表面粗糙度变化较小，保证在较宽泛的烧结温度区间均具有优异的防粘性能。
该汽车玻璃浆料同时具有优异的耐化学腐蚀性能和银浆亲和性能。碱金属和碱土金属的加入会使玻璃浆料的熔融温度降低，同时耐化学腐蚀性能降低。本在本发明中的玻璃浆料中碱金属含量和碱土金属含量较少，通过多组粉料混合后的协同作用，形成低共熔的玻璃浆料，因此本发明的玻璃浆料具备较低的熔融温度，同时由于网络结构致密，因此具有优异的耐化学腐蚀性能、安全性能及银浆亲和性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，包括：按质量百分比计，主相玻璃粉35～60％，增强粉4～24％，锂辉石5～20％，黑色色料10～30％，所述主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料破碎后的粒度D90分别为1～9μm，1～3μm，1～3μm，1～5μm；所述增强粉包括：按质量百分比计，SiO2 30～80％,B2O3 5～20％，Al2O3 2～8％,P2O5 4～9％,Na2O 2～4％,K2O 1～3％,含氟化合物0～2％。
2.如权利要求1所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，所述主相玻璃粉包括：按质量百分比计，SiO2 20～50％，B2O3 5～25％，Bi2O3 5～40％，Nb2O5 0～5％，P2O5 0.5～4％，SnO2 0.5～2％，TiO2 1～8％，ZrO20.5～4％，ZnO 5-30％，BaO 1～7％，MgO 0～2％，Na2O 0.5～2％，K2O 0.5～4％，含氟化合物0～3％。
3.如权利要求1所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，所述锂辉石为市售锂辉石。
4.如权利要求1所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，所述黑色色料包括尖晶石型金属氧化物混相黑色无机颜料铜铬黑、铁铬黑、锰铬黑中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，所述增强粉的烧制温度为1200～1300℃，烧制时间为2～8h。
6.如权利要求2所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料，其特征在于，所述主相玻璃粉的烧制温度为1000～1300℃，烧制时间为0.5～3h。
7.如权利要求1-6任一所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按比例称取主相玻璃粉、增强粉、锂辉石、黑色色料，使用高速混料机混合均匀，得混合物料；
S2、将S1中获得的混合物料置于搅拌机中，按照1:0.2～1:0.3比例加入有机载体后搅拌成膏状，得膏状物料；
S3、将步骤S2的膏状物料材料置于三辊研磨机，研磨3～5遍得到成品汽车玻璃用浆料。
8.如权利要求7所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料的制备方法，其特征在于，还包括在所述步骤S1前分别预制主相玻璃粉、增强粉，预制主相玻璃粉、增强粉的方法均包括以下步骤：
按比例称取原料，使用高速混料机混合均匀原料，将混合均匀的原料置于高温炉内进行熔融烧制；将烧制后的熔液进行水淬，水淬后的颗粒使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h得到成品粉料。
9.如权利要求7所述的一种适用于大曲率加工的汽车玻璃浆料的制备方法，其特征在于，还包括在所述步骤S1前分别预处理所述锂辉石、黑色色料；所述锂辉石、黑色色料的预处理步骤均包括：使用1～10mm玛瑙球在行星球磨机中破碎1～4h。
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Denomination of invention: A car glass slurry suitable for large curvature processing and its preparation method Effective date of registration: 20231220 Granted publication date: 20230811 Pledgee: Huangshan Huangshan SME Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: Huangshan Jingtemei New Materials Co.,Ltd. Registration number: Y2023980072865 |
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