玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及玻璃材料领域，公开了一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用。本发明专利技术的玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有45‑66重量％的SiO2、10‑23重量％的Al2O3、0.01‑10重量％的B2O3、0.01‑12重量％的P2O5、10‑19重量％的Na2O、0.01‑5重量％的K2O、0.01‑5重量％的Li2O、0.01‑5重量％的CaO和0.01‑3重量％的TiO2。本发明专利技术玻璃组合物中各组分协同作用，使制得的玻璃应力松弛有效改善，具有压缩应力增强，强化深度深，抗冲击强度高等优点。适合应用于保护显示器件，尤其适用于显示器件保护盖板，如触摸屏盖板。

Glass composition and glass and its preparation and Application

The invention relates to the field of glass materials, and discloses a glass composition and glass, and a preparation method and application. With the invention of the glass composition, the glass with the total weight of the composition as a benchmark, SiO2, containing 45 66 wt% 10 23 wt% Al2O3, 0.01 10 wt% B2O3, 0.01 12 wt% P2O5, 10 19 wt% Na2O, 0.01 5 weight% K2O, 0.01 5 wt% Li2O, 0.01 5 wt% CaO and 3 wt.% TiO2 0.01. The synergistic action of each component in the glass composition of the invention can effectively improve the stress relaxation of the prepared glass, and has the advantages of compression stress enhancement, deep strengthening depth and high impact strength. It is suitable for the protection of the display, especially for the display panel, such as the touch screen cover plate.

【技术实现步骤摘要】
玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用
本专利技术涉及玻璃材料领域，具体地，涉及一种玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来显示技术的迅猛发展，液晶显示器(TFT-LCD)、低温多晶硅显示技术、OLED显示技术等高科技电子显示产品相继应运而生。显示器被广泛用作高清晰度壁挂式电视机、笔记本电脑、监视器、通讯设备、家电设计、互联网以及体育场等公共场所的电子显示器材。有机材料曾用在上述显示器件用的保护盖板，但由于材料本身的缺陷(易老化、透过率差)，并未得到广泛的应用。玻璃一直是显示技术发展中不可或缺的材料，通过化学钢化改变玻璃表面的组成可以提高玻璃的强度，使得玻璃在显示器件的保护上有了用武之地。在使用过程中，触摸屏盖板玻璃易于发生接触和摩擦，由此产生的划痕直接造成触摸屏表面粗糙，光洁度下降，影响使用效果，更有可能导致屏幕破裂；但是更有资料显示80％的显示器件的损坏是由于不小心跌落造成显示屏损坏造成的。现有技术中用于保护显示器件的玻璃组合物，经过化学强化后，难以得到改善应力松弛和压缩应力增强，强化深度深，抗冲击性强度好等综合性能优异的玻璃。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种应力松弛得到改善，强化压缩应力增强，强化深度深，抗冲击强度好等综合性能优异的玻璃用组合物和玻璃及其制备方法和应用。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有45-66重量％的SiO2、10-23重量％的Al2O3、0.01-10重量％的B2O3、0.01-12重量％的P2O5、10-19重量％的Na2O、0.01-5重量％的K2O、0.01-5重量％的Li2O、0.01-5重量％的CaO和0.01-3重量％的TiO2，其中，58重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤83重量％，8重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤15重量％，1重量％≤CaO+TiO2≤6重量％。优选地，所述玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有47-63重量％的SiO2、12-22重量％的Al2O3、1.5-8重量％的B2O3、2-10重量％的P2O5、11-16重量％的Na2O、0.5-4重量％的K2O、0.5-4重量％的Li2O、0.2-3重量％的CaO和0.5-2重量％的TiO2，其中，60重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤80重量％，10重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤14重量％，1.2重量％≤CaO+TiO2≤4重量％。更优选地，所述玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有50-62重量％的SiO2、14-20重量％的Al2O3、2-6重量％的B2O3、3-8重量％的P2O5、12-14重量％的Na2O、0.5-3重量％的K2O、0.5-2重量％的Li2O、0.5-1.5重量％的CaO和0.5-1.5重量％的TiO2，其中，60重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤77重量％，11重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤13重量％，1.4重量％≤CaO+TiO2≤3重量％。第二方面，本专利技术提供一种玻璃的制备方法，该方法包括：将玻璃用组合物依次进行混合、熔融、均化、浇注成型和退火。优选地，还包括退火后进行化学强化处理。更优选地，所述化学强化处理方法包括：强化液为纯KNO3熔液，温度为380-450℃，时间为2-10h。更进一步优选地，所述化学强化处理方法中，温度为410-450℃，时间为4-8h。第三方面，本专利技术提供了上述方法制备得到的玻璃。本专利技术制得的玻璃可以为玻璃密度2.38-2.48g/cm3，膨胀系数54×10-7-83×10-7/℃，杨氏模量60-81Gpa，压缩应力800-1100MPa，化学强化后维氏硬度620-770MPa，松弛稳定系数0.88-1。优选地，玻璃密度2.41-2.45g/cm3，膨胀系数60×10-7-76×10-7/℃，杨氏模量62-73Gpa，压缩应力900-1100MPa，化学强化后维氏硬度660-720MPa，松弛稳定系数0.92-0.97。第四方面，本专利技术提供了上述玻璃用组合物和玻璃在保护显示器件中的应用，尤其是用于显示器件的保护盖板，如触摸屏盖板。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术提供的玻璃用组合物中各组分互相作用产生影响，在进行多次试验后得到其合适的组成与含量。本专利技术的玻璃具有优异的综合性能得益于玻璃组分中SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Na2O、K2O、Li2O、CaO、TiO2之间的组合，其中：①玻璃中的SiO2被磷酸铝(由四面体配位的铝和磷构成)取代，硼原子以三配位存在，玻璃的网络结构得以改变；②由于本专利技术玻璃组分含有Na2O、K2O、Li2O，玻璃结构的特殊，适合化学强化；③在玻璃化学强化时，玻璃组分Al2O3与TiO2之间的配合，可以改善强化速度过快导致玻璃破片的问题，而改善玻璃的强化的效果，提高玻璃强化的合格率；④玻璃组分中CaO与TiO2的配合可以抑制玻璃析晶，改善玻璃稳定性，提高玻璃的耐冲击性，改善应力松弛，有助于增强压缩应力。而且，本专利技术玻璃用组合物中58重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤83重量％，8重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤15重量％，1重量％≤CaO+TiO2≤6重量％能够使玻璃的应力松弛有效改善，压缩应力增强，强化深度深，抗冲击强度高等。适合应用于保护显示器件，尤其适用于显示器件保护盖板，如触摸屏盖板。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供一种玻璃用组合物，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有45-66重量％的SiO2、10-23重量％的Al2O3、0.01-10重量％的B2O3、0.01-12重量％的P2O5、10-19重量％的Na2O、0.01-5重量％的K2O、0.01-5重量％的Li2O、0.01-5重量％的CaO和0.01-3重量％的TiO2，其中，58重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤83重量％，8重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤15重量％，1重量％≤CaO+TiO2≤6重量％。本专利技术的玻璃用组合物中，SiO2是构成玻璃骨架的成分，SiO2含量较高，耐化学性和机械强度会增加，玻璃的高温粘度增加，如果SiO2过多，就难以得到料性长的玻璃，SiO2含量较低则不易形成玻璃，应变点下降，膨胀系数增加，耐酸性和耐碱性均会下降。因此，考虑到玻璃的熔化温度、析晶上限温度、膨胀系数、机械强度、料性等性能，本专利技术中合适的SiO2含量为45-66重量％。本专利技术的玻璃用组合物中引入A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有45‑66重量％的SiO2、10‑23重量％的Al2O3、0.01‑10重量％的B2O3、0.01‑12重量％的P2O5、10‑19重量％的Na2O、0.01‑5重量％的K2O、0.01‑5重量％的Li2O、0.01‑5重量％的CaO和0.01‑3重量％的TiO2，其中，58重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)‑B2O3≤83重量％，8重量％≤Na2O‑(K2O+Li2O)≤15重量％，1重量％≤CaO+TiO2≤6重量％。

【技术特征摘要】
1.一种玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有45-66重量％的SiO2、10-23重量％的Al2O3、0.01-10重量％的B2O3、0.01-12重量％的P2O5、10-19重量％的Na2O、0.01-5重量％的K2O、0.01-5重量％的Li2O、0.01-5重量％的CaO和0.01-3重量％的TiO2，其中，58重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤83重量％，8重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤15重量％，1重量％≤CaO+TiO2≤6重量％。2.根据权利要求1所述的玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有47-63重量％的SiO2、12-22重量％的Al2O3、1.5-8重量％的B2O3、2-10重量％的P2O5、11-16重量％的Na2O、0.5-4重量％的K2O、0.5-4重量％的Li2O、0.2-3重量％的CaO和0.5-2重量％的TiO2，其中，60重量％≤(SiO2+Al2O3+P2O5)-B2O3≤80重量％，10重量％≤Na2O-(K2O+Li2O)≤14重量％，1.2重量％≤CaO+TiO2≤4重量％。3.根据权利要求2所述的玻璃用组合物，其特征在于，以该玻璃用组合物的总重量为基准，含有50-62重量％的SiO2、14-20重量％的Al2O3、2-6重量％的B2O3、3-8重量％的P2O5、12-14重量％的Na2O、0.5-3重量％的K2O、0.5-2重量％的Li2O、0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴军，李青，郑权，闫冬成，王丽红，张广涛，李俊锋，
申请(专利权)人：东旭科技集团有限公司，东旭集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11