一种含碱高应变点玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术一种含碱高应变点玻璃及其制备方法，在满足离子交换化学钢化的条件下，玻璃的应变点温度高，应用范围广。本发明专利技术在满足玻璃透光率，电阻率，膨胀系数，机械强度等性能的条件下，玻璃熔制澄清温度比其他方法低80～140℃，熔制效率提高约5％以上。同时本发明专利技术还可避免因玻璃质量变动、碎玻璃使用等而引起的玻璃事故的发生。本发明专利技术所述的玻璃熔制温度低，能耗低，成本低，生产效率高，节能环保，适于低成本大批量生产，产品附加值高；能够在较低熔制温度下熔制制备应变点高，碎玻璃使用范围宽，使用量大，玻璃熔制时间短，适于化学强化的薄板玻璃。

Alkali containing high strain point glass and preparation method thereof

The invention relates to an alkali containing high strain point glass and a preparation method thereof. Under the condition that the ion exchange chemical tempering is satisfied, the strain point temperature of the glass is high, and the application range is wide. Under the condition that the transmittance, the resistivity, the coefficient of expansion and the mechanical strength of the glass are satisfied, the glass melting and clarification temperature is lower by 80~140 DEG C than the other methods, and the melting efficiency is improved by more than 5%. At the same time, the invention can avoid glass accidents caused by glass quality change and broken glass use. The glass melting temperature of the low, low energy consumption, low cost, high production efficiency, energy saving and environmental protection, low cost and suitable for mass production, high value-added products; in a low melting temperature melting system by high strain point, use a wide range of broken glass, with a large amount of glass the melting time is short, suitable for thin glass chemical reinforcement.

【技术实现步骤摘要】
一种含碱高应变点玻璃及其制备方法
本专利技术涉及一种高应变点玻璃的制备方法，具体为一种含碱高应变点玻璃及其制备方法。
技术介绍
随着如今手机、平板电脑、PDA等电子产品的迅速普及，对高性能显示材料的需求也日益增长。显示器作为信息显示的终端，在信息社会建设中起着非常重要的作用。目前出现的显示器主要有TFT-LCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay)，PDP(PlasmaDisplayPanel)以及OLED等。而LTPS-TFT–LCD显示器是当下市场占有最大的。低温多晶硅技术LTPS(LowTemperaturePoly-silicon)最初是日本北美的技术企业为了降低Note-PC显示屏的能耗，令Note-PC显得更薄更轻而研发的技术，大约在九十年代中期这项技术开始走向试用阶段。由LTPS衍生的新一代有机发光面板OLED也于1998年正式走上实用阶段，它的最大优势在于超薄、重量轻、低耗电，可以提供更艳丽的色彩和更清晰的影像，具有高分辨率、反应速度快、高亮度、高开口率等优点。而开发一种具有抗划伤性和抗冲击性能的材料来对这些平板显示产品的屏幕表面十分重要。显示器防护玻璃具有以下几点要求：(1)较高的应变点(2)低的线膨胀系数(3)良好的化学稳定性(4)较低的成本。本专利技术制备的含碱高应变点玻璃完全能够满足以上几点要求。CN102417301A公开了一种进行化学强化的高碱高铝硅酸盐玻璃组合物，该玻璃组合物适合于用浮法、溢流下拉等成型方法生产各种平板玻璃。所述玻璃经化学强化处理后，在玻璃表面形成的压应力在300MPa以上；压应力层的厚度在40μm以上，可作为显示产品屏幕表面保护用玻璃材料。该玻璃组合物以摩尔百分比表示包含：SiO264.5～73，Al2O36.5～11.5，B2O30～2，Na2O13～19，K2O0.3～1.2，MgO3.5～7.2，ZnO0.05～2.5，TiO20.05～1，Y2O30～0.6，Ga2O30～0.4，GeO20～1.2，SnO20～0.15。但其制得的玻璃应变点较小且熔制温度达到1650～1715℃，不利于大规模生产。CN103269988A公开了一种制造适用于LTPS-TFT用的玻璃基板的方法。能够在不损害生产率的情况下，制造出具有能够抑制像素的间距偏差程度的热收缩率小玻璃基板。该方法包括以下步骤：(1)熔解步骤，以所制造的玻璃基板中SrO及BaO的质量百分比之和小于8，且该玻璃基板具有675℃以上的应变点的方式调合原料进行熔解；(2)成型步骤，通过溢流下拉法由熔解的熔解玻璃成型出玻璃带；(3)冷却步骤，对成型得到的玻璃带进行冷却。该方法中Al2O3的加入量高于10％，玻璃熔制粘度大，澄清困难，熔制温度高，时间长。CN200410010370.X提出了一种超薄玻璃生产中碎玻璃的使用方法，该方法是对于同一批次生料使用同一批次产出的碎玻璃，碎玻璃的用量为需生产玻璃总量的20-30％。本专利技术可避免因玻璃质量变动、碎玻璃使用等而引起的玻璃事故的发生。但是该方法所用碎玻璃的种类和来源限制比较大，对整个生产来说，不能起到有效的提高产品合格率的效果。旭硝子株式会社(CN105384335A.无碱玻璃)提供了一种具有高应变点、并且显示出可控的蚀刻速率的无碱玻璃的制备方法。本专利技术的无碱玻璃具有可控的蚀刻速率，应变点高，热膨胀系数低，比重低。该玻璃适合在中小型的LED、OLED、特别是移动终端、数码照相机、手机等便携式显示器的领域中使用。尽管该专利中玻璃的应变点可以高达730℃，但其熔制温度同样升高至1800℃，高的熔制温度对于传统的耐火材料和成型设备是不能达到要求的，其规模化生产受到极大限制。CN101531458A及CN200610105211.7提供了一种生产无碱铍铈锌硼硅酸盐玻璃料配方。该玻璃在500～600nm的波长中，玻璃的光透过率大于96％；抗弯强度大于110MPa；热膨胀系数为29～39×10-7/℃；液相线温度低于1250℃，密度小于2.55g/cm3。玻璃适合平板显示器玻璃基板。该专利中所用的玻璃系统为无碱玻璃，膨胀系数低。但是不能用于薄板玻璃的化学强化，玻璃的强度达不到化学钢化玻璃使用的强度和硬度要求。CN104326664A公开了一种含有氧化锗和氧化稼的铝硅酸盐玻璃的制备方法。所述的玻璃中各化学组分的质量分数含量限定为SiO250～70％，Al2O310～25％，Na2O10～20％，K2O0～3％，B2O30～5％，GeO21～5％，GaO20.1～3％，SnO20～0.2％。利用该配方通过在高碱铝硅酸盐玻璃中加入一定量的氧化锗和氧化稼，再通过溢流下拉法生产的玻璃基板，经化学强化处理后的强化玻璃基板具有高的机械强度，且玻璃基板难以挠曲、良好的耐化学性、低密度、适宜的膨胀系数、高的杨氏模量，可作为显示产品的屏幕表面保护用玻璃材料。该方法所生产的玻璃碱金属含量高应变点低于550℃，加入的GaO2和GeO2含量较低，完全起不到改善玻璃应变点的效果。CN201280006759.X和CN201380006811.6太阳能电池用玻璃基板及使用该玻璃基板的太阳能电池。该专利所用的玻璃组分含有如下成分：60～75％的SiO2、1～7.5％的Al2O3、0～1％的B2O3、8.5～12.5％的MgO、1～6.5％的CaO、0～3％的SrO、0～3％的BaO、0～3％的ZrO2、0～3％的TiO2、1～8％的Na2O、2～12％的K2O；MgO+CaO+SrO+BaO为10～24％、Na2O+K2O为5～15％、MgO/Al2O3为1.3以上、(2Na2O+K2O+SrO+BaO)/(Al2O3+ZrO2)为3.3以下、Na2O/K2O为0.2～2.0、Al2O3≥-0.94MgO+11、CaO≥-0.48MgO+6.5；玻璃化温度为640℃以上，50～350℃下的平均热膨胀系数为70×10-7～90×10-7/℃，粘度达到104dPa·s时的温度(T4)为1230℃以下，粘度达到102dPa·s时的温度(T2)为1650℃以下，所述T4和失透温度(TL)的关系为T4-TL≥-30℃，密度为2.7g/cm3以下。藉此，能够提供平衡性良好地满足高发电效率和高玻璃化温度、规定的平均热膨胀系数、高玻璃强度、低玻璃密度、平板玻璃生产时的熔化性、成形性、防失透特性的CIGS太阳能电池用玻璃基板及使用该玻璃基板的太阳能电池。所属专利含有大量难容的ZrO2和Al2O3，熔制温度高，玻璃的透光性能较差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种应变点温度高，熔制温度低，熔化效率高，膨胀系数低，机械强度高的含碱高应变点玻璃及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种含碱高应变点玻璃的制备方法，包括如下步骤，步骤1)，按照原料质量分数，准确称量38.0～43.4％的石英砂，0.4～0.8％的硼酸，0.3～0.6％的硼砂，0.1～1.5％的碳化硅，9.0～14.0％的氧化镓，10.0～13.0％的碳酸锂，1.5～3.5％的硝酸锂，2.1～3.5％的碳酸钠，0.5～1.5％的氯化钠，0.2～0.8％的碳酸钙，1.5～2.5％的磷酸钙，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含碱高应变点玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1)，按照原料质量分数，准确称量38.0～43.4％的石英砂，0.4～0.8％的硼酸，0.3～0.6％的硼砂，0.1～1.5％的碳化硅，9.0～14.0％的氧化镓，10.0～13.0％的碳酸锂，1.5～3.5％的硝酸锂，2.1～3.5％的碳酸钠，0.5～1.5％的氯化钠，0.2～0.8％的碳酸钙，1.5～2.5％的磷酸钙，4.5～6.5％的碱式碳酸镁，0.8～1.5％的碳酸锶，0.3～4.5％的氧化铍，0.16～0.5％的氯化锡，13.0～17.5％的碎玻璃；步骤2)，将称量的原料依次放入混料机中，混合至均匀度大于98％后形成配合料；步骤3)，将配合料的一半加入已经升温至1450℃的铂金坩埚中；然后，通过15～30min升温至1550～1600℃，并保温30min后，再将剩余配合料加入铂金坩埚中，并通过15～30min升温至1550～1600℃，保温240～420min后，通过30min将炉温从1550～1600℃降温至1420～1450℃，采用搅拌桨对玻璃液进行搅拌1～2h，搅拌过程中温度保持在1420～1450℃；步骤4)，通过30min将炉温从1420～1450℃降温至1320℃，并保温30min；步骤5)，将1320℃的玻璃液倒入620℃的模具中，成形为厚度0.5～1mm的玻璃薄片；步骤6)，将成形的玻璃薄片放入760～795℃退火炉中，保温30～60min；步骤7)，按照1～3℃/min的降温速度降温至室温，即得含碱高应变点玻璃。...

【技术特征摘要】
2017.03.23 CN 20171017971281.一种含碱高应变点玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1)，按照原料质量分数，准确称量38.0～43.4％的石英砂，0.4～0.8％的硼酸，0.3～0.6％的硼砂，0.1～1.5％的碳化硅，9.0～14.0％的氧化镓，10.0～13.0％的碳酸锂，1.5～3.5％的硝酸锂，2.1～3.5％的碳酸钠，0.5～1.5％的氯化钠，0.2～0.8％的碳酸钙，1.5～2.5％的磷酸钙，4.5～6.5％的碱式碳酸镁，0.8～1.5％的碳酸锶，0.3～4.5％的氧化铍，0.16～0.5％的氯化锡，13.0～17.5％的碎玻璃；步骤2)，将称量的原料依次放入混料机中，混合至均匀度大于98％后形成配合料；步骤3)，将配合料的一半加入已经升温至1450℃的铂金坩埚中；然后，通过15～30min升温至1550～1600℃，并保温30min后，再将剩余配合料加入铂金坩埚中，并通过15～30min升温至1550～1600℃，保温240～420min后，通过30min将炉温从1550～1600℃降温至1420～1450℃，采用搅拌桨对玻璃液进行搅拌1～2h，搅拌过程中温度保持在1420～1450℃；步骤4)，通过30min将炉温从1420～1450℃降温至1320℃，并保温30min；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仲军，杨国洪，王答成，兰静，周杨，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61