一种具有较低表面张力的高黏度玻璃制造技术

本发明专利技术涉及一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO

【技术实现步骤摘要】
一种具有较低表面张力的高黏度玻璃


[0001]本专利技术为玻璃生产制造领域，具体涉及一种具有较低表面张力的高黏度玻璃。

技术介绍

[0002]熔融玻璃液表面层的质点受到内部质点的作用而趋向于熔体内部，使表面具有收缩的趋势，即玻璃液表面分子存在着作用力，称之为表面张力。较低黏度的普通钠钙硅玻璃的表面张力约为325 mN/m，较高黏度的几种玻璃如高硼硅玻璃的表面张力约为405 mN/m，显示行业用盖板玻璃的表面张力约为390 mN/m，这两种都比较大。
[0003]玻璃的表面张力在玻璃的生产过程中具有举足轻重的作用，对玻璃的澄清、均化、成形和玻璃液与耐火材料的相互作用等方面都有很大的影响。玻璃熔化澄清时，表面张力影响气泡的排出。较大表面张力的玻璃液可以促使微小气泡溶解于玻璃，而对于难溶于玻璃液的较大气泡反而会起到抑制作用；对于高黏度玻璃液，较大气泡更难自由运动到玻璃液表面排出，形成玻璃气泡缺陷从而影响玻璃质量。
[0004]武汉理工大学的段光申老师研究发现：表面张力越小，玻璃液的澄清效果越好。玻璃液的均化主要是消除条纹和不均匀体，较低的表面张力更有利于玻璃液的均化。玻璃成形主要依靠表面张力的作用，表面张力可以帮助获得圆柱形玻璃器件。
[0005]目前玻璃向更薄、更大、更智能化的趋势发展，我国玻璃的生产方式主要是浮法，在浮法玻璃摊薄的过程中，拉边机需要克服的主要是表面张力引起的玻璃收缩（玻璃的浮抛过程是重力和表面张力共同作用的结果）；因此，玻璃的表面张力对玻璃的化学稳定性、力学性能及工业生产过程等都有很大的影响。此外，在生产中，玻璃的熔化、澄清、均化、供料、成形、退火等工艺过程的温度制度，一般都是以其对应的黏度为依据制定的，对于高黏度玻璃来说，熔融温度、退火温度都比较高，澄清均化困难，抛光区难拉薄，产线能源消耗较大；所以，如何找到一种玻璃配方提升高黏度玻璃液的熔融澄清效果，减少产线能源消耗成为此种玻璃产业化迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有表面张力大的高黏度玻璃体系（高硼硅玻璃及高铝盖板玻璃等）难熔融、澄清均化困难，浮法成型中摊薄耗能高等问题,提供一种具有较低表面张力的高黏度玻璃；该玻璃配方能有效提高玻璃熔融过程的澄清均化质量，降低玻璃浮抛过程的工艺难度和能源消耗，且该化学组成的玻璃制备工艺简单，易于实现。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 54~62 wt%、B2O
3 7.6~13 wt%、Al2O
3 14~19 wt%、V2O
5 0.15~0.3 wt%、CaO 1.9~4.5wt%、SrO 5~6wt%、Ga2O
3 0.1~1.8 wt%、MgO 1.5~3.5wt%、SnF
2 0.05~0.2 wt%、Sb2O
3 0.1~0.2 wt%、CaSO
4 0.9~1.4 wt%；其中：
SiO2和B2O3为玻璃网络形成体氧化物，其总量控制在61～73%；MgO、Al2O3和Ga2O3为网络中间体氧化物，其总量控制在15～24%；B2O3为玻璃网络形成体与金属氧化物V2O5和Sb2O3构成了表面活性剂，其三者的总量控制在8%～13.4%；SnF2、Sb2O3、CaSO4为澄清剂，其总量控制在1～1.9%。
[0008]进一步，所述一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 54~56 wt%、B2O
3 11~12 wt%、Al2O
3 18~19 wt%、V2O
5 0.15~0.18 wt%、CaO 3.9~4.2wt%、SrO 5.5~6wt%、Ga2O
3 1.2~1.8 wt%、MgO 2.5~3.3wt%、SnF
2 0.15~0.19 wt%、Sb2O
3 0.15~0.2 wt%、CaSO
4 0.9~1 wt%。
[0009]进一步，所述一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 56~58 wt%、B2O
3 8.5~11 wt%、Al2O
3 17~18 wt%、V2O
5 0.18~0.2 wt%、CaO 4.2~4.5wt%、SrO 5~5.5wt%、Ga2O
3 0.5~1 wt%、MgO 2.1~3wt%、SnF
2 0.18~0.2 wt%、Sb2O
3 0.1~0.15 wt%、CaSO
4 0.9~1.2 wt%。
[0010]进一步，所述一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 58~60 wt%、B2O
3 7.6~8.5 wt%、Al2O
3 14~16 wt%、V2O
5 0.2~0.26 wt%、CaO 1.5~2.8wt%、SrO 5~6wt%、Ga2O
3 0.8~1.2 wt%、MgO 1.5~3.5wt%、SnF
2 0.05~0.19 wt%、Sb2O
3 0.1~0.2 wt%、CaSO
4 1 ~1.4 wt%。
[0011]进一步，所述一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 60~62 wt%、B2O
3 9.6~12.5 wt%、Al2O
3 16~17 wt%、V2O
5 0.25~0.3 wt%、CaO 2.8~3.9wt%、SrO 5~5.5wt%、Ga2O
3 0.1~0.5 wt%、MgO 3~3.5 wt%、SnF
2 0.05~0.1 wt%、Sb2O
3 0.1~0.15 wt%、CaSO
4 0.9~1.2 wt%。
[0012]玻璃的组成决定玻璃的性质，凡是影响玻璃质点间相互作用的因素都会直接影响熔体的表面张力；下面对本专利技术中各组分作用机理进行说明：SiO2作为玻璃网络形成体，Si原子的sp3杂化轨道构成了硅酸盐基本结构单元[SiO4]；一般来说O/Si比值越小，熔体中的复合阴离子基团越大，电荷与半径比值变小，相互作用力越小，所以这些基团被排挤到玻璃液表层，使表面张力降低；本专利技术考虑玻璃的总体性质及降低表面张力作用，将SiO2的适宜范围定为54～62 wt%；B2O3为玻璃网络形成体，以[BO3]及[BO4]为结构单元，它能降低玻璃的表面张力，提高玻璃的化学稳定性及机械性能，在高温时还能降低玻璃黏度，起到助溶剂的作用；本专利技术B2O3的适宜范围为7.6～13 wt%；Al2O3为玻璃网络中间体，以[AlO4]四面体及[AlO6]八面体两种形式存在于玻璃中，其中[AlO4]四面体存在于网络结构中对断网有修补作用，增强玻璃网络结构致密性；[AlO6]八面体存在于硅氧结构网的空穴中；Al2O3能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 54~62 wt%、B2O
3 7.6~13 wt%、Al2O
3 14~19 wt%、V2O
5 0.15~0.3 wt%、CaO 1.9~4.5wt%、SrO 5~6wt%、Ga2O
3 0.1~1.8 wt%、MgO 1.5~3.5wt%、SnF
2 0.05~0.2 wt%、Sb2O
3 0.1~0.2 wt%、CaSO
4 0.9~1.4 wt%。2.根据权利要求1所述一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 54~56 wt%、B2O
3 11~12 wt%、Al2O
3 18~19 wt%、V2O
5 0.15~0.18 wt%、CaO 3.9~4.2wt%、SrO 5.5~6wt%、Ga2O
3 1.2~1.8 wt%、MgO 2.5~3.3wt%、SnF
2 0.15~0.19 wt%、Sb2O
3 0.15~0.2 wt%、CaSO
4 0.9~1 wt%。3.根据权利要求1所述一种具有较低表面张力的高黏度玻璃，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：SiO
2 56~58 wt%、B2O
3 8.5~11 wt%、Al2O
3 17~18 wt%、V2O
5 0.18~0.2 wt%、CaO 4.2~4...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，马立云，韩娜，曹欣，赵凤阳，崔介东，单传丽，倪嘉，仲召进，刘灿，杨勇，李金威，李常青，周刚，单发勇，秦旭升，王雷萌，郝志云，
申请(专利权)人：中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：