[發明專利]添加劑及玻璃的化學鋼化工藝

無效

• 申請號: 201110341278.1
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102503101A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳雪梅;王作超;于天來;蔣世軍
• 申請（專利權）人: 成都光明光電股份有限公司
• 主分類號: C03B27/03
• 分類號: C03B27/03;C03C21/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 蒲敏

技術領域

本發明涉及玻璃的化學鋼化工藝，特別是涉及一種化學添加劑組合物及采用該添加劑的化學鋼化工藝。

背景技術

隨著IT和電子行業的迅猛發展，對厚度小于1mm的超薄玻璃的需求量迅速增大，被廣泛運用于手機、DVD面板、平板顯示器等，但是超薄化又帶來了玻璃的力學強度的降低。

目前，在工業生產中有許多提高玻璃強度的方法，一種是物理鋼化法，但是對于超薄玻璃來說，該方法在鋼化過程中存在玻璃變形的問題，無法在光學質量要求較高的領域內應用；另一種是液體介質鋼化法，英國的Triplex公司在上世紀80年代就采用該方法生產出了厚度為0.75-1.5mm的玻璃，結束了物理鋼化不能鋼化薄玻璃的歷史，液體鋼化法的難點是不容易建立起合理的液冷法工藝制度；還有一種是微粒鋼化法，該方法可鋼化超薄玻璃，強度高、質量好，是目前制造高性能鋼化玻璃的先進技術，但微粒鋼化工藝的冷卻介質成本較高；第四種是化學鋼化法，該方法通過化學方法改變玻璃表面組分，增加表面層壓應力，以增加玻璃的機械強度和熱穩定性。該方法由于是通過離子交換使玻璃增強，所以又稱為離子交換增強法，其鋼化原理是根據離子擴散的機理來改變玻璃的表面組成，即在一定溫度條件下把玻璃浸入到高溫熔鹽中，玻璃中的堿金屬離子與熔鹽中的堿金屬離子因擴散而發生相互交換，產生“擠塞”現象，使玻璃表面產生壓縮應力，從而提高玻璃的強度?；瘜W增強玻璃強度與物理增強玻璃強度接近，熱穩定性好，處理溫度低，產品不易變形，且其產品不受厚度和幾何形狀的限制，使用設備簡單，產品容易實現。目前用于手機、相機和游戲機等設備的平板顯示器基本都采用化學鋼化法。

化學鋼化工藝分為低溫型離子交換和高溫型離子交換，薄板玻璃增強基本都采用低溫型離子交換。低溫型離子交換又分為浸漬法、噴吹法和多步法。浸漬法是最常用的方法，其鋼化后的性能與玻璃成分、交換工藝、玻璃的表面質量和熔鹽的配方等因素有關。

目前針對熔鹽的配方對鋼化性能的影響的研究，CN1236670有相關報道，其加入的催化劑由硅酸鉀、二氧化硅、高錳酸鉀和二氧化錳按一定的比例組成，針對浮法玻璃可以加速離子交換，縮短工藝時間，但在實際生產中，樣品架、加熱器、更換加熱器操作等對熔鹽的污染是不可避免的，由于熔鹽的污染，會阻礙離子交換的進行。CN1305965公開了一種化學鋼化玻璃磁盤基板制作方法，其使用的抑制劑是Al₂O₃、K₂SiO₃和硅藻土，并按一定比例加入熔鹽中，可以使熔鹽壽命延長6個月以上，但該抑制劑沒有加速離子交換的作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種針對低溫型離子交換中的KNO₃熔鹽，既能加速離子交換又能凈化熔鹽并延長熔鹽使用壽命的添加劑。

本發明解決技術問題所采用的解決方案是：添加劑，其重量百分比組成為：氫氧化鉀：2-10％、碳酸鉀：4-12％、硅藻土：78-94％。

進一步的，所述添加劑與采用浸漬法的玻璃鋼化所需KNO₃熔鹽的重量比例為1∶15-1∶25。

玻璃的化學鋼化工藝，該方法包括以下步驟：(1)將玻璃加工成預定的尺寸；(2)將添加劑按照添加劑與KNO₃熔鹽的重量比例為1∶15-1∶25的比例加入KNO₃熔鹽中，加熱至400-440℃，恒溫24-72h待用，恒溫的作用是充分熔化，溫度平衡并釋放出KNO₃分解產生的O₂，有利于提高離子交換性能；(3)將玻璃升溫至300-380℃，保溫30-90min，該步驟的作用是預熱，減小玻璃溫差，防止玻璃進入KNO₃熔鹽后因溫差過大產生裂紋，從而影響鋼化強度；(4)再將玻璃放入按步驟(2)制備好的熔鹽中處理4-24小時，進行離子交換，離子交換的溫度就是步驟(2)中KNO₃熔鹽的溫度，即400-440℃；(5)得到化學鋼化玻璃。