用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法技术

本发明专利技术公开了用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法，所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛，所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。分子筛可以释放钾离子，削弱了熔融盐在使用过程中钾离子浓度不断降低的趋势，使得熔融盐的更换频次降低，延长了熔融盐的使用寿命，降低了生产成本。而且，分子筛中的钾离子还可以与交换到熔融盐中的钠离子进行置换，降低熔融盐中钠离子的浓度，使玻璃强化可以更容易的进行。使玻璃强化可以更容易的进行。使玻璃强化可以更容易的进行。

【技术实现步骤摘要】
用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法


[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及用于玻璃强化的组合物及其制备方法和玻璃强化方法。

技术介绍

[0002]随着社会技术的不断发展，各种电子设备层出不穷，“显示无处不在”已成为现代人类从事社会和经济活动的重要特征。目前，5G市场以及大屏智能手机已经进入了高速发展阶段，这就对显示设备的屏幕玻璃提出了更高的品质及强度需求。由于玻璃在生产、运输、储存过程易产生表面损伤以及大量存在的格里菲斯微裂纹，使得玻璃的强度大幅降低。
[0003]目前电子行业常用的玻璃强化方法为低温化学钢化，在玻璃组成中含有Na2O的情况下，将玻璃浸没在硝酸钾的熔融盐中，在浓度梯度的推动下，玻璃中的钠离子与熔融盐中的大半径钾离子互相交换，产生互扩散过程。钾离子占据了钠离子的位置而产生表面压应力，进而可以提高玻璃的强度。通常使用Cs作为评价玻璃的强化程度，Cs值这一结果通常会随着熔融盐使用时间的延长而降低，这主要是因为在离子交换过程中玻璃中溶出的钠离子会使得硝酸钾溶液被稀释，因此，当Cs值小于某个特定数值时，则会考虑将熔融盐的全部或是一部分交换为新的熔融盐，但是这具有高成本化的缺点。
[0004]因此有必要对现有的用于玻璃强化的熔融盐进行改进。

技术实现思路

[0005]专利技术人发现，在玻璃强化的过程中，熔融盐中钾离子的浓度持续降低，熔融盐中钾离子的浓度过低会导致玻璃的强化程度达不到要求，进而需要频繁的更换熔融盐。
[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于玻璃强化的组合物，所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛，所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。由此，在玻璃强化的过程中，组合物以熔融盐的形式存在。分子筛可以释放钾离子，削弱了熔融盐在使用过程中钾离子浓度不断降低的趋势，降低了熔融盐的更换频次，延长了熔融盐的使用寿命，降低了生产成本。而且，分子筛中的钾离子还可以与交换到熔融盐中的钠离子进行置换，降低熔融盐中钠离子的浓度，使玻璃强化更容易进行。
[0008]本专利技术还提供一种制备用于玻璃强化的组合物的方法，包括合成含钾元素的分子筛；和将KNO3和所述分子筛混合，其中所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。由此，通过该方法形成的组合物在使用过程中，可以释放钾离子，减慢了钾离子含量降低的趋势，降低了熔融盐的更换频次，延长了组合物形成的熔融盐的使用寿命。而且，分子筛中的钾离子可以与熔融盐中的钠离子进行置换，降低置换到玻璃外的钠离子的浓度，使玻璃强化更容易的进行。此外，该方法还具有操作简单、成本低、生产效率高的优点。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，由该方法制备的用于玻璃强化的组合物具有前文所述的用于玻璃强化的组合物所具有的全部特征和优点，在此不再赘述。
[0010]本专利技术还提供一种玻璃强化方法，包括使用前文所述的组合物或者前文所述方法制备得到的组合物对玻璃进行强化处理。由此，该玻璃强化方法具有前文所述的组合物或者前文所述的制备用于玻璃强化的组合物的方法所具有的全部特征和优点，在此不再赘述。总的来说，本申请的玻璃强化方法可以更容易的进行，并且，玻璃强化时使用的熔融盐具有较长的使用寿命，具有节约成本的优点。
附图说明
[0011]图1是本专利技术一个实施方式中，制备用于玻璃强化的组合物的方法流程图；
[0012]图2是本专利技术一个实施方式中，制备K
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13分子筛的方法流程图。
具体实施方式
[0013]下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。
[0014]本专利技术是基于专利技术人对以下问题的发现和认识作出的。
[0015]用于玻璃强化的KNO3熔融盐存在使用寿命短的缺陷。现有技术中有向KNO3中加入碳酸盐、酸式碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐及其他一些活性组分作为添加剂，或者加入含有碳酸阴离子和磷酸阴离子中的至少一种的添加剂，来延长用于玻璃强化的熔融盐的寿命，其原理主要是：KNO3和添加剂在熔融状态下，KNO3中的钾离子可以与玻璃中的钠离子进行离子交换，钠离子置换到熔融盐中，添加剂中的阴离子可以与钠离子生成低溶解度的化合物而形成沉淀，能够抑制或缓和由玻璃中溶出的钠离子浓度的增加而导致的玻璃内外的钠离子浓度差的降低所导致的熔融盐的寿命降低。专利技术人发现，现有添加剂中的阴离子与钠离子形成的沉淀可能会附着在玻璃表面，影响玻璃中的钠离子与熔融盐中的钾离子的离子交换，同时在玻璃强化的过程中，熔融盐中钾离子的浓度仍在持续降低，熔融盐的寿命降低仍然比较快。
[0016]为改善上述技术问题，本专利技术提供一种用于玻璃强化的组合物，所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛，分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。由此，进行玻璃强化时，玻璃浸没在该组合物形成的熔融盐中，熔融盐中的钾离子可以与玻璃中的钠离子进行离子交换。本申请的分子筛可以释放钾离子，缓解熔融盐在使用过程中钾离子含量不断降低的问题，延长熔融盐的使用寿命。而且，分子筛中的钾离子还可以与从玻璃中置换出来的钠离子进行置换，减少了置换到熔融盐中的钠离子的含量，即减少了玻璃外的钠离子含量，玻璃内外的钠离子的浓度差增大，进而使玻璃强化可以更容易进行。
[0017]根据本专利技术的实施例，分子筛具有稳定的骨架结构，玻璃强化需要在高温条件下进行，在上述高温条件下，分子筛可以稳定存在，不会发生分解等副反应。并且在熔融状态下，分子筛可以实现钾离子与钠离子的置换。
[0018]根据本专利技术的实施例，分子筛包括K
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13分子筛。K
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13分子筛具有高热稳定性的特点，在玻璃强化的高温条件下，K
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13分子筛可以稳定存在，在KNO3熔融盐中，K
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13分子筛的性质不会改变，并且可以在高温下进行离子交换，K
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13分子筛笼道
内的钾离子会与玻璃中溶出的钠离子进行交换，在去除钠离子的同时，补充了有效离子，削弱了钾离子浓度降低的趋势，使得熔融盐的更换频次降低，成本降低，实用性强。
[0019]根据本专利技术的实施例，以组合物的总质量为基准，KNO3的含量为97.5
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99.9％，分子筛的含量为0.1
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2.5％。如果分子筛的含量过低，则分子筛所释放的钾离子的含量较少，同时从玻璃中置换的钠离子只能与少量的分子筛中的钾离子进行离子交换，分子筛对熔融盐的寿命延长效果不显著。如果分子筛的含量过高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于玻璃强化的组合物，其特征在于，所述组合物包括KNO3和含钾元素的分子筛，所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述分子筛包括K
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13分子筛。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，以所述组合物的总质量为基准，所述KNO3的含量为97.5
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99.9％，所述分子筛的含量为0.1
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2.5％。4.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于，所述K
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13分子筛含有Si、Al、K以及O；所述K
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13分子筛的孔道尺寸为0.3～0.5nm。5.一种制备用于玻璃强化的组合物的方法，其特征在于，包括：合成含钾元素的分子筛；和将KNO3和所述分子筛混合，其中所述分子筛被配置为可实现钾元素与玻璃中钠元素的置换。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分子筛包括K
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13分子筛，所述K
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13分子筛是采用水热法合成的，合成所述K
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13分子筛的原料包括硅源、铝源、氢氧化物、碱金属化合物以及模板剂，所述模板剂包括胆碱。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述硅源包括硅酸盐、正硅酸乙酯、硅溶胶中的至少一种；所述铝源包括氢氧化铝、氧化铝、异丙醇铝、偏铝酸钠中的至少一种；所述氢氧化物包括氢氧化钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，李聪，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：