一种玻璃强化溶液及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种玻璃强化溶液及其应用。所述的溶液包括硅酸钾、加强促进剂和水，所述的加强促进剂为氢氧化钾和／或磷酸钾盐类。本发明专利技术提供的玻璃强化溶液可以修复初步强化后的玻璃表面裂纹，大大改善玻璃表面的平整度，并且强化工艺简单、原料易得、价格低廉。

Glass strengthening solution and application thereof

The invention discloses a glass strengthening solution and an application thereof. The solution comprises potassium silicate, a reinforcing promoter and water, and the reinforcing promoters are potassium hydroxide and / or potassium phosphate salts. The glass strengthening solution provided by the invention can repair the surface crack of the glass after the initial strengthening, greatly improve the smoothness of the glass surface, and the strengthening process is simple, the raw material is easy to obtain and the price is low.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃的化学强化及其应用领域，尤其涉及一种可以改善初步 强化后玻璃的表面平整度、提高玻璃的抗冲击强度的溶液。本专利技术还涉及利 用上述玻璃强化溶液对初步强化后的玻璃进一 步强化的方法。
技术介绍
玻璃的表面存在大量微裂紋，容易引起应力集中而导致玻璃破裂，严重 影响了玻璃的抗张强度。为了提高玻璃的抗张强度，人们对强化工艺进行了 大量的研究。玻璃的化学强化包括高温化学强化和低温化学强化。低温化学强化由于成本低廉，在生产中得到广泛应用。它一般是指在厚度小于3mm的 浮法钠4丐玻璃表面喷涂或将其浸入硝酸钾等熔盐中一段时间，以增加玻璃的 机械强度和热稳定性。低温化学强化的原理是将玻璃浸入或在其表面喷涂硝酸钾的熔盐，时 间从几十分钟到几十个小时，玻璃中的Na+和熔盐中的K+离子，发生离子交 换，由于K+离子的半径比Na+离子大，K+代替玻璃中的Na+离子，使表面"挤 塞"膨胀，产生应力，使玻璃增强。现有的玻璃化学强化工艺中， 一般使用的强化组合物是在硝酸钾和/和亚 硝酸钾的熔盐中加入0. 5 %的石友酸钾，或者加入0. 02 %的磷酸钾和0. 2 %的 氧化铝，虽然能够提高玻璃的强度，但是强化工艺需要较长的时间，强化后 的玻璃表面有微小裂紋，玻璃表面不平整，因而抗冲击能力較低。因而需要寻求一种玻璃强化溶液，其可以修复上述强化后的玻璃表面裂 紋，有效改善玻璃表面的平整度，强化工艺简单。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增加玻璃强度的玻璃强化溶液，其可以修复 初步强化后的玻璃表面裂紋，有效改善玻璃表面的平整度，强化工艺简单。本专利技术的另 一 目的是提供利用上述玻璃强化溶液的对初步强化后的玻璃 进一步强化的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术的专利技术人经过大量的研究及创造性的劳动 设计出了一种成本低廉、制备方法简单且能显著增加玻璃强度的玻璃强化溶液。所述的玻璃强化溶液以重量百分比计包括下述组分硅酸钾 10%-80%加强促进剂 2%-10°/。 余量为水。 所述加强促进剂为氪氧化钾或/和磷酸钾盐类。所述加强促进剂优选为氢氧化钾和磷酸钾盐类的混合物，其中氬氧化钾 g加强促进剂的1-20wt%,磷酸钾盐类占加强促进剂的80-99wt%。所述磷酸钾盐类为磷酸钾、焦磷酸钾和磷酸钾的水合物中的一种或其中 几种的混合物。一种利用所述的玻璃强化溶液增加玻璃强度的方法，其特征在于包括 以下步骤将玻璃浸入温度为40-8(TC的玻璃强化溶液中30-120分钟，取出，清洗 至玻璃表面无残留物，干燥即可。所述的玻璃为按照常规工艺强化的钠钓浮法玻璃，常规工艺是指将钠钙 浮法玻璃浸入硝酸钾熔盐或含有少量催化剂的硝酸钾熔盐中。现有的玻璃强化工艺强化后的玻璃，其表面存在大量的微裂紋，不仅表 面不平整，而且这些微裂紋导致玻璃的抗冲击强度降低。专利技术人经过反复的 试验发现，硅酸钾与加强促进剂的小分子可以填充在上述强化后的玻璃微裂 紋中，在一定程度上与玻璃的硅酸盐成分键合，从而减小了大部分的微裂紋， 消除了玻璃表面的应力集中点，提高了玻璃的强度和表面平整度。利用本发 明制备的玻璃强化溶液增加玻璃强度时只需要在40-8(TC的条件下，将初步 强化的玻璃在该溶液中强化30-120分钟，即可大幅度提高玻璃的强度。实验 结果证明(表l)，使用强化液II强化后的玻璃抗沖击强度仅为20cm左右， 使用强化液ni强化后玻璃抗冲击强度为25cm左右，使用强化液IV强化后玻璃抗冲击强度为30cm左右，而经过强化液II、强化液III和强化液IV强化的玻璃 再分别经过本专利技术提供的玻璃强化液强化后，其强度均大于50cm，有的甚至 高达90cm,增幅至少达到50%,而且本专利技术的工艺简单、原料易得、伤、才各低 廉，与现有技术相比有显著的进步。具体实施方式下面通过附图和实施例来说明催化剂的制备方法及其在玻璃化学强化中 的应用。将玻璃强化液2植入到强化炉1中，然后将玻璃3分别按照实施例浸入 到玻璃强化液2中进行强化处理。实施例i-io利用强化液n、强化液in和强化液iv初步强化玻璃的方法是将钠钙浮法玻璃放入烘箱内预热至40(TC并维持15min后，将其浸泡在强化液n、强化夜m和强化液iv中，其中强化液的温度和浸泡时间分别如下强化液II:① 温度40(TC、 380°C、 450°C、 42(TC、 410°C、 390°C、 385°C、 395°C、 405°C、 430°C② 浸泡时间6小时、1 2小时、2小时、8小时、10小时、4小时、5 小时、7小时、9小时、11小时；强化液III:① 温度40(TC、 380°C、 450°C、 420°C、 410°C、 390°C、 385°C、 395°C、 405°C、 430°C② 浸泡时间6小时、1 2小时、2小时、8小时、10小时、4小时、5 小时、7小时、9小时、11小时；强化液IV:① 温度400。C、 380°C、 450°C、 420°C、 410°C、 390°C、 385°C、 395°C、 405°C、 430°C② 浸泡时间6小时、1 2小时、2小时、8小时、10小时、4小日t、 5 小时、7小时、9小时、11小时； 强化液I :实施例1-10制备的玻璃强化液； 强化液II:硝酸钾熔盐；强化液III:硝酸钾熔盐中加入碳酸钾，碳酸钾占玻璃强化液重量的0.5 %;其制备方法就是将碳酸钾加入到熔盐中加热熔解而得；强化液IV:硝酸钾熔盐中加入磷酸钾和氧化铝代替，磷酸钾占玻璃强化 液重量的0. 02 % ，氧化铝占玻璃强化液重量的0. 2 % ;其制备方法就是将磷 酸钾和氧化铝加入到熔盐中加热熔解而得。实施例1-10强化后的玻璃强度测试试验方法强化后玻璃放在测试台面 上，玻璃四周边缘3mm范围内由硬木质台板支撑，中间悬空，将直径为3cm、 重量为135g的钢球从距离玻璃高度为10cm处自由下落，以后依次上升5cm, 记录玻璃破碎时钢球自由下落的高度。测试结果见表1。实施例1玻璃强化溶液的组分含量硅酸钾47. 5wt% 加强促进剂5wt% 水 47. 5 wt%。其中加强促进剂为氢氧化钾和三水合磷酸钾的混合物，其中氢氧化钾为 加强促进剂的3. 84wt % ，三水合磷酸钾为加强促进剂96. 16 wt % ;利用上述玻璃强化溶液增加玻璃强度的方法将强化液II、强化液III和 强化液IV初步强化的钠钓浮法玻璃分别浸入温度为6(TC的上述玻璃强化溶 液中60分钟，然后清洗并干燥，即得。初步强化的钠钓浮法玻璃的强度和利用本专利技术的玻璃强化液进一步强化 后玻璃的强度见表l。实施例2玻璃强化溶液的组分含量硅酸钾10wt% 加强促进剂6wt% 水 84wt %;其中加强促进剂为氢氧化钾；利用上述玻璃强化溶液增加玻璃强度的方法将强化液n、强化液in和强化液IV初步强化的钠钙浮法玻璃分别浸入温度为8(TC的上述玻璃强化溶液中100分钟，然后清洗并干燥，即得。初步强化的钠钩浮法玻璃的强度和利用本专利技术的玻璃强化液进一步强化 后玻璃的强度见表l。实施例3玻璃强化溶液的组分含量硅酸钾70wt% 加强促进剂2wt% 水28 wt % ;其中加强促进剂为三水合磷酸钾；利用上述玻璃强化溶液增加玻璃强度的方法将强化液n、强化液m和强化液IV初步强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃强化溶液，其特征在于：所述的溶液以重量百分比计包括下述组分：　硅酸钾　１０％－８０％　加强促进剂　２％－１０％　余量为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨会良，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]