基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方的製作方法
2023-10-28 19:52:07 1
專利名稱：基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方的製作方法
技術領域：
本發明屬於玻璃生產技術領域，涉及一種蓋板用玻璃組成及其製備方法，可採用溢流熔融法製備，此方法生產技術成熟，產品品質高，特別使用於顯示屏的蓋板玻璃。
背景技術：
目前，TFT-IXD和OLED已經成為重要的輕薄化電子顯示產品，而手機、PDA、MP3、 GPS、平板電腦UMPC等電子產品，特別是具有觸控螢幕幕和手寫功能的顯示產品優選保護蓋板材料，能有效提高顯示效果和延長使用壽命。但是在使用過程中，會受到衝擊破損和表面劃傷的威脅，所以其耐用性方面尚需提高。針對超薄玻璃的組成與製備方法，國內外的專利公開了不同的基礎玻璃成分與製備方法，如CN200880016095. 9，公開了一種可下拉的化學強化玻璃，其主要成分按摩爾分數百分比為 64-68% 的 SiO2,8-12% 的 Al2O3,12-16% 的 Na2O, 2-5% 的 K20,0-3% 的 B2O3,4-6% 的 MgO,0-5%的CaO，用於移動電子設備中的蓋板玻璃，其含有較多的K+離子，可能阻礙化學強化的速度。
發明內容
本發明涉及一種蓋板用玻璃，具有較高的強度，優良的抗刮性能和耐磨性能，具有較高的透過率，可以進行化學強化等特點，經實驗確定其主要成分為Si02、Al203、Na20、K20、 CaOλ MgO0本發明為實現發明目的採用的技術方案是，基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，所述的玻璃各組分按質量百分比組成包括55-70%的SiO2,6-18%的Al2O3,0. 1-8%的 MgO, O. 1-8% 的 CaO, 8-17% 的 Na20,1-3% 的 K2O0使用本發明中所述的配方製備出的玻璃，降低了 K+離子含量，經試驗測試後，強度和耐化學性能等均優於普通玻璃，化學強化時間短，強度高，提高了化學強化的效率。本發明採用溢流法製備玻璃，此方法生產成本低,產品品質高,可製成超薄的玻璃片。採用硝酸鉀熔融液作為玻璃的化學強化液，強化後的玻璃強度比強化前提高了 5-10倍，玻璃表面應力可在較短時間內至少可達500MPa。
具體實施例方式基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，所述的玻璃各組分按質量百分比組成包括:55-70% 的 SiO2,6-18% 的 Al2O3,0. 1-8% 的 MgO, O. 1-8% 的 CaO, 8-17% 的 Na20,1-3% 的 K2O。上述的組分中，Na2O與K2O的總質量百分比不低於9%。上述的SiO2含量優選為60_65%。上述的Al2O3含量優選為10_15%。上述的MgO含量優選為3_6%。
上述的CaO含量優選為1_3%。上述的K2O含量優選為1. 2-2. 6%。本發明的玻璃組分中引入最多的成分是SiO2，該成分是構成玻璃骨架的成分，可以提高玻璃的耐化學性和機械強度，也可以適當調整玻璃的密度，但是含量太高，會增加玻璃的高溫粘度，使玻璃難於熔化。最佳含量為60-65%。低於或高於此範圍都不易形成玻璃， 而且耐化學性會變差，調整其含量能得到合適的熔融溫度和液相線溫度，適合玻璃的成型。Al2O3是改善玻璃化學穩定性的必要成分，本發明引入6-18%的Al2O3，可以抑制分相，提高化學強化特性。低於此範圍效果不明顯，高於此範圍液相線溫度顯著升高，不利於成型，需要調整合適的含量得到適合成型的粘度。優選含量為10-15%。Na2O主要是可以在玻璃表層與離子交換液中的K+離子置換，使玻璃達到強化的目的，另外還可以起到助熔的作用。低於8%助熔效果不明顯，高於17%對玻璃的其他性能不利。K2O主要是助熔作用，且同時引入Na2O與K2O,通過混合鹼效應，有助於降低黏度和提高玻璃的熔融性，所以選擇引入量為1_3%。另外鹼金屬還可有效的調整玻璃的熱膨脹係數， Na2O與K2O總含量不能低於9%。鹼土金屬如Ca0、Mg0、Sr0、Ba0,這些鹼土金屬為玻璃提供各種性能,這些性能對於熔融、澄清、成型和最終的應用都很重要。因為含Sr和Ba的玻璃比重大，不符合輕質化要求，故不採用。CaO含量高的玻璃耐酸性強，密度低和彈性模量高，但是超過一定量會使玻璃發生失透，所以本發明選取了 O. 1-8%。MgO具有與CaO類似的性質，過高的含量會導致玻璃失透，所以其含量範圍為O. 1-8%。另外Ca0、Mg0起助熔作用的同時還可以提高玻璃的穩定性，過多的Ca2+、Mg2+可能會阻止離子交換過程中鹼離子的移動。優選CaO範圍是1_3%， MgO的優選範圍是3-6%。發明在實施時，測試樣品製備步驟為稱量-混合-熔融-攪拌-均化-成型-退火-加工-性能測試。具體步驟將幾種組分按照重量百分比稱量後，充分混合均勻，再將混合料倒入鉬銠坩堝中，在1550-1650°C下保溫10-16h ;熔化過程中添加化學澄清劑，並使用鉬金棒攪拌，幫助排出氣泡並使玻璃液澄清均化，然後將熔制好的玻璃液降溫至成型所需要的溫度範圍，製作出所需要的玻璃板厚度，最後對玻璃的理化性能進行測試。理化性能測試包括密度、熱膨脹係數、液相線溫度等。表I提供了 6組實施例配比以及性能測試分析。表I:
序號實施例I實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6SiO270556665. 96860Al2O3111815. 914616Na2O17118121515K2OI322I. 22. 6MgOO. I7. 986I. 82CaOO. 95. IO. IO. I84. 4密度(g/cm3)2.4232. 4702.4512. 4292. 5022. 482軟化點825850845830840835退火點588595586620584590應變點540550548590545560膨脹係數(X10_7/°c)92. 381. 380. 276. 794. 487. 權利要求
1.基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的玻璃各組分按質量百分比組成包括:55-70% 的 SiO2,6-18% 的 Al2O3,0. 1-8% 的 MgO,O. 1-8% 的 CaO,8-17% 的 Na20,1-3% 的 K2O。
2.根據權利要求I所述的基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的組分中，Na2O與K2O的總質量百分比不低於9%。
3.根據權利要求I所述的基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的SiO2含量優選為60-65%。
4.根據權利要求I所述的基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的Al2O3含量優選為10-15%。
5.根據權利要求I所述的基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的MgO含量優選為3-6%。
6.根據權利要求I所述的基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的CaO含量優選為1-3%。
7.根據權利要求I所述的基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，其特徵在於所述的K2O含量優選為1. 2-2. 6%。
全文摘要
基於溢流熔融法製備的蓋板用的玻璃配方，經實驗確定其主要成分為SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO，具有較高的強度，優良的抗刮性能和耐磨性能，具有較高的透過率，可以進行化學強化。使用本發明中所述的配方製備出的玻璃，經試驗測試後，強度和耐化學性等均優於普通玻璃，本發明採用溢流法製備玻璃，此方法生產成本低，產品品質高，可製成超薄的玻璃片。採用硝酸鉀熔融液作為玻璃的化學強化液，強化後的玻璃強度比強化前提高了5-10倍，表面應力至少可達500MPa。
文檔編號C03C3/087GK102584005SQ20111042945
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者侯建偉, 劉文泰, 張廣濤, 李俊鋒, 李兆廷, 李英春, 李震, 田穎 申請人:東旭集團有限公司