專利名稱：無(wú)鉛低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)鉛低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，具體是一種化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異、工作溫度不超過(guò)500°C的SiO-Sb2O3-P2O5系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，可用于玻璃、陶瓷及金屬等材料間的封接， 也可用于耐高溫涂料的制備，以及可用于高分子材料的阻燃。
背景技術(shù)：
低熔點(diǎn)玻璃是一類具有低工作溫度的特殊用途玻璃，在電子工業(yè)中廣泛用于金屬、玻璃、陶瓷等材料之間的封接與被覆，在不損害產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上賦予產(chǎn)品足夠的連接強(qiáng)度和封接氣密性。低熔點(diǎn)玻璃的典型用途包括顯像管屏錐玻璃的封接，PDP等平板顯示設(shè)備的封接，以及PDP基片的電絕緣膜，以及電子零部件的真空封口等。所謂“工作溫度”， 并無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法，通常以粉末玻璃樣品在高溫顯微鏡下，以10°C /min的速率升溫時(shí)測(cè)得的球形溫度來(lái)判定。對(duì)低熔點(diǎn)玻璃而言，其工作溫度通常與球形溫度相近。隨著現(xiàn)代工業(yè)和國(guó)防建設(shè)的迅速發(fā)展，對(duì)設(shè)備耐高溫性能的要求越來(lái)越高，耐高溫涂料以其大面積施工方便、成本低、效果好等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵煙囪、高溫管道、 高溫爐外殼、石油裂解裝置及軍工設(shè)備等高溫場(chǎng)所。耐高溫涂料中通常使用有質(zhì)量百分含量30%左右的低熔點(diǎn)玻璃粉。利用低熔點(diǎn)玻璃粉阻燃高分子的可能性也越來(lái)越引起關(guān)注。近些年包括Sb2O3在內(nèi)的傳統(tǒng)阻燃材料的價(jià)格不斷上漲，另外溴系阻燃劑在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生腐蝕性氣體和有毒氣體，不利于環(huán)保。低熔點(diǎn)玻璃的阻燃機(jī)理是凝聚相阻燃機(jī)理，如果低熔點(diǎn)玻璃能夠在高分子材料的燃燒溫度范圍內(nèi)熔化并能夠在材料表面形成玻璃層，就能夠有效地隔斷燃燒過(guò)程。 需阻燃的高分子材料燃燒溫度通常不超過(guò)500°C，這與部分低熔點(diǎn)玻璃的工作溫度范圍相對(duì)應(yīng)。盡管包括RoHS指令在內(nèi)的很多法律法規(guī)中都明確要求限制鉛的使用，但遺憾的是目前為止商用的低熔點(diǎn)玻璃仍舊是以高鉛玻璃為主，因?yàn)殂U基低熔點(diǎn)玻璃的各項(xiàng)性能都能夠很好地滿足使用要求工作溫度最低能夠低至400°C，可控的析晶性能及特殊的“金屬橋”作用保證了封接強(qiáng)度和氣密性，相對(duì)較低的制造成本保證了客戶的可使用性。近些年， 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃進(jìn)行了大量的研究，然而從目前的結(jié)果來(lái)看鉛基低熔點(diǎn)玻璃還難以被大規(guī)模成功替代無(wú)鉛低熔點(diǎn)玻璃的制造成本太高(如SnO基及Bi2O3基玻璃)， 或同樣含有嚴(yán)重危害人體健康的物質(zhì)(如V2O5基玻璃)，或化學(xué)穩(wěn)定性及工作溫度達(dá)不到要求(如磷酸鹽玻璃)。美國(guó)專利US5281560中公開(kāi)了一種SiO-SnO-P2O5系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，工作溫度甚至能夠低于鉛基低熔點(diǎn)玻璃。但該低熔點(diǎn)玻璃的制造成本非常高SnO的價(jià)格昂貴；SnO的反應(yīng)活性大，為了防止SnO在高溫下被氧化成SnA或被還原成Sn，需要在惰性氣體的保護(hù)下完成玻璃的熔制過(guò)程。受限于其昂貴的價(jià)格，目前為止該玻璃的應(yīng)用僅限于極個(gè)別場(chǎng)合。美國(guó)專利US5071785中公開(kāi)了一種&0-&ι0-Ρ205系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，工作溫度低于 425°C。該玻璃成分中含有重量百分比為0.5 8%的Cl和0 5%的F。Cl和F的存在
3能夠顯著降低玻璃的工作溫度，但Cl和F在玻璃熔制過(guò)程中的揮發(fā)量難以控制，并且Cl和 F的存在大大損害了玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。中國(guó)專利CN 1108279C中公開(kāi)了一類低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度最低能夠低至313°C。該磷酸鹽玻璃成分的開(kāi)發(fā)主要是為了滿足精密模壓成型工藝，在實(shí)際使用時(shí)需要在玻璃鏡頭表面鍍保護(hù)膜，以防止玻璃被空氣中的水汽所侵蝕。該磷酸鹽玻璃的耐腐蝕性達(dá)不到常規(guī)的封接要求。實(shí)際上，受限于其較差的化學(xué)穩(wěn)定性，現(xiàn)階段已經(jīng)商業(yè)化的磷酸鹽低熔點(diǎn)玻璃的工作溫度都在500°C以上，而市場(chǎng)所大量需求的低熔點(diǎn)玻璃工作溫度范圍是400 450°C， 對(duì)應(yīng)于中溫封接溫度范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提出一種合理設(shè)計(jì)的低成本SiO-Sb2O3-P2O5系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，在確保玻璃化學(xué)穩(wěn)定性滿足實(shí)際使用要求的基礎(chǔ)上，將其工作溫度降低至不超過(guò)500°C，更優(yōu)的是將其工作溫度降低至450°C左右，滿足中溫封接、耐高溫涂料及高分子材料阻燃等領(lǐng)域的使用要求，成功取代鉛基低熔點(diǎn)玻璃。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種SiO-Sb2O3-P2O5系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，主要含有下述組分，各組分的含量以質(zhì)量百分比表示如下
權(quán)利要求
1.一種SiO-Sb2O3-P2O5系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，主要含有下述組分，各組分的含量以質(zhì)量百分比表示如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，其特征在于該玻璃成分中不含ιη30、ν205、 F等有害物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，其特征在于該玻璃成分中ai0、8b203、P205 的總質(zhì)量百分含量不低于70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，其特征在于該玻璃成分中至少含有 Li2O, Na2O, K2O這三種堿金屬氧化物中的兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，其特征在于該玻璃成分中MnO和MnA的總質(zhì)量百分含量為1 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低熔點(diǎn)磷酸鹽玻璃，其特征在于該玻璃成分中Si02、Al203和 B2O3的總質(zhì)量百分含量不超過(guò)20%。
7.一種無(wú)鉛的低熔點(diǎn)SiO-Sb2O3-P2O5系統(tǒng)玻璃，主要含有下述組分，各組分的含量以質(zhì)量百分比表示如下
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一類不含鉛的ZnO-Sb2O3-P2O5系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，主要含有下述組分，各組分的含量以質(zhì)量百分比表示如下P2O5 30～60％，ZnO 10～30％，Sb2O3 5～30％，Li2O+Na2O+K2O 2～15％，MgO+CaO+SrO+BaO 5～20％，MnO+MnO2 1～10％，該玻璃成分中還含有質(zhì)量百分含量為0～5％的SiO2，質(zhì)量百分含量為0～10％的B2O3，以及質(zhì)量百分比為0～15％的Al2O3。該磷酸鹽玻璃的工作溫度不超過(guò)500℃，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，膨脹系數(shù)適中，可廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的中低溫封接，耐高溫油漆的制造，以及填充高分子材料用于阻燃等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C03C3/16GK102211870SQ20111008924
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者張兵, 金招娣 申請(qǐng)人:金招娣