[发明专利]一种延长玻璃强化用熔盐使用寿命的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种延长玻璃强化用熔盐使用寿命的方法，属于玻璃加工技术领域。

背景技术

随着电子信息科技的不断发展，人们对于数码产品如数码相机、手机和显示器等屏幕视窗所用到的玻璃基板也不断的增加，且要求也越来越高。而对于这些玻璃基板来说，通常利用离子交换等进行化学强化处理后得到相应的钢化玻璃。与不经过强化的玻璃相比，化学强化玻璃的机械强度高、可防止对玻璃表面带来损伤等优点。因此，其应用也越来越被市场所接受。

而利用离子交换的化学强化处理是通过将玻璃中所含小离子半径金属离子如Na离子与更大离离子半径的金属离子如K离子进行置换，从而使玻璃表面产生压缩应力来提高玻璃的强度。

作为化学强化玻璃的评价方法之一，通常采用测试表面压缩应力(CS)表面。而随着强化过程的累积，由于强化熔盐中离子被玻璃中溶出的半径更小的离子所交换，而使熔盐的使用寿命下降，需要经常更换熔盐，这样就使生产成本增加，且在更换熔盐时还需停机，严重影响强化处理的效率。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，一种延长玻璃强化用熔盐使用寿命的方法，如何提高熔盐的使用寿命且保证产品具有较高的强度性能。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、将用于钢化熔盐预先经过加热处理使达到熔融状态形成熔融液；所述钢化熔盐包括硝酸钠和硝酸钾；

B、将待强化的含锂离子玻璃放入熔融液中，再向熔融液中加入磷酸钠并控制温度在350℃～400℃的条件下进行强化处理；

C、将经过强化处理的玻璃取出冷却后，得到相应的经过强化后的玻璃。

本发明中采用的玻璃含有锂离子即可，通过将磷酸钠加入熔融液后，在强化含锂离子玻璃的过程中，磷酸钠能够吸附离子交换过程中从玻璃中交换出的锂离子，使在玻璃的表面形成强化应力的同时，保证熔盐中的锂离子浓度不会太高而抑制离子交换的进行，在重复利用熔盐进行强化时仍能够达到较好的强化作用，保证熔盐能够实现多次重复利用的效果，实现提高使用寿命的效果，又能够兼具保证玻璃的强化效果。

在上述延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法中，作为优选，所述磷酸钠的加入量为钢化熔盐总重量的0.2％～0.8％。目的是为了提供磷酸根阴离子的含量，使能够更有效的吸附强化过程中从玻璃中经过离子交换出的锂离子，从而使熔融液中锂离子的浓度不至于过高或直接形成饱和状态，而降低强化过程中离子交换的能力使强化的玻璃表面强度降低。

在上述延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法中，作为优选，所述钢化熔盐中还加入磷酸钛氧钾。虽然加入的磷酸钛氧钾在900℃以下不会被分解或熔融，但本发明人发现加入该材料后，能够更有效的将从玻璃中交换出的锂离子聚集到磷酸要阴离子的周围，从而使磷酸根阴离子能够更好的吸附锂离子，保证了熔盐的重复使用能力从而达到提高使用寿命的效果，又能够提高强化的能力使在玻璃表面形成更有效的压缩应力能力。作为更进一步的优选，所述磷酸钛氧钾的加入量为钢化熔盐总重量的0.1％～0.2％。

在上述延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法中，作为优选，所述磷酸钛氧钾与磷酸钠的质量比为1：1.3～1.5。能够起到充分的吸附能力。

在上述延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法中，作为优选，步骤B中还加入石墨粉末。由于石墨本身在强化过程中不易熔化，且其具有很好的比表面，也就是说能够进一步的起到吸附作用，使能够更有效的吸附从玻璃中交换出的离子，减少熔融液中这些金属离子的浓度，而熔盐中磷酸根阴离子的半径相对较大，相比于锂离子和钠离子来说，反而不易被过多的吸附，使能够提高熔融液的整体使用寿命。作为更进一步的优选，所述石墨粉末的加入量为钢化熔盐总重量的0.05％～0.08％。

在上述延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法中，作为优选，步骤A中所述磷酸钠中重金属(以Pb计)的含量要≤0.001％；氯化物的含量要≤0.005％；As的含量0.0003％。由于重金属、氯化物和As的存在在高温熔融状态下，形成的相应离子容易进入到待强化玻璃的表面而影响玻璃的质量。因此，通过调整这些成分的含量在保证提高熔盐使用寿命时仍能够保证产品的质量。

在上述延长熔盐使用寿命的玻璃强化方法中，作为优选，步骤B中所述含锂离子玻璃选自康宁玻璃或钠钙玻璃。这些玻璃材料本身具有较好的性能，且玻璃中均含有锂离子和钠离子，更有利于形成多种表面应力层，使强化效果更好。