一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃及其制備方法技術

一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，屬于防火玻璃的技術領域，重量百分比計，包括以下組分：SiO2?78.1?82％，Al2O3?1?5％，B2O3?9?14％，Na2O?3?6％，CaO?1?5％，K2O?0.5?2％，ZrO2?0.1?3％，GeO2?0.01?2％，其中SiO2和B2O3的總含量占組分總量的87.1?92％，且SiO2與B2O3的重量比為5.5?8.6。本發明專利技術還提供了耐熱硼硅酸鹽平板玻璃的制備方法，本發明專利技術耐熱硼硅酸鹽平板玻璃相對于目前市場上的硼硅酸鹽平板玻璃，它具有更高的玻璃軟化點和較低的線性膨脹系數，同時具有較低的熔化溫度及成型溫度，易于生產，鋼化后可作為防火玻璃應用于防火領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于防火玻璃的
，涉及一種用于建筑的防火硼硅酸鹽平板玻璃，是硼硅4.0平板玻璃，具體涉及一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃及其制備方法。
技術介紹
硼硅酸鹽平板玻璃是指基本成分為SiO2、B2O3、Na2O的玻璃。硼硅酸鹽玻璃具有優良的熱學性能、光學性能、機械性能和化學性能，廣泛應用于建筑防火玻璃、儀器玻璃、器皿炊具玻璃、光電源玻璃等領域。目前市場上的硼硅酸鹽平板玻璃主要有硼硅3.3玻璃和硼硅4.0玻璃兩類。硼硅3.3玻璃的性能指標是玻璃軟化點820℃左右，膨脹系數33×10-7/℃，熔化溫度1670℃，成型溫度1270℃，主要應用于家用電器、光伏、燈具照明等領域。硼硅4.0玻璃的性能指標是玻璃軟化點850℃左右，膨脹系數40×10-7/℃，熔化溫度1700℃以上，成型溫度1330℃，主要應用于建筑防火玻璃。從硼硅酸鹽平板玻璃生產企業來看，目前僅有德國肖特公司能夠生產硼硅3.3和硼硅4.0兩種玻璃。中國的玻璃企業目前只能生產硼硅3.3平板玻璃，硼硅4.0玻璃熔化溫度及成型溫度高，技術難度大，目前還不能夠順利生產。
技術實現思路
本專利技術提供一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃的組成及其制備方法，相對于目前市場上的硼硅4.0平板玻璃，本專利技術在保證玻璃性能的前提下，具有較低的熔化溫度及成型溫度，易于生產，鋼化后可作為防火玻璃應用于防火領域。本專利技術為實現其目的采用的技術方案是：一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，按重量百分比計，包括以下組分：SiO278.1-82％，Al2O31-5％，B2O39-14％，Na2O3-6％，CaO1-5％，K2O0.5-2％，ZrO20.1-3％，GeO20.01-2％，其中SiO2和B2O3的總含量占組分總量的87.1-92％，且SiO2與B2O3的重量比為5.5-8.6。一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，按重量百分比計，包括以下組分：SiO279-80％，Al2O32-4％，B2O310-12％，Na2O4-5％，CaO2-4％，K2O0.8-1.6％，ZrO21-2％，GeO20.5-1.5％。一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，按重量百分比計，包括以下組分：SiO278.1％，Al2O34％，B2O310％，Na2O6％，CaO1％，K2O0.5％，ZrO20.39％，GeO20.01％。一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，按重量百分比計，包括以下組分：SiO282％，Al2O31.89％，B2O310％，Na2O3％，CaO1％，K2O2％，ZrO20.1％，GeO20.01％。一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，按重量百分比計，包括以下組分：SiO279％，Al2O32.2％，B2O311％，Na2O3％，CaO1.7％，K2O1％，ZrO20.1％，GeO22％。一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃的制備方法，包括以下步驟：A、原料準備：按重量百分比計，準備以下原料：SiO278.1-82％，Al2O31-5％，B2O39-14％，Na2O3-6％，CaO1-5％，K2O0.5-2％，ZrO20.1-3％，GeO20.01-2％，其中SiO2和B2O3的總含量占組分總量的87.1-92％，且SiO2與B2O3的重量比為5.5-8.6，混合，備用；B、熔制：將混合后的物料置于坩堝中進行熔制，熔制溫度1630-1650℃，熔制時間7-8h；C、成型：將熔制后的物料置于成型模具中成型；D、退火：將成型后的玻璃置于退火爐中退火，退火溫度為580-600℃，退火后進行切割、磨拋，得到耐熱硼硅酸鹽平板玻璃。本專利技術的有益效果是：本專利技術耐熱硼硅酸鹽平板玻璃膨脹系數低于41×10-7/℃，玻璃軟化點高于860℃，玻璃103Pa·S粘度下所對應的溫度低于1280℃。本專利技術所提供的一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃的組成，玻璃液熔化溫度控制在1670℃以下，熔化及成型溫度較低，玻璃液澄清效果良好，有效控制玻璃中的氣泡、波筋、條紋等缺陷，有利于實際生產。而且過高的熔制溫度將導致玻璃窯爐耐火材料侵蝕的加速和窯爐壽命的縮短，玻璃熔制溫度過高還會造成高溫儀器和設備的使用受限，還會在提供高質量玻璃板方面造成困難，玻璃的成品率從受影響、增加能耗，本專利技術通過各組分之間在功能上的相互支撐，嚴格的配比關系，使得玻璃熔制溫度控制在1670℃以下。本專利技術提供的玻璃成分，其各個成分的原理如下：在耐熱硼硅酸鹽平板玻璃的組成中，SiO2和B2O3是網絡形成體氧化物，它們構成硼硅酸鹽玻璃的主體骨架。其中SiO2對玻璃的結構和性能有著重要的作用，B2O3能夠提高玻璃的化學穩定性和熱穩定性，同時促進玻璃的熔融，降低玻璃的高溫粘度，在玻璃中起助溶劑的作用；Al2O3是中間體氧化物，它在硼硅酸鹽玻璃中主要是抑制玻璃分相；Na2O和K2O屬于堿金屬氧化物，它們在玻璃結構中主要起斷鍵作用，目的是降低玻璃的粘度，同時氧化鉀(K2O)能夠降低玻璃的析晶傾向，增加玻璃的透明度和光澤，氧化鉀的加入，減少了氧化鈉的用量，鉀離子對鈉離子的遷移擴散形成阻擋，進一步提高了膨脹軟化溫度；ZrO2屬于網絡外體，它的作用主要是提高玻璃的軟化點和降低玻璃的膨脹系數；CaO和GeO2都具有高溫降低玻璃粘度，低溫提高玻璃粘度的作用，添加氧化鍺能夠降低玻璃的熔化溫度及成型溫度，低溫狀態下又能夠提高玻璃的軟化點，既利于生產又保證了玻璃良好的性能，它們對于玻璃組成的設計具有重要的意義。玻璃組成中通過添加或調整CaO和GeO2含量，在高溫段使玻璃粘度降低，也就意味著玻璃熔化及成型的難度降低，玻璃更易于生產。從玻璃質量角度考慮，粘度降低玻璃氣泡更容易逸出，硼揮發將減少，玻璃質量將有提高；在低溫段使玻璃粘度提高，將提高玻璃的軟化點，使玻璃保持良好的耐熱性能。與現有技術相比，本專利技術取得的有益效果為：從性能上來說，玻璃的膨脹系數控制在41×10-7/℃以下，玻璃軟化點高達860℃以上，玻璃鋼化后適合應用于防火領域。本專利技術通過各組分功能上的相互支撐，省略了澄清劑的加入，同樣提高了玻璃的熔制質量，減少玻璃中的氣泡，消除玻璃液中的條文和不均勻體，使得玻璃液的各部分在化學組成上均勻一致，同時避免了澄清劑的計入造成玻璃穩定性下降的弊端。由于本專利技術各組分之間在功能上相互支撐，各組分之間相互關聯，使得本專利技術的平板玻璃熱穩定性好，通過堿金屬和氧化硼的相互支撐與制約，控制融化速度，對降低熔化溫度有積極作用。二氧化硅與氧化硼的相互控制，影響玻璃網格的致密性和完整性，降低玻璃的膨脹系數，提高玻璃的熱穩定性。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步的說明。實施例1一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，重量百分比計，包括以下組分：SiO278.1％，Al2O31.1％，B2O312.9％，Na2O6％，CaO1％，K2O0.5％，ZrO20.39％，GeO20.01％。實施例2一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，重量百分比計，包括以下組分：SiO282％，Al2O31.89％，B2O310％，Na2O3％，CaO1％，K2O2％，ZrO20.1％，GeO20.01％。實施例3一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，重量百分比計，包括以下組分：SiO279％，Al2O32.2％，B2O39％，Na2O4％，CaO2.7％，K2O1％，ZrO20.1％，GeO22％。實施例4一種耐熱硼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分：SiO2?78.1?82％，Al2O3?1?5％，B2O3?9?14％，Na2O?3?6％，CaO?1?5％，K2O?0.5?2％，ZrO2?0.1?3％，GeO2?0.01?2％，其中SiO2和B2O3的總含量占組分總量的87.1?92％，且SiO2與B2O3的重量比為5.5?8.6。

【技術特征摘要】
1.一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分：SiO278.1-82％，Al2O31-5％，B2O39-14％，Na2O3-6％，CaO1-5％，K2O0.5-2％，ZrO20.1-3％，GeO20.01-2％，其中SiO2和B2O3的總含量占組分總量的87.1-92％，且SiO2與B2O3的重量比為5.5-8.6。2.根據權利要求1所述的一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分：SiO279-80％，Al2O32-4％，B2O310-12％，Na2O4-5％，CaO2-4％，K2O0.8-1.6％，ZrO21-2％，GeO20.5-1.5％。3.根據權利要求1所述的一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分：SiO278.1％，Al2O34％，B2O310％，Na2O6％，CaO1％，K2O0.5％，ZrO20.39％，GeO20.01％。4.根據權利要求1所述的一種耐熱硼硅酸鹽平板玻璃，其特征在于，按重量百分比計，包括以下組分：SiO282％，Al2O31.89％，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程金樹，袁堅，郭振強，蘇馳，
申請(專利權)人：河北省沙河玻璃技術研究院，
類型：發明
國別省市：河北;13