[发明专利]一种铝硅酸盐玻璃在线化学钢化方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及钢化玻璃制造领域，更确切地说是一种铝硅酸盐玻璃在线化学钢化方法。

背景技术

现有的化学钢化工艺均采用离线钢化，是将制备好的玻璃基板放入装有熔盐的化学钢化炉中，浸制数小时后，使玻璃表层中半径较小的离子与熔盐中半径较大的离子交换，利用碱离子体积上的差别在玻璃表层形成嵌挤压应力，从而大幅度提高玻璃的抗冲击性、耐磨性及安全性。这种化学钢化工艺制备效率低，生产成本高，难以实现成规模、低成本制备，限制了产业的发展。

发明内容

针对现有化学钢化工艺存在的不足，本发明的目的在于提供一种铝硅酸盐玻璃在线化学钢化方法，本方法是直接在玻璃生产线上在线进行化学钢化，大幅度地提高产品的生产效率，降低制造成本，实现规模化效益。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种铝硅酸盐玻璃在线化学钢化方法，在预退火区与退火区之间加设一个与所述预退火区、退火区密封连接的在线化学钢化区，所述在线化学钢化区温度≤预退火区出口温度，熔制成型的玻璃基板经过预退火区后进入在线化学钢化区进行表面喷涂钢化溶液，使玻璃基板表面形成压应力层，然后进入退火区，完成玻璃基板退火过程中的在线化学钢化。

所述在线化学钢化区为钢质材料的箱体，所述箱体的两端分别与预退火区、退火区密封连接。

所述在线化学钢化区的长度为5～30米。

所述在线化学钢化区的温度通过电加热控制，在线化学钢化区温度与预退火区出口温度的温差为0～50℃。

所述玻璃基板表面喷涂的钢化溶液为雾化的钢化溶液。

所述玻璃基板在在线化学钢化区的入口处喷涂钢化溶液。

所述的钢化溶液为K₂SO₄，KCl，KNO₃，K₃PO₄中的一种或几种混合溶液。

所述玻璃基板表面喷涂钢化溶液后在在线化学钢化区内保温1～20分钟后进入退火区。

优选地，所述玻璃基板表面喷涂钢化溶液后在在线化学钢化区内保温3～6分钟后进入退火区。

所述铝硅酸盐玻璃的化学成分质量百分比为SiO₂55～75%、Al₂O₃8～25%、MgO0～10%、K₂O6～15%、Na₂O2～20%、Li₂O0～5%、CaO0～10%、B₂O₃0～10%。

SiO₂作为玻璃形成体引入，是玻璃骨架的主要构成物，其含量不足50%时候，玻璃基片的物理化学性能较差，其含量超过75%后，玻璃的熔制温度升高，不利于大规模制备，本配方中优选60%～68%。

Al₂O₃作为网络中间体氧化物引入，其能够大幅度的提高玻璃的化学稳定性，弹性模量及硬度等特征，但是Al₂O₃加入量较大时，会提高玻璃的熔化温度，增大玻璃黏度，本配方中优选10%～22%，此时能够保证玻璃基片：（1）具备良好的物理化学性能；（2）能够简便的使用现行制备工艺制备。

CaO作为网络外体氧化物引入，其能够降低玻璃在高温时的黏度，促进玻璃的熔化和澄清，但是含量较高时，容易使玻璃发脆，本配方中优选0～6%。

MgO作为网络外体氧化物引入，其能够提高玻璃本体的弹性模量并且以少量的MgO代替CaO能够降低玻璃的硬化速度，改善成型性能，本配方中优选0～6%。

K₂O作为网络外体氧化物引入，其能够降低玻璃的熔制温度，但是含量较高会降低玻璃本体的各种性能，本配方中优选6～10%。

Na₂O作为网络外体氧化物引入，其能够降低玻璃熔制温度和高温黏度，但引入量过多会降低玻璃本体的物理化学性能，本配方中优选2～15%，其能够实现以下目的：（1）玻璃本体较好的物理化学性质不会受到较大影响；（2）玻璃具有较好的可制备性，降低现行工艺制备产品的难度；（3）提高后续化学钢化离子交换的效果。

Li₂O作为网络外体氧化物引入，其能够在配合料的熔化过程中产生强烈的助熔作用，本配方中为了降低玻璃的制备难度，并且避免玻璃成分对后续的化学钢化过程产生影响，本配方中优选0～3%。