一种化学钢化玻璃的加工方法

摘要

本发明提供了一种化学钢化玻璃的加工方法，属于玻璃制造领域。包括配置混合熔盐、翻转、静置、退火、清洗、烘干等步骤，通过特殊成份的混合熔盐，特殊的翻转步骤，提高了钢化成功率，并且破坏玻璃表面的硅氧健，导致“离子重组”，使离子交换工作变得轻松迅速。本化学钢化玻璃的加工方法能够提高钢化成功率，缩短生产时间。

权利要求

1.一种化学钢化玻璃的加工方法,包括如下步骤：

a、配置混合熔盐,将硝酸钾放置在熔池中加热至335-340℃,硝酸钾充分熔化后,边搅拌边加入氯化钾粉末,加热至340-350℃,边搅拌边加入乙酰化二酸双淀粉钠粉末,加热至

390-400℃,保温5-10分钟,将海泡石碾成粉,加入上述混合熔盐中并充分搅拌,维持温度在

390-400℃；

b、翻转,将预先处理后的玻璃完全浸入上述具有混合熔盐的熔池中,静置1-2分钟后,在混合熔盐内不断地360度翻转玻璃8-10分钟,并且沿熔池的长度方向不断的来回平移玻璃3-5分钟,海泡石颗粒与玻璃的表面相互接触摩擦,使玻璃表面的硅氧键强度减弱,迫使硅离子和氧离子与海泡石发生“离子重组”,使熔盐中的钾离子能够轻松快速的与玻璃中的钠离子进行离子交换；

c、静置,将翻转后的玻璃静置在上述混合熔盐中1-2小时；

d、退火,将玻璃缓慢取出放置在390-400℃的退火炉进行缓慢退火至室温；

e、清洗,对玻璃表面进行高压水枪喷洗；

f、烘干,对清洗后的玻璃进行烘干即可得到钢化玻璃；

所述硝酸钾的质量份为50-60份,所述氯化钾粉末的质量份为20-30份,所述乙酰化二酸双淀粉钠粉末的质量份为5-10份,所述海泡石粉末的质量份为10-15份；

加入乙酰化二酸双淀粉钠粉末后的搅拌时间为2小时；

所述玻璃在退火炉中的退火分为两阶段进行,第一阶段退火温度从400至360℃,时间控制在10-15分钟,第二阶段退火温度从360至26℃,时间控制在30-35分钟,防止内部的硫化镍“冰冻”。

说明书

一种化学钢化玻璃的加工方法

技术领域

[0001] 本发明属于玻璃制造领域，涉及一种化学钢化玻璃的加工方法。

背景技术

[0002] 钢化玻璃属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。

[0003] 目前，制备钢化玻璃的方法分为物理制备和化学制备，物理钢化玻璃是通过对玻璃进行加热至软化温度，然后进行迅速冷却，通过产生应力的改变，使玻璃处于内层受拉，外层受压的状态，从而增强玻璃自身的强度，但在加工过程中，由于需要进行高温处理，玻璃会发生翘曲现象。

[0004] 而化学钢化玻璃主要以3mm厚度以下的玻璃为主，化学钢化玻璃是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法进行钢化。其方法是将含有+ + +碱金属离子的硅酸盐玻璃，浸入到熔融状态的锂(Li)盐中，使玻璃表层的Na或K离子与Li+离子发生交换，表面形成Li+离子交换层，由于Li+的膨胀系数小于Na+、K+离子，从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大，当冷却到常温后，玻璃便同样处于内层受拉，外层受压的状态，其效果类似于物理钢化玻璃。上述的离子交换是采用高温式离子交换，采用高温式离子交换方法其玻璃表面也会产生翘曲的现象，并且成功率不高。

[0005] 在化学方法中还有一种低温离子交换法，这是目前主流的制备方法，其过程大致为，低温离子交换工艺的简单原理是在400℃左右的碱盐溶液中，使玻璃表层中半径较小的离子与溶液中半径较大的离子交换，比如玻璃中的锂离子与溶液中的钾或钠离子交换，玻璃中的钠离子与溶液中的钾离子交换，利用碱离子体积上的差别在玻璃表层形成嵌挤压应力。大离子挤嵌进玻璃表层的数量与表层压应力成正比。但其钢化过程中，交换时间需要1小时—8小时不等，时间难以控制。并且由于玻璃表面硅氧键的存在，导致在离子交换的过程中，玻璃表面不够活化，使离子交换成功降低。

发明内容

[0006] 本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种化学钢化玻璃的加工方法，该化学钢化玻璃的加工方法能够提高钢化成功率，缩短生产时间，解决了现有化学钢化玻璃的加工方法时间长并且难以控制，成功率低的问题。

[0007] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种化学钢化玻璃的加工方法，包括如下步骤：

[0008] a、配置混合熔盐，将硝酸钾放置在熔池中加热至335-340℃，硝酸钾充分熔化后，边搅拌边加入氯化钾粉末，加热至340-350℃，边搅拌边加入乙酰化二酸双淀粉钠粉末，加热至390-400℃，保温5-10分钟，将海泡石碾成粉，加入上述混合熔盐中并充分搅拌，维持温度在390-400℃；

[0009] 经大量实验得出，采用硝酸钾，氯化钾，乙酰化二酸双淀粉钠，海泡石组成的混合熔盐具有缩短离子交换时间，并且能够提高钢化的成功率。

[0010] b、翻转，将预先处理后的玻璃完全浸入上述具有混合熔盐的熔池中，静置1-2分钟后，在混合熔盐内不断地360度翻转玻璃8-10分钟，并且沿熔池的长度方向不断的来回平移玻璃3-5分钟；

[0011] 该操作基于以下原理，在翻转的过程中，由于高温海泡石颗粒的存在，与玻璃的表面相互接触摩擦，使玻璃表面的硅氧键强度减弱，迫使硅离子和氧离子与海泡石发生“离子重组”，使熔盐中的钾离子能够轻松快速的与玻璃中的钠离子进行离子交换，并且经过大量实验得出，乙酰化二酸双淀粉钠和氯化钾能够帮助熔盐中的钾离子扩散，导致其扩散范围变大，能够更加充分的与玻璃进行离子交换。从而使离子交换时间缩短，成功率变高。

[0012] c、静置，将翻转后的玻璃静置在上述混合熔盐中1-2小时；

[0013] 静置使玻璃和熔盐之间发生离子交换。

[0014] d、退火，将玻璃缓慢取出放置在390-400℃的退火炉进行缓慢退火至室温；

[0015] 退火操作能够消除玻璃的残余应力，使玻璃在日后的使用中不易变形和开裂。

[0016] e、清洗，对玻璃表面进行高压水枪喷洗；

[0017] 冲洗残留在玻璃表面的熔盐。

[0018] f、烘干，对清洗后的玻璃进行烘干即可得到钢化玻璃。

[0019] 在上述的一种化学钢化玻璃的加工方法中，所述硝酸钾的质量份为50-60份，所述氯化钾粉末的质量份为20-30份，所述乙酰化二酸双淀粉钠粉末的质量份为5-10份，所述海泡石粉末的质量份为10-15份。

[0020] 在上述的一种化学钢化玻璃的加工方法中，加入乙酰化二酸双淀粉钠粉末后的搅拌时间为2小时。

[0021] 在上述的一种化学钢化玻璃的加工方法中，所述玻璃在退火炉中的退火分为两阶段进行，第一阶段退火温度从400至360℃，时间控制在10-15分钟，第二阶段退火温度从360至26℃，时间控制在30-35分钟。

[0022] 第一阶段退40℃温度需要10-15分钟时间是因为，处于高温的玻璃如果退火时间过短，会造成玻璃拉应力和压应力发生突变，导致内部结构变化，内部的硫化镍“冰冻”；来不及转变，日后使用容易发生自爆和开裂，因此第一阶段的退火必须缓慢，第二阶段的温度对玻璃几乎没有影响，因此可快速的退火。

[0023] 与现有技术相比，本化学钢化玻璃的加工方法具有以下优点：

[0024] 1、本化学钢化玻璃的加工方法采用特殊材料制成的混合熔盐，具有缩短离子交换时间，提高钢化成功率的优点。

[0025] 2、本化学钢化玻璃的加工方法在离子交换步骤前具有翻转步骤，破坏玻璃表面的硅氧键，导致“离子重组”，使离子交换工作变得轻松迅速。

[0026] 3、本化学钢化玻璃的加工方法分为两阶段退火，使加工出的钢化玻璃日后使用不易自爆和开裂。

具体实施方式

[0027] 实施例一

[0028] 本化学钢化玻璃的加工方法，包括如下步骤：

[0029] a、配置混合熔盐，将硝酸钾放置在熔池中加热至335-340℃，硝酸钾充分熔化后，边搅拌边加入氯化钾粉末，加热至340-350℃，边搅拌边加入乙酰化二酸双淀粉钠粉末，加热至390-400℃，保温5-10分钟，将海泡石碾成粉，加入上述混合熔盐中并充分搅拌，维持温度在390-400℃；

[0030] b、翻转，将预先处理后的玻璃完全浸入上述具有混合熔盐的熔池中，静置1-2分钟后，在混合熔盐内不断地360度翻转玻璃8-10分钟，并且沿熔池的长度方向不断的来回平移玻璃3-5分钟；

[0031] c、静置，将翻转后的玻璃静置在上述混合熔盐中1-2小时；

[0032] d、退火，将玻璃缓慢取出放置在390-400℃的退火炉进行缓慢退火至室温；

[0033] e、清洗，对玻璃表面进行高压水枪喷洗；

[0034] f、烘干，对清洗后的玻璃进行烘干即可得到钢化玻璃。

[0035] 经大量实验得出，采用硝酸钾，氯化钾，乙酰化二酸双淀粉钠，海泡石组成的混合熔盐具有缩短离子交换时间，并且能够提高钢化的成功率。该操作基于以下原理，在翻转的过程中，由于高温海泡石颗粒的存在，与玻璃的表面相互接触摩擦，使玻璃表面的硅氧键强度减弱，迫使硅离子和氧离子与海泡石发生“离子重组”，使熔盐中的钾离子能够轻松快速的与玻璃中的钠离子进行离子交换，并且经过大量实验得出，乙酰化二酸双淀粉钠和氯化钾能够帮助熔盐中的钾离子扩散，导致其扩散范围变大，能够更加充分的与玻璃进行离子交换。从而使离子交换时间缩短，成功率变高。静置使玻璃和熔盐之间发生离子交换。退火操作能够消除玻璃的残余应力，使玻璃在日后的使用中不易变形和开裂。冲洗残留在玻璃表面的熔盐。

[0036] 硝酸钾的质量份为50-60份，氯化钾粉末的质量份为20-30份，乙酰化二酸双淀粉钠粉末的质量份为5-10份，海泡石粉末的质量份为10-15份。加入乙酰化二酸双淀粉钠粉末后的搅拌时间为2小时。

[0037] 玻璃在退火炉中的退火分为两阶段进行，第一阶段退火温度从400至360℃，时间控制在10-15分钟，第二阶段退火温度从360至26℃，时间控制在30-35分钟。第一阶段退40℃温度需要10-15分钟时间是因为，处于高温的玻璃如果退火时间过短，会造成玻璃拉应力和压应力发生突变，导致内部结构变化，内部的硫化镍“冰冻”，；来不及转变，日后使用容易发生自爆和开裂，因此第一阶段的退火必须缓慢，第二阶段的温度对玻璃几乎没有影响，因此可快速的退火。

[0038] 以下采用10块2.5mm的原料玻璃加工为例：

[0039] a、配置混合熔盐，将质量份为50份的硝酸钾放置在熔池中加热至340℃，硝酸钾充分熔化后，边搅拌边加入质量份为20份的氯化钾粉末，加热至350，边搅拌边加入质量份为5份的乙酰化二酸双淀粉钠粉末，搅拌时间为2个小时，加热至400℃，保温5分钟，将质量份为10份的海泡石碾成粉，加入混合熔盐中并充分搅拌，维持温度在400℃；

[0040] b、翻转，将预先处理后的玻璃完全浸入上述具有混合熔盐的熔池中，静置2分钟后，在混合熔盐内不断地360度翻转玻璃8分钟，并且沿熔池的长度方向不断的来回平移玻璃3分钟；

[0041] c、静置，将翻转后的玻璃静置在上述混合熔盐中1小时；

[0042] d、退火，将玻璃缓慢取出放置在400℃的退火炉进行缓慢退火至室温，第一阶段退火温度从400至360℃，时间控制在15分钟，第二阶段退火温度从360至26℃，时间控制在30分钟；

[0043] e、清洗，对玻璃表面进行高压水枪喷洗；

[0044] f、烘干，对清洗后的玻璃进行烘干即可得到钢化玻璃。

[0045] 经以上加工后，采用钢球法对本钢化玻璃的抗冲击强度进行测定，测试结果为：采用的钢球质量为250g，高度为2米，玻璃没有出现裂痕和碎末，可见抗冲击强度符合标准，本方法采用的特殊熔盐与普通的硝酸钾熔盐对比，离子交换时间只需要1-2小时，大大减少了离子交换时间，提高了生产效率，10块试验的玻璃中，全部玻璃钢化成功且抗冲击能力符合质量标准，采取本加工工艺生产出的钢化玻璃不管从钢化成功率和钢化时间均远远超过普通化学钢化工艺。

[0046] 实施例二

[0047] 以下采用10块3mm的原料玻璃为例：

[0048] a、配置混合熔盐，将质量份为60份的硝酸钾放置在熔池中加热至340℃，硝酸钾充分熔化后，边搅拌边加入质量份为30份的氯化钾粉末，加热至350，边搅拌边加入质量份为10份的乙酰化二酸双淀粉钠粉末，搅拌时间为2个小时，加热至400℃，保温5分钟，将质量份为15份的海泡石碾成粉，加入混合熔盐中并充分搅拌，维持温度在400℃；

[0049] b、翻转，将预先处理后的玻璃完全浸入上述具有混合熔盐的熔池中，静置2分钟后，在混合熔盐内不断地360度翻转玻璃10分钟，并且沿熔池的长度方向不断的来回平移玻璃5分钟；

[0050] c、静置，将翻转后的玻璃静置在上述混合熔盐中2小时；

[0051] d、退火，将玻璃缓慢取出放置在400℃的退火炉进行缓慢退火至室温，第一阶段退火温度从400至360℃，时间控制在15分钟，第二阶段退火温度从360至26℃，时间控制在30分钟；

[0052] e、清洗，对玻璃表面进行高压水枪喷洗；

[0053] f、烘干，对清洗后的玻璃进行烘干即可得到钢化玻璃。

[0054] 经以上加工后，采用钢球法对本钢化玻璃的抗冲击强度进行测定，测试结果为：采用的钢球质量为300g，高度为3米，玻璃没有出现裂痕和碎末，抗冲击强度符合标准，10块试验的玻璃中，8块玻璃钢化成功且抗冲击能力符合质量标准，1块钢化失败，剩下一块由于玻璃本身的加工缺陷导致数据作废。可见成功率和钢化时间远远大于现在的加工工艺。

[0055] 不同厚度的原料玻璃的加工数据在此不予枚举。

[0056] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。