一種亮光蝕刻磨砂玻璃及其製備方法與流程
2023-05-26 10:56:11 1
本發明屬於輕工技術領域，尤其是涉及一種亮光蝕刻磨砂玻璃及其製備方法。
背景技術：
磨砂玻璃又叫毛玻璃、暗玻璃，常用於浴室、辦公室的門窗及隔斷。磨砂玻璃的一個重要特點是朦朧感，表面細膩、透光不透明，具有良好的美化裝飾效果和藝術效果，由於其不可透視，可在一定程度上保護個人隱私。磨砂玻璃是用普通平板玻璃經手工研磨、機械噴砂或氫氟酸蝕刻等方法將表面處理成均勻粗糙表面製得。手工研磨所製得的磨砂玻璃表面比較粗糙。機械噴砂雖可獲得較為細膩的表面，但由於玻璃表面結晶體被破壞使玻璃呈現白色的玻璃效果。此外，機械噴砂往往也會產生手印，難以適應高檔家庭裝修和高檔辦公家具的要求。
利用氫氟酸對玻璃進行蝕刻是儘量保留玻璃表面結晶體，實現一種亮光蝕刻磨砂玻璃的重要方法，然而由於氫氟酸對玻璃的蝕刻過於強烈，利用氫氟酸對玻璃進行蝕刻的方法製備亮光蝕刻磨砂玻璃仍是一直未能攻破的技術難關。此外，氫氟酸對玻璃蝕的副產物，即四氟化矽氣體仍未能得到有效回收。
技術實現要素：
針對當前亮光蝕刻磨砂玻璃難以製備、四氟化矽氣體未能有效回收的問題，本發明提供了一種亮光蝕刻磨砂玻璃及其製備方法。
本發明是通過以下技術實現的：
一種亮光蝕刻磨砂玻璃，所述亮光蝕刻磨砂玻璃的反光率為30％～80％，所述亮光蝕刻磨砂玻璃具有厚度為50～200nm的蝕刻層。
根據不同用途，本發明可製得50～200nm厚度蝕刻層的磨砂玻璃，磨砂表面細膩，其反光率為30％～80％，玻璃表面分布有大量的結晶體，形成一種亮光效果。本發明所製得的亮光蝕刻磨砂玻璃在陽光照射下散發出鑽石般的光澤。
一種亮光蝕刻磨砂玻璃的製備方法，該方法包括如下步驟：
1)玻璃清洗與烘乾：對待蝕刻玻璃製品進行清洗並烘乾，待用；
2)預處理：將步驟1)所得的待蝕刻玻璃製品浸入鹼性水溶液中，浸漬完畢，取出並以水洗去該玻璃製品表面的鹼性水溶液，晾乾；
3)蝕刻處理：將步驟2)所得待蝕刻玻璃製品浸入蝕刻液中，蝕刻完畢，取出，即得蝕刻玻璃製品初品；
4)後處理：將步驟3)所得蝕刻玻璃製品初品浸入清洗液中進行酸鹼中和，酸鹼中和完畢，以水對該玻璃製品表面進行淋洗後，晾乾，即得亮光蝕刻磨砂玻璃。
在本發明中，玻璃製品表面清潔的乾淨與否將影響著後道的預處理、蝕刻處理。發明人在工業清洗劑輔助下進行清洗，使玻璃表面的油、蠟質等雜物得以清除。
傳統上採用蝕刻層製備磨砂玻璃是將平板玻璃直接浸入氫氟酸蝕刻液中完成，蝕刻過程不具有方向性，難以在玻璃的表面形成較大數量且規整排列的結晶體。與傳統的玻璃氫氟酸蝕刻工藝不同，本發明增加了一道預處理工藝，該預處理工藝的作用是利用鹼劑對玻璃表面的二氧化矽進行微腐蝕，微腐蝕點在玻璃表面大量分布，在後道蝕刻液的作用下，微腐蝕點得到了進一步的加強，從而實現在玻璃的表面形成較大數量且規整排列的結晶體。玻璃表面結晶體的大量形成，使其反光率得到大幅度提高，形成一種亮光效應。
優選地，步驟2)所述鹼性水溶液的溫度為50～60℃，浸漬時間為5～30min。
優選地，所述鹼性水溶液為濃度為200～400g/l的氫氧化鈉水溶液或濃度為150～400g/l的氫氧化鉀水溶液。
優選地，所述蝕刻液由如下重量份的原料混合併陳化而成：氟化氫氨3～5份、硫酸鋇3～5份、鹽酸15～20份、硫酸10～15份、水80～120份、工業乙醇10～30份、乙丁醚5～15份、四氫呋喃3～5份。
傳統上，蝕刻液一般包括如下重量份的原料：氟化氫銨8.5～12份、硫酸銨2.5～3份、硫酸鉀2.5～3份、氟化鈣2.5～3份、硫酸8.5～12份、水60～75份，在以上原料中，氟化氫銨為主要活性成份。在本發明中，發明人降低氟化氫銨的比例對預處理後的玻璃製品進行蝕刻，通過降低蝕刻速度在玻璃表面形成較大的結晶體。氟化氫銨對玻璃的蝕刻反應是一個非平衡的反應。伴隨著蝕刻反應，有大量的四氟化矽氣體產生並釋放。四氟化矽氣體是無色、有毒、有刺激性臭味的氣體，易潮解，在潮溼空氣中可產生濃煙霧，對環境、人體有重大的影響。在本發明中，發明人經反覆實驗，特別在蝕刻液中加入工業乙醇、乙丁醚和四氫呋喃實現了對大部分四氟化矽的回收，減少了四氟化矽氣體的釋放。此外，四氟化矽在蝕刻液的存在也降低了氟化氫銨對玻璃的蝕刻速率，也有利於玻璃表面結晶體的形成。
優選地，陳化的時間為6～12小時。
優選地，所述鹽酸的質量百份比濃度為31％～33％。
優選地，所述蝕刻液的溫度為10～35℃，蝕刻的時間為10～20min。
優選地，所述清洗液為濃度為20～50g/l的氫氧化鈉水溶液。
本發明公開的一種亮光蝕刻磨砂玻璃及其製備方法，其有益效果在於：
(1)本發明亮光蝕刻磨砂玻璃磨砂表面細膩，其反光率為30％～80％，在陽光照射下散發出鑽石般的光澤；
(2)採用鹼劑對玻璃表面的二氧化矽進行微腐蝕，微腐蝕點在玻璃表面大量分布，在後道蝕刻液的作用下，微腐蝕點得到了進一步的加強，從而實現在玻璃的表面形成較大數量且規整排列的結晶體。玻璃表面結晶體的大量形成，使玻璃表面反光率得到大幅度提高，形成一種亮光效應；
(3)蝕刻液中加入工業乙醇、乙丁醚和四氫呋喃實現了對大部分四氟化矽的回收，減少了四氟化矽氣體的釋放，降低了對環境、人體的影響；
(4)本發明亮光蝕刻磨砂玻璃的製作成品率高、質量穩定、省工省時、工藝簡單易操作、有顆粒感、不粘手印。
附圖說明
圖1是本發明的亮光蝕刻磨砂玻璃效果圖。
具體實施方式
為進一步闡述本發明的實質內容，下面對本發明的具體實施方式進行詳細闡述，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
實施例1
本實施例一種亮光蝕刻磨砂玻璃，其反光率約為80％，蝕刻層厚度約為200nm。本實施例的亮光蝕刻磨砂玻璃製備步驟如下：
1)玻璃清洗與烘乾：利用工業清洗劑溶液(5wt％)對長為1m、寬為1m的長方形待蝕刻玻璃製品進行清洗，隨後將清洗後的待蝕刻玻璃製品置於60℃條件下烘乾，待用；
2)預處理：將步驟1)所得的待蝕刻玻璃製品浸入溫度為60℃的氫氧化鈉水溶液中，氫氧化鈉水溶液的濃度為400g/l，浸漬時間為30min，浸漬完畢，取出並以水洗去該玻璃製品表面的氫氧化鈉水溶液，晾乾；
3)蝕刻液的配置：稱取並混合氟化氫氨5g、硫酸鋇5g、鹽酸(質量百份比濃度為33％)20g、硫酸15g、水120g、工業乙醇30g、乙丁醚15g以及四氫呋喃5g，混合後於室溫陳化12小時後使用；
4)蝕刻處理：將步驟2)所得待蝕刻玻璃製品浸入步驟3)所配置的蝕刻液中，蝕刻液的溫度為35℃，蝕刻的時間為20min，蝕刻完畢，取出，即得蝕刻玻璃製品初品；
5)後處理：將步驟4)所得蝕刻玻璃製品初品浸入濃度為50g/l的氫氧化鈉水溶液中進行酸鹼中和，酸鹼中和完畢，以水對該玻璃製品表面進行淋洗後，晾乾，即得亮光蝕刻磨砂玻璃。
本實施例所製得的一種亮光蝕刻磨砂玻璃如圖1所示，該亮光蝕刻磨砂玻璃表面磨砂均勻光滑細膩、有顆粒感、不粘手印，在陽光照射下散發出鑽石般的光澤。
實施例2
本實施例一種亮光蝕刻磨砂玻璃，其反光率約為30％，蝕刻層厚度約為50nm。本實施例的亮光蝕刻磨砂玻璃製備步驟如下：
1)玻璃清洗與烘乾：利用工業清洗劑溶液(5wt％)對長為1m、寬為1m的長方形待蝕刻玻璃製品進行清洗，隨後將清洗後的待蝕刻玻璃製品置於60℃條件下烘乾，待用；
2)預處理：將步驟1)所得的待蝕刻玻璃製品浸入溫度為50℃的氫氧化鉀水溶液中，氫氧化鉀水溶液的濃度為150g/l，浸漬時間為5min，浸漬完畢，取出並以水洗去該玻璃製品表面的氫氧化鉀水溶液，晾乾；
3)蝕刻液的配置：稱取並混合氟化氫氨3g、硫酸鋇3g、鹽酸(質量百份比濃度為31％)15g、硫酸10g、水80g、工業乙醇10g、乙丁醚5g以及四氫呋喃3g，混合後於室溫陳化6小時後使用；
4)蝕刻處理：將步驟2)所得待蝕刻玻璃製品浸入步驟3)所配置的蝕刻液中，蝕刻液的溫度為10℃，蝕刻的時間為10min，蝕刻完畢，取出，即得蝕刻玻璃製品初品；
5)後處理：將步驟4)所得蝕刻玻璃製品初品浸入濃度為20g/l的氫氧化鈉水溶液中進行酸鹼中和，酸鹼中和完畢，以水對該玻璃製品表面進行淋洗後，晾乾，即得亮光蝕刻磨砂玻璃。
實施例3
本實施例一種亮光蝕刻磨砂玻璃，其反光率約為55％，蝕刻層厚度約為121nm。本實施例的亮光蝕刻磨砂玻璃製備步驟如下：
1)玻璃清洗與烘乾：利用工業清洗劑溶液(5wt％)對長為1m、寬為1m的長方形待蝕刻玻璃製品進行清洗，隨後將清洗後的待蝕刻玻璃製品置於60℃條件下烘乾，待用；
2)預處理：將步驟1)所得的待蝕刻玻璃製品浸入溫度為55℃的氫氧化鉀水溶液中，氫氧化鉀水溶液的濃度為250g/l，浸漬時間為15min，浸漬完畢，取出並以水洗去該玻璃製品表面的氫氧化鉀水溶液，晾乾；
3)蝕刻液的配置：稱取並混合氟化氫氨4g、硫酸鋇4g、鹽酸(質量百份比濃度為32％)17g、硫酸12g、水100g、工業乙醇20g、乙丁醚10g以及四氫呋喃4g，混合後於室溫陳化8小時後使用；
4)蝕刻處理：將步驟2)所得待蝕刻玻璃製品浸入步驟3)所配置的蝕刻液中，蝕刻液的溫度為20℃，蝕刻的時間為15min，蝕刻完畢，取出，即得蝕刻玻璃製品初品；
5)後處理：將步驟4)所得蝕刻玻璃製品初品浸入濃度為40g/l的氫氧化鈉水溶液中進行酸鹼中和，酸鹼中和完畢，以水對該玻璃製品表面進行淋洗後，晾乾，即得亮光蝕刻磨砂玻璃。
實施例4
本實施例一種亮光蝕刻磨砂玻璃，其反光率約為74％，蝕刻層厚度約為153nm。本實施例的亮光蝕刻磨砂玻璃製備步驟如下：
1)玻璃清洗與烘乾：利用工業清洗劑溶液(5wt％)對長為1m、寬為1m的長方形待蝕刻玻璃製品進行清洗，隨後將清洗後的待蝕刻玻璃製品置於60℃條件下烘乾，待用；
2)預處理：將步驟1)所得的待蝕刻玻璃製品浸入溫度為58℃的氫氧化鈉水溶液中，氫氧化鈉水溶液的濃度為350g/l，浸漬時間為25min，浸漬完畢，取出並以水洗去該玻璃製品表面的氫氧化鈉水溶液，晾乾；
3)蝕刻液的配置：稱取並混合氟化氫氨4g、硫酸鋇4g、鹽酸(質量百份比濃度為32％)18g、硫酸14g、水110g、工業乙醇25g、乙丁醚12g以及四氫呋喃4g，混合後於室溫陳化10小時後使用；
4)蝕刻處理：將步驟2)所得待蝕刻玻璃製品浸入步驟3)所配置的蝕刻液中，蝕刻液的溫度為25℃，蝕刻的時間為18min，蝕刻完畢，取出，即得蝕刻玻璃製品初品；
5)後處理：將步驟4)所得蝕刻玻璃製品初品浸入濃度為35g/l的氫氧化鈉水溶液中進行酸鹼中和，酸鹼中和完畢，以水對該玻璃製品表面進行淋洗後，晾乾，即得亮光蝕刻磨砂玻璃。