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一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法

阅读：1021发布：2020-06-17

专利汇可以提供一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法，涉及玻璃制品技术领域，该玻璃材料包括以下原料：叶腊石、焦宝石、蓝晶石、堇青石、石英砂、ATO粉料、碳酸锶、四硼酸钠、纯碱、二氧化锆、三氧化二镧、五氧化二钒、氧化钇、氧化钪和澄清助剂。其制备方法是通过对原料粉碎酸洗、低温等离子处理、熔融、成型、退火等步骤制得的。本发明的泡沫玻璃制备简单，具有优良的隔热耐磨性、耐火耐腐蚀性、抑菌抗震性及机械性能等，使用寿命长，应用广泛。，下面是一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种抗摔耐高温玻璃材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：叶腊石15-25份、焦宝石15-25份、蓝晶石10-20份、堇青石20-30份、石英砂30-40份、ATO粉料2-3份、碳酸锶1-2份、四硼酸钠1-1.5份、纯碱2-3份、二氧化锆1-1.2份、三氧化二镧0.4-0.6份、五氧化二钒0.8-1.2份、氧化钇0.3-0.5份、氧化钪0.2-0.3份和澄清助剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种抗摔耐高温玻璃材料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：叶腊石20份、焦宝石20份、蓝晶石15份、堇青石25份、石英砂35份、ATO粉料2.5份、碳酸锶1.5份、四硼酸钠1.25份、纯碱2.5份、二氧化锆1.1份、三氧化二镧0.5份、五氧化二钒1份、氧化钇0.4份、氧化钪0.25份和澄清助剂4份。
3.根据权利要求1所述的一种抗摔耐高温玻璃材料，其特征在于，所述澄清助剂为氯化钠、硫酸钙、硝酸钠、氧化锑、硝酸铵或二氧化铈中的多种混合物。
4.根据权利要求3所述的一种抗摔耐高温玻璃材料，其特征在于，所述澄清助剂为氯化钠、硫酸钙、硝酸铵、二氧化铈按质量比2:1:1:1组成的混合物。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按所述重量份配比称取原料；
步骤2：将叶腊石、焦宝石、蓝晶石、堇青石、石英砂混合，并粉碎研磨至粒度≤10mm，随后浸泡至质量浓度为8-12％的盐酸溶液中25-35min，过滤、洗涤、干燥待用；
步骤3：将步骤2处理后的原料加热高温熔融，待其冷却至1320-1330℃后加入剩余其它原料保温搅拌3-4h，得玻璃熔液；
步骤4：将玻璃熔液浇注至预热的石墨模具中成型，最后退火处理即可。
6.根据权利要求5所述的一种抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述高温熔融温度为1590-1610℃，熔融时间为4.5-5.5h。
7.根据权利要求5所述的一种抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述石墨模具的预热温度为340±5℃。
8.根据权利要求5所述的一种抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述退火处理分为以下五个阶段：
阶段一：退火温度为860-880℃，保温时间30-35min；
阶段二：退火温度为740-750℃，保温时间35-45min；
阶段三：退火温度为620-630℃，保温时间50-60min；
阶段四：退火温度为550-560℃，保温时间60-70min；
阶段五：退火温度为460-480℃，保温时间55-65min。
9.根据权利要求8所述的一种抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述退火处理分为以下五个阶段：
阶段一：退火温度为870℃，保温时间32min；
阶段二：退火温度为745℃，保温时间40min；
阶段三：退火温度为625℃，保温时间55min；
阶段四：退火温度为555℃，保温时间65min；
阶段五：退火温度为470℃，保温时间60min。

说明书全文

一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及玻璃制品技术领域，具体涉及一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 目前常用的玻璃材料是以氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O3)、二氧化硅(SiO2)等为基本原料成份制得的，其广泛用于建筑、日用、医疗、化学、家居、电子、仪表、核工程等领域。现有的玻璃制品，例如：玻璃板、玻璃管、玻璃罩等等，都存在易碎、韧性低的问题，有的隔热耐温性差的玻璃制品还可能会在裂纹等现象，严重影响着玻璃制品的使用寿命、应用性能及领域，因此，研制出一种综合性能优良的玻璃材料用于制备玻璃制品是相当有必要的。

发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗摔耐高温玻璃材料及其制备方法，该种玻璃材料制备简单，综合性能优良。

[0004] 为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

[0005] 一种抗摔耐高温玻璃材料，包括以下按重量份计的原料：叶腊石15-25份、焦宝石15-25份、蓝晶石10-20份、堇青石20-30份、石英砂30-40份、ATO粉料2-3份、碳酸锶1-2份、四硼酸钠1-1.5份、纯碱2-3份、二氧化锆1-1.2份、三氧化二镧0.4-0.6份、五氧化二钒0.8-1.2份、氧化钇0.3-0.5份、氧化钪0.2-0.3份和澄清助剂3-5份。

[0006] 进一步地，上述玻璃材料包括以下按重量份计的原料：叶腊石20份、焦宝石20份、蓝晶石15份、堇青石25份、石英砂35份、ATO粉料2.5份、碳酸锶1.5份、四硼酸钠1.25份、纯碱2.5份、二氧化锆1.1份、三氧化二镧0.5份、五氧化二钒1份、氧化钇0.4份、氧化钪0.25份和澄清助剂4份。

[0007] 进一步地，上述澄清助剂为氯化钠、硫酸钙、硝酸钠、氧化锑、硝酸铵或二氧化铈中的多种混合物。

[0008] 优选地，上述澄清助剂为氯化钠、硫酸钙、硝酸铵、二氧化铈按质量比2:1:1:1组成的混合物。

[0009] 上述的一种抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，按照以下步骤进行：

[0010] 步骤1：按上述重量份配比称取原料；

[0011] 步骤2：将叶腊石、焦宝石、蓝晶石、堇青石、石英砂混合，并粉碎研磨至粒度≤10mm，随后浸泡至质量浓度为8-12％的盐酸溶液中25-35min，过滤、洗涤、干燥待用；

[0012] 步骤3：将步骤2处理后的原料加热高温熔融，待其冷却至1320-1330℃后加入剩余其它原料保温搅拌3-4h，得玻璃熔液；

[0013] 步骤4：将玻璃熔液浇注至预热的石墨模具中成型，最后退火处理即可。

[0014] 进一步地，上述步骤3中，高温熔融温度设定为1590-1610℃，熔融时间控制在4.5-5.5h。

[0015] 进一步地，在上述步骤4中，石墨模具的预热温度控制在340±5℃。

[0016] 进一步地，在上述步骤4中，退火处理分为以下五个阶段：

[0017] 阶段一：退火温度为860-880℃，保温时间30-35min；

[0018] 阶段二：退火温度为740-750℃，保温时间35-45min；

[0019] 阶段三：退火温度为620-630℃，保温时间50-60min；

[0020] 阶段四：退火温度为550-560℃，保温时间60-70min；

[0021] 阶段五：退火温度为460-480℃，保温时间55-65min。

[0022] 更进一步地，上述退火处理参数如下：

[0023] 阶段一：退火温度为870℃，保温时间32min；

[0024] 阶段二：退火温度为745℃，保温时间40min；

[0025] 阶段三：退火温度为625℃，保温时间55min；

[0026] 阶段四：退火温度为555℃，保温时间65min；

[0027] 阶段五：退火温度为470℃，保温时间60min。

[0028] 本发明具有如下的有益效果：本发明的玻璃材料制备简单，原料利用率高，生产效率及成品率高，制备成本低廉，制备过程无排放无污染，产品一致性好，废旧料可回收循环利用，不会对生态环境造成危害，绿色环保，适合大规模工业化量产；另外，其制备过程中无须另外添加晶核剂，具有良好自形核功能，在原料熔融加热过程中，能以晶核或晶粒析出，晶化能力强，进而获得结构稳定、综合性能优良的玻璃材料及其制品；且本发明的玻璃材料组织结构致密，机械性能好，表面硬度高，脆性小，耐磨耐刮擦，耐高温防炸裂，具有优良的表面应力值高，防摔抗冲击韧性、耐火耐腐蚀性、抑菌抗震性及隔热性，大大拓宽了该种玻璃材料的应用场合及领域，提高了该种玻璃材料制品的使用寿命、功能性和实用性，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

[0029] 下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0030] 实施例1

[0031] 一种抗摔耐高温玻璃材料，获取以下原料：叶腊石150kg、焦宝石150kg、蓝晶石100kg、堇青石200kg、石英砂300kg、ATO粉料20kg、碳酸锶10kg、四硼酸钠10kg、纯碱20kg、二氧化锆10kg、三氧化二镧4kg、五氧化二钒8kg、氧化钇3kg、氧化钪2kg和澄清助剂30kg。

[0032] 上述澄清助剂由10kg的氯化钠、10kg的硫酸钙和10kg的硝酸钠混制得到的。

[0033] 上述抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，按照以下步骤进行：

[0034] 步骤1：先将称取好了的叶腊石、焦宝石、蓝晶石、堇青石、石英砂混合，并粉碎研磨至粒度10mm，随后浸泡至质量浓度为8％的盐酸溶液中35min，过滤、洗涤、干燥待用；

[0035] 步骤2：再将步骤1处理后的原料加热至1590℃熔融5.5h，待其冷却至1320℃后加入剩余其它原料保温搅拌4h，得玻璃熔液；

[0036] 步骤3：之后将玻璃熔液浇注至预热温度为335℃的石墨模具中成型，最后通过以下五个阶段的退火处理即可；

[0037] 阶段一：退火温度为860℃，保温时间35min；

[0038] 阶段二：退火温度为740℃，保温时间45min；

[0039] 阶段三：退火温度为620℃，保温时间60min；

[0040] 阶段四：退火温度为550℃，保温时间70min；

[0041] 阶段五：退火温度为460℃，保温时间65min。

[0042] 实施例2

[0043] 一种抗摔耐高温玻璃材料，获取以下原料：叶腊石200kg、焦宝石200kg、蓝晶石150kg、堇青石250kg、石英砂350kg、ATO粉料25kg、碳酸锶15kg、四硼酸钠12.5kg、纯碱25kg、二氧化锆11kg、三氧化二镧5kg、五氧化二钒10kg、氧化钇4kg、氧化钪2.5kg和澄清助剂
40kg。

[0044] 上述澄清助剂是由16kg的氯化钠、8kg的硫酸钙、8kg的硝酸铵、8kg的二氧化铈混合制得的。

[0045] 上述抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，按照以下步骤进行：

[0046] 步骤1：先将称取好了的叶腊石、焦宝石、蓝晶石、堇青石、石英砂混合，并粉碎研磨至粒度为8mm，随后浸泡至质量浓度为10％的盐酸溶液中30min，过滤、洗涤、干燥待用；

[0047] 步骤2：再将步骤1处理后的原料加热至1600℃熔融5h，待其冷却至1325℃后加入剩余其它原料保温搅拌3.5h，得玻璃熔液；

[0048] 步骤3：之后将玻璃熔液浇注至预热温度为340℃石墨模具中成型，最后通过以下五个阶段的退火处理即可；

[0049] 阶段一：退火温度为870℃，保温时间32min；

[0050] 阶段二：退火温度为745℃，保温时间40min；

[0051] 阶段三：退火温度为625℃，保温时间55min；

[0052] 阶段四：退火温度为555℃，保温时间65min；

[0053] 阶段五：退火温度为470℃，保温时间60min。

[0054] 实施例3

[0055] 一种抗摔耐高温玻璃材料，获取以下原料：叶腊石250kg、焦宝石250kg、蓝晶石200kg、堇青石300kg、石英砂400kg、ATO粉料30kg、碳酸锶20kg、四硼酸钠15kg、纯碱30kg、二氧化锆12kg、三氧化二镧6kg、五氧化二钒12kg、氧化钇5kg、氧化钪3kg和澄清助剂50kg。

[0056] 上述澄清助剂是由20kg的硫酸钙、10kg的氧化锑、20kg的硝酸铵混合制得的。

[0057] 上述抗摔耐高温玻璃材料的制备方法，按照以下步骤进行：

[0058] 步骤1：先将称取好了的叶腊石、焦宝石、蓝晶石、堇青石、石英砂混合，并粉碎研磨至粒度为10mm，随后浸泡至质量浓度为12％的盐酸溶液中25min，过滤、洗涤、干燥待用；

[0059] 步骤2：再将步骤1处理后的原料加热至1610℃熔融4.5h，待其冷却至1330℃后加入剩余其它原料保温搅拌3h，得玻璃熔液；

[0060] 步骤3：之后将玻璃熔液浇注至预热温度为345℃石墨模具中成型，最后通过以下五个阶段的退火处理即可；

[0061] 阶段一：退火温度为880℃，保温时间30min；

[0062] 阶段二：退火温度为750℃，保温时间35min；

[0063] 阶段三：退火温度为630℃，保温时间50min；

[0064] 阶段四：退火温度为560℃，保温时间60min；

[0065] 阶段五：退火温度为480℃，保温时间55min。

[0066] 上述实施例1-3制得的玻璃材料性能参数如下：

[0067] 1)莫氏硬度＞6；

[0068] 2)表面应力值＞25MPa；

[0069] 3)耐温常化区间：[-85，860]；

[0070] 4)脆性指标区间：[-800，900]；

[0071] 5)导热系数＜0.35W/m.K；

[0072] 6)抗冲击韧度＞16J/cm2。

[0073] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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