專利名稱：一種Na<sub>2</sub>O-CaO-SiO<sub>2</sub>系統(tǒng)平板乳濁玻璃及其浮法制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳濁玻璃，更具體的講是涉及一種Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃及其浮法制備工藝。
背景技術(shù)：
乳濁玻璃色澤柔和，顏色純正，白度高，是高檔的建筑裝飾板材。同燒結(jié)法微晶玻璃相比，乳濁玻璃內(nèi)部不含氣孔，吸水率非常低，不易滯留污垢。此外，乳濁玻璃能方便地進(jìn)行切割及熱彎等處理工藝，除能用作裝飾材料外，還可制成各種形狀的家具。目前，乳濁玻璃通常采用氟化物作為乳濁劑，如螢石、氟硅酸鈉等。在熔制的過程中，氟化物不僅會(huì)嚴(yán)重侵蝕耐火材料，縮短窯爐壽命，而且會(huì)大量揮發(fā)，對(duì)工人的健康和工廠周圍的環(huán)境產(chǎn)生巨大危害。為了防止產(chǎn)生氟污染，關(guān)鍵是要研制出無氟乳濁玻璃。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810014768.9，發(fā)明名稱為"一種無氟環(huán)保乳濁玻璃材料及其制造方法"公開了一種無氟環(huán)保乳濁玻璃材料，此發(fā)明專利乳濁玻璃的原料需要引入碳酸鍶、碳酸鋇、碳酸鋰、碳酸鉀，其價(jià)格較貴，而且采用澆鑄法進(jìn)行成形，無法實(shí)現(xiàn)平板乳濁玻璃的制備。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種對(duì)環(huán)境無污染，且原料易得，成本低的Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃及其浮法制備工藝。
本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為 一種Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃，其特征在于包含有Si02、 A1203、 B203、 CaO、 MgO、 Na20、 P205和澄清劑經(jīng)混合制備而成，各原料的含量按質(zhì)量百分比計(jì)為
Si0260 75 A1203 0~4 B203 3 7 CaO 4~17
MgO 1 4 Na20 6~14 P205 2 6 澄清劑 0.5~2。
按上述方案，優(yōu)選的各原料的含量按質(zhì)量百分比計(jì)為
Si02 63-72 A1203 1-3 B203 3-7 CaO 7-13MgO 1-4 Na20 9-11 P205 3-6 澄清劑 0.5-2。本發(fā)明Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃的浮法制備工藝，其特征在于包括有以下步驟1)將各原料按比例混合均勻，在玻璃熔窯中加熱至150(TC 1550'C，熔化成玻璃液；所述的各原料的含量按質(zhì)量百分比計(jì)為
Si0260~75 A1203 0~4 B203 3~7 CaO 4 17
MgO 卜4 Na20 6~14 P205 2 6 澄清劑 0.5 2。2) 將步驟1)所得玻璃液經(jīng)澄清、冷卻降溫至125(TC 118(TC，通過流道將玻璃液引入錫槽中，采用浮法工藝進(jìn)行成形，當(dāng)溫度為1160。C 108(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度值為10" 103'2時(shí)進(jìn)行拋光，得到乳濁玻璃帶；
3) 將步驟2)所得的乳濁玻璃帶進(jìn)行冷卻，當(dāng)乳濁玻璃帶冷卻至99(TC 95(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度為10425 10575，采用拉邊機(jī)進(jìn)行拉薄，控制玻璃帶厚度為4 8mm;或當(dāng)乳濁玻璃帶冷卻至98(TC 83(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度為10425 10575，采用石墨擋墻法進(jìn)行堆厚，控制玻璃帶厚度為12 14mm;
4) 待步驟3)所得玻璃帶冷卻至60(TC 58(TC后，將玻璃帶離開錫槽進(jìn)入退火窯進(jìn)行均勻退火，退火后的玻璃帶經(jīng)切割后得到乳濁玻璃板材。
本發(fā)明的有益效果在于
1) 為了適應(yīng)浮法工藝，本發(fā)明的Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃組成中氧化鋁的含量適當(dāng)降低，并在采用五氧化二磷和氧化硼組成復(fù)合乳濁劑促進(jìn)乳濁效果，同時(shí)使乳濁玻璃具有合適的晶相和微觀結(jié)構(gòu)(如圖1和圖2所示)，起到改善玻璃熱穩(wěn)定性、白度和機(jī)械強(qiáng)度的效果。運(yùn)用該配方制得的乳濁玻璃白度介于83 89之間，熱膨脹系數(shù)介于6.0 6.8xl0—6/K，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度介于60 76MPa;
2) 氧化鈣對(duì)于增強(qiáng)白度，調(diào)節(jié)玻璃料性，調(diào)節(jié)析晶溫度上限都起到重要作用，但引入太多氧化鈣又容易使乳濁玻璃在錫槽成形區(qū)發(fā)生析晶。同時(shí)浮法生產(chǎn)乳濁玻璃要求粘度同溫度的變化規(guī)律同浮法工藝相匹配，因此必須控制氧化鈣的引入量，調(diào)整料性，控制析晶。本發(fā)明Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃引入氧化鈣的量非常適當(dāng)，可以滿足上述一系列要求；
3) 本發(fā)明能適應(yīng)浮法生產(chǎn)工藝的要求，其粘度隨溫度的變化規(guī)律能適應(yīng)浮法工藝的要求，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的平板乳濁玻璃的生產(chǎn)；
4) 本發(fā)明以Na20-CaO-Si02系統(tǒng)玻璃為基礎(chǔ)組成，選用B203和P205作為復(fù)合乳濁劑，采用磷灰石、硼砂、石英砂、長(zhǎng)石等原料，通過浮法工藝制備高質(zhì)量的平板乳濁玻璃，整個(gè)生產(chǎn)過程生產(chǎn)效率高、對(duì)耐火材料侵蝕低，對(duì)環(huán)境無污染，產(chǎn)品成本低，厚度可調(diào)，采用該組成和工藝而制備的平板乳濁玻璃，色澤柔和，白度高，整體乳濁效果好，同時(shí)具有板面寬，表面質(zhì)量高，無需機(jī)械拋光等優(yōu)點(diǎn)，可作為高檔玻璃裝飾板材和各類家具。
圖1為本發(fā)明無氟乳濁玻璃的XRD圖譜圖2為無氟乳濁玻璃的SEM照片具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但此實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)說明而不能作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1:
選用下列組分作為原料(質(zhì)量％)
Si02 63.9 A1203 1.5 B203 5.0 CaO 11.7MgO 2.4 Na20 10.4 P205 4.6 澄清劑 0.5
(1) 將上述原料混合均勻，在玻璃熔窯中加熱至1500°C，熔化成玻璃液；
(2) 玻璃液經(jīng)澄清冷卻降溫至1200°C，通過流道將玻璃液引入錫槽中，采用浮法工藝進(jìn)行成形，于1120"C進(jìn)行拋光；
(3) 當(dāng)玻璃冷卻至95(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度介于10425 10"5之間，采用拉邊機(jī)進(jìn)行拉薄，控制玻璃帶厚度為4 6mm;
(4) 玻璃帶冷卻至58(TC后進(jìn)入退火窯進(jìn)行均勻退火，退火后的玻璃帶經(jīng)切、裁，得到乳濁玻璃板材。
實(shí)施例2:
選用下列組分作為原料(質(zhì)量％)
Si02 67.9 A1203 1.5 B203 5.0 CaO 9.7MgO 1.4 Na20 9.4 P205 4.6 澄清劑 0.5
(1) 將上述原料混合均勻，在玻璃熔窯中加熱至1525'C，熔化成玻璃液。
(2) 玻璃液經(jīng)澄清冷卻降溫至1250°C，通過流道將玻璃液引入錫槽中，采用浮法工藝進(jìn)行成形，于116(TC進(jìn)行拋光；
(3) 當(dāng)玻璃冷卻至970。C時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度介于10425 10"5之間，釆用拉邊機(jī)進(jìn)行拉薄，控制玻璃帶厚度為6 8mm;
(4) 玻璃帶在600'C進(jìn)入退火窯，進(jìn)行均勻退火，退火后的玻璃帶經(jīng)切、裁，得到乳濁玻璃板材。
實(shí)施例3:
選用下列組分作為原料(質(zhì)量％)
Si02 71.0 A1203 1.0 B203 4.0 CaO 7.0
MgO 2.1 Na20 9,4 P205 5.0 澄清劑 0.5
5(1) 將上述原料混合均勻，在玻璃熔窯中加熱至1550°C，熔化成玻璃液。
(2) 玻璃液經(jīng)澄清冷卻降溫至118(TC，通過流道將玻璃液引入錫槽中，采用浮法工藝進(jìn)行成形，于108(TC進(jìn)行拋光；
(3) 當(dāng)玻璃冷卻至980'C 88(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度為10425 10575，采用石墨擋墻法進(jìn)行堆厚，控制玻璃帶厚度為12 14mm;
(4) 玻璃帶在60(TC進(jìn)入退火窯，進(jìn)行均勻退火，退火后的玻璃帶經(jīng)切、裁，得到乳濁玻璃板材。
表1、無氟乳濁玻璃浮法成形工藝流程對(duì)應(yīng)的粘度值和溫度區(qū)間
工藝流程粘度值(Pa S)溫度值('c)
澄清101500 1550
成形1021180 1250
拋光102乙10321080 116拉薄/堆厚10425-10575830 990
錫槽出口1010580 600
退火10!2-13.6500 550
表l
權(quán)利要求
1、一種Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)平板乳濁玻璃，其特征在于包含有SiO2、Al2O3、B2O3、CaO、MgO、Na2O、P2O5和澄清劑經(jīng)混合制備而成，各原料的含量按質(zhì)量百分比計(jì)為SiO2 60～75 Al2O3 0～4 B2O3 3～7CaO 4～17MgO 1～4 Na2O 6～14 P2O5 2～6澄清劑 0.5～2。
2、 按權(quán)利要求l所述的Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃，其特征在于各原料的含量按 質(zhì)量百分比計(jì)為Si02 63-72 A1203 1-3 B203 3-7 CaO 7-13 MgO 1-4Na20 9-11 P205 3-6澄清劑 0.5-2。
3、 權(quán)利要求l所述的Na20-CaO-Si02系統(tǒng)平板乳濁玻璃的浮法制備工藝，其特征在于包 括有以下步驟1) 將各原料按比例混合均勻，在玻璃熔窯中加熱至1500°C~1550°C，熔化成玻璃液；所 述的各原料的含量按質(zhì)量百分比計(jì)為Si0260 75 A1203 0 4 B203 3~7CaO 4 17MgO 1 4 Na20 6 14 P205 2~6 澄清劑 0.5~2。2) 將歩驟l)所得玻璃液經(jīng)澄清、冷卻降溫至1250°C 1180°C，通過流道將玻璃液引入 錫槽中，采用浮法工藝進(jìn)行成形，當(dāng)溫度為1160'C 108(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度值為1027 1032 時(shí)進(jìn)行拋光，得到乳濁玻璃帶；3) 將歩驟2)所得的乳濁玻璃帶進(jìn)行冷卻，當(dāng)乳濁玻璃帶冷卻至99(TC 95(TC時(shí)，即對(duì) 應(yīng)粘度為10425 10575，采用拉邊機(jī)進(jìn)行拉薄，控制玻璃帶厚度為4 8mm;或當(dāng)乳濁玻璃帶 冷卻至980'C 83(TC時(shí)，即對(duì)應(yīng)粘度為10425 10575，采用石墨擋墻法進(jìn)行堆厚，控制玻璃 帶厚度為12 14mm;4) 待步驟3)所得玻璃帶冷卻至60(TC 58(TC后，將玻璃帶離開錫槽進(jìn)入退火窯進(jìn)行均 勻退火，退火后的玻璃帶經(jīng)切割后得到乳濁玻璃板材。
全文摘要
本發(fā)明涉及Na<sub>2</sub>O-CaO-SiO<sub>2</sub>系統(tǒng)平板乳濁玻璃及其浮法制備工藝，包括將各原料SiO<sub>2</sub>、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、CaO、MgO、Na<sub>2</sub>O、P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>和澄清劑混合均勻，加熱熔化成玻璃液；經(jīng)澄清、冷卻降溫采用浮法工藝進(jìn)行成形，得到乳濁玻璃帶；所得的乳濁玻璃帶進(jìn)行冷卻，采用拉邊機(jī)進(jìn)行拉薄，或采用石墨擋墻法進(jìn)行堆厚，所得玻璃帶冷卻、均勻退火，退火后的玻璃帶經(jīng)切割后得到乳濁玻璃板材。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明熱膨脹系數(shù)介于6.0～6.8×10<sup>-6</sup>/K，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度介于60～76MPa；對(duì)環(huán)境無污染，產(chǎn)品成本低，厚度可調(diào)，色澤柔和，白度高，整體乳濁效果好，同時(shí)具有板面寬，表面質(zhì)量高，無需機(jī)械拋光等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C03C3/076GK101456670SQ200910060438
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者峰 何, 健 全, 湯李纓, 程金樹, 鄭偉宏 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)