【技术实现步骤摘要】
本申请涉及玻璃，且特别涉及一种玻璃组合物、玻璃板及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着汽车天窗、挡风、车窗及车载显示更新换代，趋向于轻量化、大尺寸，具有沉浸式和互娱性的体验，但是汽车应用的传统的铝硅酸盐玻璃不能满足更高的使用要求。
2、传统的铝硅酸盐玻璃除了通过钢化熔盐中的钾离子与玻璃表面钠离子交换快速提升玻璃表面压应力，还要使用玻璃钢化熔盐中的钾离子与玻璃表面钾离子交换提升离子交换深度，以增强化学强化后汽车玻璃制品耐冲击强度，如果使用的铝硅酸盐玻璃氧化钾含量较低，达到同样的离子交换深度化学钢化时间更长。
3、传统采用浮法工艺生产的铝硅酸盐玻璃，由于玻璃下表面与高温熔融的锡液接触，自然形成玻璃表面渗锡层，相对应的，远离锡液的玻璃上表面就是玻璃的非锡面，由于锡面和非锡面锡含量和成分差异，玻璃在化学强化过程中上下表面离子交换量不可能完全一致，这就导致玻璃上下表面应力分布不均，形成向非锡面弯曲的玻璃翘曲。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本申请实施例的目的包括提供一种玻璃组合物、玻璃板及其制备方法和应用，以提高离子交换效率，提高化学钢化效率，降低玻璃的翘曲值。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种玻璃组合物，以摩尔百分比计，包括：2-10％p2o5、0.5-7％ mgo、0.5-5％ zno、50-70％ sio2、6-10％al2o3、2-6％k2o和5-20％na2o；以摩尔百分比计，1.0％≤mgo+zno≤7％；以摩尔百分比计，14％≤
3、本申请通过设计引入氧化磷扩张了铝硅酸盐的网络结构，有助于提高离子交换位点的可达性。通过硅酸盐的修饰体mgo和zno的协同作用，进一步优化了网络结构，增强了离子交换效率。同时，k2o和na2o的存在通过离子交换反应的促进，显著提升使用该玻璃组合物制备的玻璃的离子交换性能。也就是说，本申请是通过引入氧化磷扩张了铝硅酸盐的网络结构，然后进一步通过硅酸盐的修饰体mgo和zno，以及用于离子交换的氧化物k2o和na2o之间的协同作用，来增加铝硅酸盐玻璃的离子交换效率，进而可以减少化学钢化时间、提升化学钢化效率。
4、以摩尔百分比计，通过控制1.0％≤mgo+zno≤7％，可以更好的调节玻璃的硬度和强度，以及增强玻璃的物理性能，提高其耐磨性和耐腐蚀性。mgo和zno的含量在上述范围内还可以调整玻璃的热膨胀系数，使其更适用于特定的温度变化环境。以摩尔百分比计，通过控制14％≤k2o+na2o≤20％，可以改善玻璃的离子交换效率，减少化学钢化的时间，从而进一步提高化学钢化效率。也就是说，通过限定mgo和zno以及k2o和na2o摩尔含量在上述范围内，有助于平衡玻璃的物理性能、化学稳定性以及提高化学钢化的效率。
5、在本申请的部分实施例中，以摩尔百分比计，还包括0-0.5％澄清剂，澄清剂包括氟化物和/或氧化物。澄清剂的加入可以提高玻璃的透明度、降低气体残留和溶解度，促进杂质的析出，从而改善玻璃的质量和性能。
6、在本申请的部分实施例中，氟化物包括氟硅酸钠和/或氟化钙。
7、在本申请的部分实施例中，氧化物包括二氧化锡和/或二氧化铈。
8、这些氟化物和氧化物的选择有助于提高玻璃的质量，使其更透明、更均匀，并减少气泡和结晶的形成，从而提高了玻璃的性能。
9、第二方面，本申请实施例提供了一种玻璃板，包括依次连接的第二表面层、主结构层、渗锡层和第一表面层；玻璃板的制备原料，以摩尔百分比计，包括：2-10％ p2o5、0.5-7％mgo、0.5-5％ zno、50-70％ sio2、6-10％ al2o3、2-6％k2o和5-20％na2o；以摩尔百分比计，1.0％≤mgo+zno≤7％；以摩尔百分比计，14％≤k2o+na2o≤20％；以质量百分比计，主结构层的钠原子百分含量＞第一表面层的钠原子百分含量＞第二表面层的钠原子百分含量。
10、在本申请的部分实施例中，以质量百分比计，主结构层的钠原子百分含量与第二表面层的钠原子百分含量的差值为0.4-0.6％；第一表面层的钠原子百分含量与第二表面层的钠原子百分含量的差值为0.1-0.3％。
11、在本申请的部分实施例中，渗锡层的厚度为5-15μm，第二表面层的厚度为1-10μm，第一表面层的厚度为1-5μm。
12、第三方面，本申请实施例提供了一种上述玻璃板的制备方法，包括：将各原料组分混合后进行熔融处理，得玻璃液；将玻璃液涂覆至熔融的锡金属表面上，形成玻璃带；将玻璃带移至退火区域，在退火区域将玻璃带与锡金属表面接触的相对一侧进行脱碱处理。
13、本申请中，脱碱处理处理的面是玻璃板的空气面，也就是第二表面层所在的面。通过对第二表面层(空气面)进行脱碱处理，可以实现在第二表面层进行局部的碱离子去除，以调节第二表面层内的钠原子百分含量，这样可以使第二表面层的钠原子百分含量低于第一表面层的钠原子百分含量，在玻璃板中的不同层之间实现不均匀的钠离子分布，形成离子浓度梯度。这样可以调整不同层中的离子交换速率，从而可以有效地减小翘曲，提高玻璃板的整体质量和稳定性。
14、在本申请的部分实施例中，脱碱处理的条件包括：脱碱温度为400-550℃，脱碱时间为10-50s。控制脱碱温度和脱碱时间在上述范围内，可以在较短的时间内实现局部的碱离子去除，即更好的调控第一表面层内钠原子的百分含量，这样可以更精确地控制层状结构的形成，从而可以有效地减小翘曲，提高玻璃板的整体质量和稳定性。
15、在本申请的部分实施例中，脱碱处理中，使用的脱碱气体包括氯化氢、氟化氢和so2中的一种或多种。这些气体的使用有助于实现局部区域的脱碱处理，气体在脱碱过程中可能对玻璃表面产生化学反应，引发碱性成分的去除，从而形成所需的层状结构。
16、在本申请的部分实施例中，通入脱碱气体的流量为0.3-3nl/min，脱碱气体的质量浓度为10-70％。
17、在本申请的部分实施例中，熔融处理的条件包括：熔融温度为800-1600℃，熔融时间为10-20h。将熔融温度和熔融时间控制在上述范围内，可以使玻璃原料充分熔融，并形成均匀、稳定的玻璃液。
18、第四方面，本申请实施例提供了一种上述任意的玻璃组合物或上述任意的玻璃板在汽车玻璃领域中的应用。
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1.一种玻璃组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的玻璃组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，还包括0-0.5％澄清剂，所述澄清剂包括氟化物和/或氧化物；
3.一种玻璃板，其特征在于，包括依次连接的第二表面层、主结构层、渗锡层和第一表面层；
4.根据权利要求3所述的玻璃板，其特征在于，以质量百分比计，所述主结构层的钠原子百分含量与所述第二表面层的钠原子百分含量的差值为0.4-0.6％；所述第一表面层的钠原子百分含量与所述第二表面层的钠原子百分含量的差值为0.1-0.3％。
5.根据权利要求3所述的玻璃板，其特征在于，所述渗锡层的厚度为5-15μm，所述第二表面层的厚度为1-10μm，所述第一表面层的厚度为1-5μm。
6.一种如权利要求3-5中任一项所述的玻璃板的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述脱碱处理的条件包括：脱碱温度为400-550℃，脱碱时间为10-50s；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，通入所述脱碱
9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述熔融处理的条件包括：熔融温度为800-1600℃，熔融时间为10-20h。
10.一种如权利要求1或2所述的玻璃组合物或权利要求3-5中任一项所述的玻璃板在汽车玻璃领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，包括：
2.根据权利要求1所述的玻璃组合物，其特征在于，以摩尔百分比计，还包括0-0.5％澄清剂，所述澄清剂包括氟化物和/或氧化物；
3.一种玻璃板，其特征在于，包括依次连接的第二表面层、主结构层、渗锡层和第一表面层；
4.根据权利要求3所述的玻璃板，其特征在于，以质量百分比计，所述主结构层的钠原子百分含量与所述第二表面层的钠原子百分含量的差值为0.4-0.6％；所述第一表面层的钠原子百分含量与所述第二表面层的钠原子百分含量的差值为0.1-0.3％。
5.根据权利要求3所述的玻璃板，其特征在于，所述渗锡层的厚度为5-15μm，所述第二表面层的厚度为1-10μm，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李青，李赫然，李刚，王东江，魏猛，王海周，宋争艳，
申请(专利权)人：河南旭阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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