專利名稱：基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玻璃生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蓋板用玻璃組成及其制備方法，可采用溢流熔融法制備，此方法生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品品質(zhì)高，特別使用于顯示屏的蓋板玻璃。
背景技術(shù)：
目前，TFT-IXD和OLED已經(jīng)成為重要的輕薄化電子顯示產(chǎn)品，而手機、PDA、MP3、 GPS、平板電腦UMPC等電子產(chǎn)品，特別是具有觸摸屏幕和手寫功能的顯示產(chǎn)品優(yōu)選保護蓋板材料，能有效提高顯示效果和延長使用壽命。但是在使用過程中，會受到?jīng)_擊破損和表面劃傷的威脅，所以其耐用性方面尚需提高。針對超薄玻璃的組成與制備方法，國內(nèi)外的專利公開了不同的基礎(chǔ)玻璃成分與制備方法，如CN200880016095. 9，公開了一種可下拉的化學強化玻璃，其主要成分按摩爾分數(shù)百分比為 64-68% 的 SiO2,8-12% 的 Al2O3,12-16% 的 Na2O, 2-5% 的 K20,0-3% 的 B2O3,4-6% 的 MgO,0-5%的CaO，用于移動電子設(shè)備中的蓋板玻璃，其含有較多的K+離子，可能阻礙化學強化的速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種蓋板用玻璃，具有較高的強度，優(yōu)良的抗刮性能和耐磨性能，具有較高的透過率，可以進行化學強化等特點，經(jīng)實驗確定其主要成分為Si02、Al203、Na20、K20、 CaOλ MgO0本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，所述的玻璃各組分按質(zhì)量百分比組成包括55-70%的SiO2,6-18%的Al2O3,0. 1-8%的 MgO, O. 1-8% 的 CaO, 8-17% 的 Na20,1-3% 的 K2O0使用本發(fā)明中所述的配方制備出的玻璃，降低了 K+離子含量，經(jīng)試驗測試后，強度和耐化學性能等均優(yōu)于普通玻璃，化學強化時間短，強度高，提高了化學強化的效率。本發(fā)明采用溢流法制備玻璃，此方法生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品品質(zhì)高,可制成超薄的玻璃片。采用硝酸鉀熔融液作為玻璃的化學強化液，強化后的玻璃強度比強化前提高了 5-10倍，玻璃表面應力可在較短時間內(nèi)至少可達500MPa。
具體實施例方式基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，所述的玻璃各組分按質(zhì)量百分比組成包括:55-70% 的 SiO2,6-18% 的 Al2O3,0. 1-8% 的 MgO, O. 1-8% 的 CaO, 8-17% 的 Na20,1-3% 的 K2O。上述的組分中，Na2O與K2O的總質(zhì)量百分比不低于9%。上述的SiO2含量優(yōu)選為60_65%。上述的Al2O3含量優(yōu)選為10_15%。上述的MgO含量優(yōu)選為3_6%。
上述的CaO含量優(yōu)選為1_3%。上述的K2O含量優(yōu)選為1. 2-2. 6%。本發(fā)明的玻璃組分中引入最多的成分是SiO2，該成分是構(gòu)成玻璃骨架的成分，可以提高玻璃的耐化學性和機械強度，也可以適當調(diào)整玻璃的密度，但是含量太高，會增加玻璃的高溫粘度，使玻璃難于熔化。最佳含量為60-65%。低于或高于此范圍都不易形成玻璃， 而且耐化學性會變差，調(diào)整其含量能得到合適的熔融溫度和液相線溫度，適合玻璃的成型。Al2O3是改善玻璃化學穩(wěn)定性的必要成分，本發(fā)明引入6-18%的Al2O3，可以抑制分相，提高化學強化特性。低于此范圍效果不明顯，高于此范圍液相線溫度顯著升高，不利于成型，需要調(diào)整合適的含量得到適合成型的粘度。優(yōu)選含量為10-15%。Na2O主要是可以在玻璃表層與離子交換液中的K+離子置換，使玻璃達到強化的目的，另外還可以起到助熔的作用。低于8%助熔效果不明顯，高于17%對玻璃的其他性能不利。K2O主要是助熔作用，且同時引入Na2O與K2O,通過混合堿效應，有助于降低黏度和提高玻璃的熔融性，所以選擇引入量為1_3%。另外堿金屬還可有效的調(diào)整玻璃的熱膨脹系數(shù)， Na2O與K2O總含量不能低于9%。堿土金屬如Ca0、Mg0、Sr0、Ba0,這些堿土金屬為玻璃提供各種性能,這些性能對于熔融、澄清、成型和最終的應用都很重要。因為含Sr和Ba的玻璃比重大，不符合輕質(zhì)化要求，故不采用。CaO含量高的玻璃耐酸性強，密度低和彈性模量高，但是超過一定量會使玻璃發(fā)生失透，所以本發(fā)明選取了 O. 1-8%。MgO具有與CaO類似的性質(zhì)，過高的含量會導致玻璃失透，所以其含量范圍為O. 1-8%。另外Ca0、Mg0起助熔作用的同時還可以提高玻璃的穩(wěn)定性，過多的Ca2+、Mg2+可能會阻止離子交換過程中堿離子的移動。優(yōu)選CaO范圍是1_3%， MgO的優(yōu)選范圍是3-6%。發(fā)明在實施時，測試樣品制備步驟為稱量-混合-熔融-攪拌-均化-成型-退火-加工-性能測試。具體步驟將幾種組分按照重量百分比稱量后，充分混合均勻，再將混合料倒入鉬銠坩堝中，在1550-1650°C下保溫10-16h ;熔化過程中添加化學澄清劑，并使用鉬金棒攪拌，幫助排出氣泡并使玻璃液澄清均化，然后將熔制好的玻璃液降溫至成型所需要的溫度范圍，制作出所需要的玻璃板厚度，最后對玻璃的理化性能進行測試。理化性能測試包括密度、熱膨脹系數(shù)、液相線溫度等。表I提供了 6組實施例配比以及性能測試分析。表I:
序號實施例I實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6SiO270556665. 96860Al2O3111815. 914616Na2O17118121515K2OI322I. 22. 6MgOO. I7. 986I. 82CaOO. 95. IO. IO. I84. 4密度(g/cm3)2.4232. 4702.4512. 4292. 5022. 482軟化點825850845830840835退火點588595586620584590應變點540550548590545560膨脹系數(shù)(X10_7/°c)92. 381. 380. 276. 794. 487. 權(quán)利要求
1.基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的玻璃各組分按質(zhì)量百分比組成包括:55-70% 的 SiO2,6-18% 的 Al2O3,0. 1-8% 的 MgO,O. 1-8% 的 CaO,8-17% 的 Na20,1-3% 的 K2O。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的組分中，Na2O與K2O的總質(zhì)量百分比不低于9%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的SiO2含量優(yōu)選為60-65%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的Al2O3含量優(yōu)選為10-15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的MgO含量優(yōu)選為3-6%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的CaO含量優(yōu)選為1-3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，其特征在于所述的K2O含量優(yōu)選為1. 2-2. 6%。
全文摘要
基于溢流熔融法制備的蓋板用的玻璃配方，經(jīng)實驗確定其主要成分為SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO，具有較高的強度，優(yōu)良的抗刮性能和耐磨性能，具有較高的透過率，可以進行化學強化。使用本發(fā)明中所述的配方制備出的玻璃，經(jīng)試驗測試后，強度和耐化學性等均優(yōu)于普通玻璃，本發(fā)明采用溢流法制備玻璃，此方法生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品品質(zhì)高，可制成超薄的玻璃片。采用硝酸鉀熔融液作為玻璃的化學強化液，強化后的玻璃強度比強化前提高了5-10倍，表面應力至少可達500MPa。
文檔編號C03C3/087GK102584005SQ20111042945
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者侯建偉, 劉文泰, 張廣濤, 李俊鋒, 李兆廷, 李英春, 李震, 田穎 申請人:東旭集團有限公司