專利名稱：一種降低玻璃中羥基含量工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種降低玻璃中羥基含量的新工藝。
技術背景玻璃結(jié)構(gòu)中的羥基是影響玻璃性能的主要雜質(zhì)之一，玻璃中羥基的存在使 得玻璃的性能發(fā)生一系列變化，不同研究表明，水的存在導致玻璃粘度變小、軟 化溫度變低、化學穩(wěn)定性變差、折射率變低、密度變小、彈性模量變小以及靜態(tài) 疲勞壽命縮短，同時使玻璃的介電損耗與介電常數(shù)增大、熱膨脹系數(shù)升高、晶化 速率提高、以及結(jié)構(gòu)松弛速率增大等變化。特別是，玻璃結(jié)構(gòu)中的羥基會使玻璃 在近紅外區(qū)域附近產(chǎn)生強烈的吸收，并與玻璃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中的其他成分產(chǎn)生復雜的 泛音吸收，嚴重影響光學玻璃材料的光學性能。為了消除或減輕玻璃結(jié)構(gòu)中羥基的存在對玻璃性能的影響，研究者們采用了 多種除羥基工藝，主要有反應氣氛法、鼓入干空氣法、真空熔制法、添加氟化物 法以及高溫熱處理法等。目前商用低羥基含量的玻璃主要采用反應氣氛法工藝處 理，即在熔制過程中通入干燥氣體，并由氣體攜帶某種比較有效的除水劑，如 CC14、 P0Cl4或S0Cl2等。圖一是傳統(tǒng)反映氣氛法除羥基工藝示意圖，采用CCl4作為 除水劑，具體過程是將CCl4裝在錐形瓶中并放置在油浴或水浴鍋中加熱至65'C， 同時向CCl4液體中鼓入干燥高純02,此時從錐形瓶中逸出的02中帶有一定濃度的 CC14，再將氣體經(jīng)石英管通入玻璃熔體中鼓泡。該方法處理效果較好，但是工藝 流程較為復雜，主要存在以下問題1. 需要專門設計的電爐或要對電爐進行改造。由于需要往高溫電爐中通入氣 體，必須在電爐頂部預留孔洞，而高溫電爐爐膛采用的耐火材料都是脆性材 料，在現(xiàn)有電爐基礎上改造時往往將導致爐膛報廢。2. 操作具有危險性、對環(huán)境危害大。 一般玻璃熔制溫度都在120(TC以上，四氯 化碳經(jīng)石英管輸入到高溫玻璃熔體中容易分解生成C0Cl2劇毒物質(zhì)，反應式 如(1)所示。2CC/4 + 02 扁10 > 2COC/2 (1)3. 四氯化碳高溫分解產(chǎn)生的氯化物對電爐發(fā)熱體硅鉬棒有非常嚴重的腐蝕作 用，大大降低硅鉬棒的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種降低玻璃中羥基含量的新工藝，該工藝成本低廉、簡單 易行、能夠顯著減少玻璃中羥基的含量，對提高玻璃性能、尤其是提高玻璃在中 紅外區(qū)域內(nèi)的透過率有顯著效果。本發(fā)明的目的是通過下述方式實現(xiàn)的本發(fā)明的工藝為將除羥基劑的CCl4加入到玻璃爐料，直到所有爐料浸泡在CCl4液體中，靜置于干燥通風環(huán)境中5-30min，再放入低溫馬弗爐中，同時保持通風環(huán)境以排除 CCl4的分解產(chǎn)物；將馬弗爐緩慢升溫至500-70(TC并保溫0. 5-3h,然后將馬弗爐 中玻璃爐料轉(zhuǎn)移至高溫玻璃熔爐中熔化。本發(fā)明是針對反應氣氛工藝在去除玻璃中羥基含量所存在的問題，在大量實 驗基礎上，開發(fā)出的一種降低玻璃中羥基含量的新工藝-一爐料浸泡去羥基工藝。 圖2是爐料浸泡去羥基工藝方法的示意圖。爐料浸泡法去羥基工藝中的相關反應方程式如下2//2(9 + CC/44//C7 + C02 (2)+ CC/4 — 2M7/ + co2 + 2cr (3)在以上反應中，由于CCl4的濃度遠遠大于H20與0H的濃度，所以，可以認 為在反應過程中其濃度不變。隨著反應的進行，原料中H20與OH的含量逐漸減 少，直到原料中H20含量與環(huán)境中水汽含量達到動態(tài)平衡。由反應氣氛除水法可 知，敞開環(huán)境下所熔制玻璃中羥基含量有一個最低值，即當玻璃熔體中羥基含量 與環(huán)境中水汽含量處于動態(tài)平衡時達到最低。因此，從理論上說，爐料浸泡法與 反應氣氛法具有相似的除水效果。因此，采用本發(fā)明工藝制備低輕基含量玻璃具有成本低廉、簡單易行、除水 效果顯著等特點，特別適用于實驗室制備低羥基含量玻璃，其原理也適用于工業(yè) 化生產(chǎn)低羥基含量玻璃。本發(fā)明可望作為新的降低玻璃中羥基含量、提高光學玻 璃紅外透過率的方法推廣使用。


圖1為原有的反應氣氛法工藝示意圖。 圖2為本發(fā)明工藝示意圖。圖3是未采用與采用本發(fā)明工藝處理制備的玻璃的紅外透過率對比圖。(A.未采用本發(fā)明工藝的紅外透過率；B、采用本發(fā)明的工藝紅外透過率)。圖中3338cm—'處的吸收峰為玻璃中羥基的特征吸收峰。從圖中可以看出，未采用 爐料浸泡工藝所制備的玻璃在3338cm—'處的透過率僅為26. 28%,而采用爐料浸 泡工藝所制備的玻璃在3338cm—'處的透過率提高到72. 41%。
具體實施方式
以下實施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進一步限定，本發(fā)明可以按發(fā) 明內(nèi)容所述的任一種方式。實施例將作為除羥基劑的CCl4緩慢倒入已混合均勻的爐料中，直到所有爐料浸泡 在CCl4液體中，靜置于干燥通風環(huán)境中8-15min后，將其放入低溫馬弗爐中， 同時保持通風環(huán)境以排除CCl4的分解產(chǎn)物。將馬弗爐緩慢升溫至60(TC并保溫 lh后將爐料轉(zhuǎn)移至高溫硅鉬棒電爐中繼續(xù)升溫至目標溫度使玻璃融化，未采用 與采用本發(fā)明工藝處理制得玻璃的紅外透過率如圖3所示。
權利要求
1、一種降低玻璃中羥基含量工藝，其特征在于，將除羥基劑CCl4加入到玻璃爐料，直到所有爐料浸泡在CCl4液體中，靜置于干燥通風環(huán)境中，再放入低溫馬弗爐中，同時保持通風環(huán)境以排除CCl4的分解產(chǎn)物；將馬弗爐電爐緩慢升溫至500-700℃并保溫0.5-3h，然后將馬弗爐中玻璃爐料轉(zhuǎn)移至高溫玻璃熔爐中熔化。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種降低玻璃中羥基含量工藝，其特征在于，將 除羥基劑CCl4加入到玻璃爐料后靜置于干燥通風環(huán)境中5-30min。
全文摘要
一種降低玻璃中羥基含量工藝，將除羥基劑CCl₄加入到玻璃爐料，直到所有爐料浸泡在CCl₄液體中，靜置于干燥通風環(huán)境中，再放入低溫馬弗爐中，同時保持通風環(huán)境以排除CCl₄的分解產(chǎn)物；將馬弗爐電爐緩慢升溫至500-700℃并保溫0.5-3h；然后將馬弗爐中玻璃爐料轉(zhuǎn)移至高溫玻璃熔爐中熔化。本發(fā)明工藝制備的低羥基含量玻璃，具有成本低廉、簡單易行、除水效果顯著等特點。
文檔編號C03B1/00GK101215073SQ200810030499
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權日2008年1月16日
發(fā)明者盧安賢, 左成鋼, 李秀英, 羅志偉, 肖卓豪, 龍臥云 申請人:中南大學