[发明专利]一种高强度玻璃材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于玻璃制品技术领域，具体地，涉及一种高强度玻璃材料及其制备方法。

背景技术

印刷电路板为电子产品中不可或缺的组件，现有印刷电路板的基板大多为铜箔基板，该铜箔基板的主要原料为铜箔和玻纤布，其中，玻纤布是由玻璃纤维经织布机织成，且依厚度可区分为厚布、薄布、超薄布或特殊规格的布种等，随着电子产业的精进，各种电子产品逐渐朝轻薄短小、多功能、高速及高频化方向发展，使得电子产品内所使用的印刷电路板必须具备更低的热膨胀系数与更高的强度，玻璃材料需具备预定的电气特性及确保其结构强度，才能使生产出的玻璃纤维能符合印刷电路板的需求，因此，本领域的技术人员纷纷对玻璃的成份或比例进行改良，以有效提高玻璃材料的结构强度，期能研发出一款更适合应用于印刷电路板的玻璃材料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高强度玻璃材料及制备方法。

根据本发明一方面提供的一种高强度玻璃材料，所述的高强度玻璃材料由三部分组成，分别为基础材料、强度强化材料和助熔材料，所述基础材料、硬度强化材料的重量分别占所述玻璃材料重量的40-50％、17-24％，余量为助熔材料；

其中，所述基础材料成分为二氧化硅，所述强度强化材料能够增强玻璃材料的强度，包括如下重量份数的原料：纳米二氧化锆2-9份、氧化铝18-25份、硫化钴1-4份、纳米银1-5份；

其中，所述助熔材料能降低玻璃熔化时的粘性，包括如下重量份数的原料：氧化硼20-27份、醋酸铜2-6份。

优选地，所述纳米银为纳米银棒、纳米银线、纳米银球中的一种或几种的混合。

优选地，所述纳米二氧化锆经过如下方法改性：向纳米二氧化锆中加入重量为其6-9倍的体积分数为80-90％的乙醇溶液，用盐酸溶液调节pH值为4.0-5.0，将混合液加热至60-70℃，再加入重量为纳米二氧化锆重量2-4％的硅烷偶联剂，超声波处理2-4h，过滤，收集滤饼并洗涤至中性，将滤饼干燥、研磨，得改性纳米二氧化锆。

优选地，所述超声波的频率是20-30kHz。

优选地，所述洗涤用去离子水洗涤。

优选地，所述二氧化硅为非晶态二氧化硅。

优选地，所述非晶态二氧化硅的合成方法如下：对二氧化硅粉末实施球化处理，然后不经洗涤即进行烧成即得到非晶态二氧化硅。

根据本发明的另一方面，提供一种高强度玻璃材料制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、按照权利要求1所述的量称取二氧化硅、纳米二氧化锆、氧化铝、硫化钴、纳米银、氧化硼、醋酸铜，混合均匀；

步骤二、把混合均匀后的物料加入石英坩埚中，放在高温炉中进行熔化，所述高温炉熔化温度为1050-1200℃，后逐渐升高温度至1300-1460℃，保温8-11h；

步骤三、保温完成后，在700-800℃下退火2-4h，自然冷却，即可。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的一种高强度玻璃材料，通过加入二氧化硅、纳米二氧化锆、氧化铝、硫化钴、纳米银、氧化硼、醋酸铜，制得质地均匀、力学强度优异的玻璃。本发明的制备方法简单，且制备过程中克服了常规玻璃的加工温度高的问题，节能环保，适于工业化生产。

2、本发明提供的一种高强度玻璃材料，通过调整纳米二氧化锆在玻璃材料中的比例，同时配合其他原料，提高了玻璃材料的强度。此外，由于纳米二氧化锆在玻璃材料中的体积比较其它氧化物低，故能降低玻璃材料的热膨胀系数，使得该玻璃材料较其它玻璃产品具有更低的热膨胀率。纳米二氧化锆是近年来发展较快的无机功能材料，通常状况下为白色无臭无味晶体，粒径小、比表面积大、对酸碱的稳定性好、耐腐蚀、耐高温、耐磨损、隔热性能好等特点，是重要的耐高温、耐腐蚀材料，本发明采用经过硅烷偶联剂改性处理后的改性纳米二氧化锆，提高了其在玻璃材料中的分布均匀性，另一方面使得二氧化锆分子的立方相单相结构转变为立方相和四方相的双相结构，因而改性纳米二氧化锆稳定性更强，进而可以显著提高玻璃的强度。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本

发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供的一种高强度玻璃材料，所述的高强度玻璃材料由三部分组成，分别为基础材料、强度强化材料和助熔材料，所述基础材料、硬度强化材料的重量分别占所述玻璃材料重量的50％、17％，余量为助熔材料；