减少在玻璃配料中所需要的硼的方法技术

提供一种生产玻璃的方法。应用钙镁硅酸盐代替用作助剂的部分或全部氧化镁，从而减少在玻璃配料操作过程中硼的用量。其附加益处是缩短了配料自由时间并降低了操作温度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Method for reducing the amount of boron needed in a glass batch

A process for producing glass is provided. Use of calcium silicate instead of as part or whole of Magnesium Oxide as an aid, thus reducing the amount of boron used in the Glass Batching process. The added benefit is that it reduces the burden free time and reduces the operating temperature.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种玻璃生产方法。具体地，本专利技术涉及的玻璃生产方法中应用氧化镁组分形成玻璃配料以减少特定玻璃组合物所需的氧化硼的量。背景在许多硼硅酸盐玻璃的生产方法中，例如在生产玻璃纤维、照明玻璃和其它玻璃的方法中，向玻璃配料中加入氧化镁组分从而减少氧化硼的需要量。通常的经验是通过加入氧化镁可以至多减少玻璃配料中氧化硼组分约一半的量。虽然这解决了玻璃生产的一个方面，但有时可能导致生产问题。一个问题是与单独应用氧化硼所形成的配料相比，所形成的玻璃配料熔融更慢，具有增加了的配料自由时间或需要更高的生产温度。这些问题导致在玻璃配料中用氧化镁代替氧化硼时的技术和经济障碍。因此仍需要改进的组合物和生产方法，所述方法允许减少氧化硼的需要量。概述本专利技术的一个目的减少在玻璃组合物中氧化硼的需要量。另一个目的是用氧化镁和其它组分代替玻璃配料中的氧化硼。还有一个目的是减少配料自由组合物的操作时间和/或降低生产氧化硼或等同组合物时的精炼温度。通过一种生产玻璃配料的方法来实现这些和其它目的，其中所述方法包括混合氧化硼、氧化镁、钙镁硅酸盐、和其它玻璃组分从而产生玻璃配料，然后熔融、精炼并形成玻璃产品。在一种实施方案中，不再需要氧化镁组分。优选实施方案的描述本专利技术的一种实施方案是由具体混合物形成的玻璃配料生产玻璃产品的方法。这种混合物通过将一定量的氧化硼化合物、一定量的钙镁硅酸盐化合物、任选量的氧化镁化合物、和一定量的其它玻璃组分混合在一起而形成，从而形成玻璃配料。然后对所形成的玻璃配料进行熔融和精炼从而产生一种玻璃组合物，而该玻璃组组合物最终形成玻璃产品。氧化硼化合物、钙镁硅酸盐化合物、任选的氧化镁化合物、和其它玻璃组分的各自用量取决于所要产生的玻璃的配方。正如这里所应用的，术语“比较玻璃配料”或“比较玻璃产品”指的是具有等量氧化物值的玻璃配料或产品，只是对于本专利技术所生产的具体玻璃产品而言，其氧化硼的当量值低于用已知的不用钙镁硅酸盐化合物的方法所生产的玻璃产品，正如这里所描述的。已经出人意料地发现，通过应用这里所描述的钙镁化合物，需要比已知方法中用量更少的硼即可达到相同的结果。另外出人意料地发现，在应用氧化镁化合物来减少针对特定目的所需的硼量的方法中，应用具体的硅酸镁化合物进一步减少了达到所述结果所需要的氧化镁的量。在一种优选的方法中，所述氧化镁化合物的用量被减少至约为零。进一步出人意料地发现，通过本专利技术方法生产的最终玻璃产品中的硼的作用高于仅在生产方法中起作用而在最终产品特性中不起作用的剩余杂质。在一种优选实施方案中，本方法形成一种玻璃产品，该玻璃产品与比较玻璃产品相比，其氧化硼至少低10wt％，但具有等同的表面特性，所述比较玻璃产品由第二玻璃配料形成，而所述第二玻璃配料通过在不存在一定量的所述钙镁硅酸盐化合物时，混合第二量的氧化硼化合物、任选第二量的氧化镁化合物、以及第二量的其它玻璃组分而生产。本专利技术的钙镁硅酸盐可以来自于天然资源或通过合成而产生。优选的钙镁化合物为在US 6,211,103B1中描述的物质。一种更优选的钙镁硅酸盐具有经验通式CaxMgySiOz，其中x和y的值分别独立地为约0.1至约0.6，而z的值平衡化合物的氧化态。本专利技术的一个优点是所形成的玻璃配料的精炼配料自由时间与比较组合物的第二玻璃配料相比少至少25％。另一个优点是在达到等同的配料自由时间的前提下，应用本专利技术所形成的玻璃配料的精炼温度比应用已知方法的比较组合物所需的精炼温度低至少50℃。在一种优选的方法中，配料自由时间等于或低于用较少氧化镁所产生的等同组合物的配料自由时间。另一个优点是精炼温度等于或低于用较少氧化镁产生的等同组合物的精炼温度。一种优选的应用是应用本专利技术的方法生产一种为连续的带状玻璃纤维的玻璃产品。下列实施例用来描述本专利技术，并不限制本专利技术。实施例形成E-型玻璃纤维的玻璃配料，其中白云石或含白云石的石灰作为MgO源而加入，从而减少作为B2O3源的硼砂的量，从而得到针对化学耐久性的一组测量值。在组成相同的条件下形成第二配料，只是用一定量的钙镁硅酸盐代替一定量的白云石或含白云石的石灰。所述钙镁硅酸盐为Synsil硅酸盐，来源于Synsil Products Inc.，其具有如下组成氧化物组分 质量百分比CaO 24.5MgO 17.8SiO253.5Al2O33.4Fe2O30.12Na2O 0.40在保持相同的化学耐久性的条件下，应用Synsil硅酸盐的第二配料具有缩短了的配料自由时间，以及总体而言更好的熔融特性。权利要求1.一种生产玻璃产品的方法，该方法包括通过混合一定量的氧化硼化合物、一定量的钙镁硅酸盐化合物、任选量的氧化镁化合物、和一定量的其它玻璃组分形成玻璃配料，从而产生所形成的玻璃配料；然后熔融和精炼所形成的玻璃配料从而产生一种玻璃组合物；以及最后由所述玻璃组合物形成玻璃产品。2.权利要求1的方法，其中所述氧化镁化合物的量约为0。3.权利要求1的方法，其中钙镁硅酸盐具有经验通式CaxMgySiOz，其中x和y的值分别独立地为约0.1至约0.6，而z的值平衡化合物的氧化态。4.权利要求1的方法，其中所形成的玻璃产品与比较玻璃产品相比，其氧化硼至少低10wt％，但具有等同的表面特性，所述比较玻璃产品由第二玻璃配料形成，而所述第二玻璃配料通过在不存在一定量的所述钙镁硅酸盐化合物时，混合第二量的氧化硼化合物、任选第二量的氧化镁化合物、以及第二量的其它玻璃组分而生产。5.权利要求1的方法，其中与所述比较组合物的所述第二玻璃配料相比，所形成的玻璃配料的精炼配料自由时间少至少25％。6.权利要求1的方法，其中在产生等同配料自由时间的前提下，与所述比较组合物所要求的相比，所形成的玻璃配料的精炼温度低至少50℃。7.权利要求4的方法，其中配料自由时间等于或少于用较少氧化镁产生的等同组合物的配料自由时间。8.权利要求4的方法，其中精炼温度等于或低于用较少氧化镁产生的等同组合物的精炼温度。9.权利要求1的方法，其中玻璃产品是连续的带状玻璃纤维。全文摘要提供一种生产玻璃的方法。应用钙镁硅酸盐代替用作助剂的部分或全部氧化镁，从而减少在玻璃配料操作过程中硼的用量。其附加益处是缩短了配料自由时间并降低了操作温度。文档编号C03C6/02GK1511119SQ02810720 公开日2004年7月7日 申请日期2002年6月10日 优先权日2001年6月11日专利技术者J·A·霍克曼, J A 霍克曼 申请人:密执安特种矿石公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产玻璃产品的方法，该方法包括通过混合一定量的氧化硼化合物、一定量的钙镁硅酸盐化合物、任选量的氧化镁化合物、和一定量的其它玻璃组分形成玻璃配料，从而产生所形成的玻璃配料；然后熔融和精炼所形成的玻璃配料从而产生一种玻璃组合物；以及最后由所述玻璃组合物形成玻璃产品。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA霍克曼，
申请(专利权)人：密执安特种矿石公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]