本發(fā)明涉及化學(xué)加工領(lǐng)域的玻璃蒙砂技術(shù),尤其涉及的是一種有色玻璃超微晶防眩光蒙砂液及其蒙砂方法。
背景技術(shù):
無(wú)機(jī)玻璃材料的應(yīng)用有悠久的歷史,由于無(wú)機(jī)玻璃材料具有良好的透光性、可塑性和高光澤度等優(yōu)良性能被廣泛應(yīng)用于建筑、航天、航海、電子顯示、光電顯示、光學(xué)透鏡、攝影、燈飾等行業(yè),充分顯示其高透性。隨著玻璃制造業(yè)和加工業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)無(wú)機(jī)玻璃材料的精加工及其產(chǎn)化已是研究的重要領(lǐng)域。在無(wú)機(jī)玻璃廣泛的應(yīng)用體系中,同時(shí)產(chǎn)生了大量光污染。特別是光源眩光產(chǎn)生的光污染。這種眩光污染,可導(dǎo)致人體視覺(jué)失明、細(xì)胞老化、血管硬化、毛發(fā)脫落等癥狀。因此對(duì)玻璃制造業(yè)和加工業(yè)的防眩光研究已是全球性研究的熱點(diǎn)。目前對(duì)無(wú)機(jī)玻璃的防眩光蒙砂研究方法主要有:①物理方法:物理噴砂法、激光蒙砂法、機(jī)械磨砂法等;②化學(xué)法:近年來(lái)快速發(fā)展的化學(xué)法主要有氫氟酸-氨基磺酸法、氫氟酸-鋇鹽法、氫氟酸-鈣鹽法等。上述方法①主要缺陷是:蒙砂粒子大小不均一、耐磨性耐久性差、抗應(yīng)力強(qiáng)度小。上述方法②主要缺陷是:應(yīng)用大量的氫氟酸導(dǎo)致其生產(chǎn)的不安全性和不環(huán)保性而受到嚴(yán)重的限制。
近年來(lái),高精密度和高準(zhǔn)確度的無(wú)機(jī)玻璃蒙砂技術(shù)已廣泛應(yīng)用于手機(jī)面板、液晶電視、精密儀器,航天航海的儀表、儀器的制做、教育教學(xué)黑板的智能化構(gòu)建、LED面光燈的研制等多種高端產(chǎn)品。
從環(huán)境科學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),保持高端防眩光技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展,必須尋求一種環(huán)保的、效果良好、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的超微晶防眩光技術(shù)是我們的宗旨。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,防止光污染,保障人類健康的防眩光技術(shù)將不斷提高,必將開(kāi)發(fā)出未來(lái)的多功能化,智能化,高質(zhì)量的高科技產(chǎn)品。
超微晶防眩光玻璃蒙砂技術(shù)是利用反應(yīng)產(chǎn)生的微量氟在原生玻璃基面上反應(yīng),從而產(chǎn)生液相超微晶固相微粒,這些微粒在微環(huán)境性質(zhì)相同的條件下,整齊的排列在固相原生玻璃基面,對(duì)易產(chǎn)生眩光的紫外光以及可見(jiàn)光源的短波光起到濾光作用。對(duì)可見(jiàn)光源的較長(zhǎng)波長(zhǎng)光起到衍射作用,使每個(gè)超微晶微粒轉(zhuǎn)化成新的光源,從而使強(qiáng)光轉(zhuǎn)化為均一化的柔光,實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)玻璃的超微晶防眩光目標(biāo)。經(jīng)超微晶防眩光技術(shù)蒙砂的無(wú)機(jī)玻璃,蒙砂面的粗糙度指數(shù)和光澤度指數(shù)的精密度高,耐應(yīng)力強(qiáng)度大,不易劃傷,堅(jiān)牢度良好,耐久性遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)蒙砂方法。蒙砂液可循環(huán)利用。廢水可達(dá)零排放,是實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展行之有效的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明是解決傳統(tǒng)蒙砂技術(shù)蒙砂粒子大小不均一、耐磨性耐久性差、抗應(yīng)力強(qiáng)度小,原料采用氫氟酸導(dǎo)致生產(chǎn)的不安全性和不環(huán)保性的技術(shù)問(wèn)題,提出一種環(huán)保的微氟催化循環(huán)利用的超微晶防眩光蒙砂技術(shù),蒙砂后的無(wú)機(jī)玻璃的防眩光效果比傳統(tǒng)方法優(yōu)越,其粗糙度Ra和光澤度Gs的大小具有可控性,產(chǎn)品質(zhì)量具有均一性和一致性。
為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種有色玻璃超微晶防眩光蒙砂液,其特征在于,包括:
A粉,所述A粉由氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按7.0-8.2:3.5-4.5:1.8-2.2:0.8-1.3重量比配成;
B粉,所述B粉由氟化鈣和硫酸鋇按4.7-5.2: 5.8-6.3重量比配成;
水;
所述A粉、B粉、水的質(zhì)量比為:75:11:1000;
所述蒙砂液pH為3。
優(yōu)選地,所述蒙砂液pH用硫酸調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地,所述蒙砂液還包括分散劑,所述分散劑的組分為四硼酸鈉:硫酸氫鈉:磷酸=80.0:15.0:5.0重量比混合構(gòu)成。
優(yōu)選地,所述分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.40%-0.70%。
優(yōu)選地,所述A粉由氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8:4:2:1重量比配成;所述B粉,所述B粉由氟化鈣和硫酸鋇按5:6重量比配成。
優(yōu)選地,所述分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.55%。
一種制備上述有色玻璃超微晶防眩光蒙砂液進(jìn)行有色玻璃超微晶防眩光蒙砂的方法,其特征在于:
步驟一,取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀配成A粉;
步驟二,取氟化鈣和硫酸鋇配成B粉;
步驟三,將A粉與B粉加入超純水中配成溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液;
步驟四,在25℃~30℃的條件下,將無(wú)機(jī)玻璃進(jìn)行蒙砂。
優(yōu)選地,所述有色玻璃超微晶防眩光蒙砂方法步驟三中,加入分散劑。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下,
一、應(yīng)用反應(yīng)瞬時(shí)產(chǎn)生微量氫氟酸對(duì)玻璃進(jìn)行表層催化反應(yīng)避免使用大量氫氟酸,顯著提高了蒙砂玻璃的安全性;
二、使用的蒙砂液在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中采用對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行沉淀過(guò)濾,上砂液反復(fù)復(fù)配的方法,使藥品循環(huán)利用,使廢水達(dá)零排放,實(shí)現(xiàn)了蒙砂玻璃生產(chǎn)的環(huán)保性;
三、對(duì)有色玻璃進(jìn)行超微晶防眩光蒙砂技術(shù)是利用反應(yīng)產(chǎn)生的微量氟在原生玻璃基面上反應(yīng),從而產(chǎn)生液相超微晶固相微粒,這些微粒在微環(huán)境性質(zhì)相同的條件下,整齊的排列在固相原生玻璃基面,對(duì)易產(chǎn)生眩光的紫外光以及可見(jiàn)光源的短波光起到濾光作用。對(duì)可見(jiàn)光源的較長(zhǎng)波長(zhǎng)光起到衍射作用,使每個(gè)超微晶微粒轉(zhuǎn)化成新的光源,從而使強(qiáng)光轉(zhuǎn)化為均一化的柔光,實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)玻璃的超微晶防眩光目標(biāo)。經(jīng)超微晶防眩光技術(shù)蒙砂的無(wú)機(jī)玻璃,蒙砂面的粗糙度指數(shù)和光澤度指數(shù)的精密度高,耐應(yīng)力強(qiáng)度大,不易劃傷,堅(jiān)牢度良好,耐久性遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)蒙砂方法,具有粗糙度Ra和光澤度Gs指數(shù)的可控性和產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性、重復(fù)性、再現(xiàn)性、一致性;
四、符合可持續(xù)發(fā)展的理念,量產(chǎn)化良率高。
附圖說(shuō)明
圖1至圖8均為本發(fā)明試驗(yàn)案例的500倍生物顯微鏡圖片。
具體實(shí)施方式
對(duì)樣品的品質(zhì)分析(粗糙度Ra,用CQ-60G粗糙度測(cè)定儀測(cè)定粗糙度指數(shù);光澤度Gs:用SJ-210光澤度測(cè)定儀測(cè)定光澤度指數(shù);精密度,采用7點(diǎn)粗糙度和7點(diǎn)光澤度測(cè)定指數(shù)計(jì)算其粗糙度的精密度RSD和光澤度的精密度RSD,試驗(yàn)選用的玻璃樣片其化學(xué)組成和規(guī)格完全相同。表面超微晶結(jié)構(gòu)和均一性用M3702-Digital-7A,10A生物數(shù)碼顯微鏡觀察。)
實(shí)施例1:
取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8.0:6.0:4.0:1.0重量比配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按5.0:5.0重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:10:1000的重量比配成溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下,蒙砂2.0min后取出,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖1。
預(yù)處理步驟:玻璃樣片—鉻酸洗液洗滌—超純水洗滌—烘干—貼保護(hù)膜。
如圖1,發(fā)現(xiàn)蒙砂玻璃樣片表面不均勻,超微晶晶粒大小差距過(guò)大。
粗糙度指數(shù):Ra1=0.189μm Ra2=0.295μm Ra3=0.231μm
Ra4=0.299μm Ra5=0.318μm Ra6=0.255μm
Ra7=0.192μm
Ra精密度:RSD=0.206
光澤度指數(shù):Gs1=26.0GU Gs2=18.0GU Gs3=22.0GU
Gs4=28.0GU Gs5=31.0GU Gs6=24.0GU
Gs7=18.5GU
Gs精密度:RSD=0.201
粗糙度指數(shù)和光澤度指數(shù)的精密度均過(guò)大,充分說(shuō)明蒙砂玻璃表面的不均勻性。
實(shí)施例2:
①取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8.0:5.0:3.0:1.0重量比配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按6.0:5.0重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下,蒙砂2.0min后取出,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖2。
粗糙度指數(shù):Ra1=0.211μm Ra2=0.245μm Ra3=0.268μm
Ra4=0.209μm Ra5=0.256μm Ra6=0.259μm
Ra7=0.299μm
Ra精密度:RSD=0.127
光澤度指數(shù):Gs1=20.1GU Gs2=25.0GU Gs3=28.3GU
Gs4=20.2GU Gs5=26.0GU Gs6=26.2GU
Gs7=26.8GU
Gs精密度:RSD=0.131
②取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按重量比8.0:4.0:3.0:1.0配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按6.0:5.0重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下,蒙砂2.5min后取出,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖3。
粗糙度指數(shù):Ra1=0.238μm Ra2=0.245μm Ra3=0.261μm
Ra4=0.239μm Ra5=0.241μm Ra6=0.255μm
Ra7=0.257μm
Ra精密度:RSD=0.0347
光澤度指數(shù):Gs1=21.8GU Gs2=22.0GU Gs3=24.2GU
Gs4=23.3GU Gs5=23.5GU Gs6=23.8GU
Gs7=23.1GU
Gs精密度:RSD=0.0387
比較圖2和圖3發(fā)現(xiàn)按案例2中②的配比效果較優(yōu)(圖3)。從①和②Ra精密度和Gs精密度分析,亦是案例2中②的蒙砂效果較優(yōu)。
實(shí)施例3:
①取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8.0:3.0:3.0:1.0重量比配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按6.0:5.0重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下,蒙砂2.5min后取出,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖5。
粗糙度指數(shù):Ra1=0.261μm Ra2=0.275μm Ra3=0.276μm
Ra4=0.266μm Ra5=0.268μm Ra6=0.273μm
Ra7=0.310μm
Ra精密度:RSD=0.0583
光澤度指數(shù):Gs1=22.0GU Gs2=21.2GU Gs3=18.1GU
Gs4=23.1GU Gs5=22.3GU Gs6=22.6GU
Gs7=21. 8GU
Gs精密度:RSD=0.0764
②取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8.0:4.0:3.0:1.0重量比配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按5.0:6.0重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下蒙砂2.5min,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖6。
粗糙度指數(shù):Ra1=0. 280μm Ra2=0.283μm Ra3=0.290μm
Ra4=0.290μm Ra5=0.292μm Ra6=0.295μm
Ra7=0.289μm
Ra精密度:RSD=0.0137
光澤度指數(shù):Gs1=21.8GU Gs2=21.9GU Gs3=23.0 GU
Gs4=23.1GU Gs5=22.8GU Gs6=22.1GU
Gs7=23.0GU
Gs精密度:RSD=0.0253
比較圖4和圖5發(fā)現(xiàn)案例3中②的配比效果較優(yōu)(圖5),從案例3中①和②Ra精密度和Gs精密度分析。案例3中②的均較小,表明Ra和Gs的離散度較低,均一性高,故其蒙砂效果更優(yōu)。
實(shí)施例4:
①取四硼酸鈉:硫酸氫鈉:磷酸按80:15:5重量比配成分散劑,取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8.2:4.5:2.2:1.3重量比配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按5.2:6.3重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,再加入分散劑,配成分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.40%的混合溶液。用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液,將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下蒙砂2.5min,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖5。
粗糙度指數(shù):Ra1=0. 295μm Ra2=0.296μm Ra3=0.300μm
Ra4=0.310μm Ra5=0.304μm Ra6=0.308μm
Ra7=0.306μm
Ra精密度:RSD=0.0172
光澤度指數(shù):Gs1=20.8GU Gs2=20.5GU Gs3=21.2 GU
Gs4=21.4GU Gs5=21.6GU Gs6=20.6GU
Gs7=21.5GU
Gs精密度:RSD=0.0213
②取四硼酸鈉:硫酸氫鈉:磷酸按80:15:5重量比配成分散劑,取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按7.0:3.5:1.8:0.8重量比配成A粉,氟化鈣和硫酸鋇按4.7:5.8重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,再加入分散劑,配成分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.70%的混合溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下蒙砂2.5min,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖8。
粗糙度指數(shù):Ra1=0. 293μm Ra2=0.295μm Ra3=0.298μm
Ra4=0.308μm Ra5=0.305μm Ra6=0.289μm
Ra7=0.290μm
Ra精密度:RSD=0.0246
光澤度指數(shù):Gs1=23.8GU Gs2=23.9GU Gs3=24.6GU
Gs4=24.9GU Gs5=25.2GU Gs6=24.0GU
Gs7=24.5GU
Gs精密度:RSD=0.0219
③取硼酸鈉:硫酸氫鈉:磷酸按80:15:5重量比配成分散劑,取氟化鈉、氟化鉀、硫酸銨、硫酸鉀按8.0:4.0:2.0:1.0重量比配成A粉 氟化鈣和硫酸鋇按5.0:6.0重量比配成B粉。將A粉、B粉和超純水按75:11:1000的重量比配成溶液,再加入分散劑,配成分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.55%的混合溶液,用硫酸調(diào)節(jié)PH=3.0配成蒙砂液。將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的玻璃樣片放入蒙砂液中,在25℃磁子轉(zhuǎn)速120r/min條件下蒙砂2.5min,純水清洗后烘干,測(cè)其粗糙度Ra和光澤度Gs,拍攝顯微鏡圖片如圖8。
粗糙度指數(shù):Ra1=0. 298μm Ra2=0.299μm Ra3=0.304μm
Ra4=0.305μm Ra5=0.306μm Ra6=0.308μm
Ra7=0.300μm
Ra精密度:RSD=0.0115
光澤度指數(shù):Gs1=23.1GU Gs2=23.5GU Gs3=23.3 GU
Gs4=23.8GU Gs5=23.6GU Gs6=23.5GU
Gs7=23.2GU
Gs精密度:RSD=0.0104
比較圖6、圖7和圖8,首先,發(fā)現(xiàn)案例4中③的配比效果最優(yōu)(圖8),從案例4中①、②和③Ra精密度和Gs精密度分析。從案例4中③的均極小,表明Ra和Gs的離散度極低,其蒙砂基面的均一性極高,蒙砂效果極優(yōu)。從圖8可以看出,其超微晶粒度分布極為均勻,其產(chǎn)品質(zhì)量的一致性極優(yōu);其次 ,在蒙砂玻璃產(chǎn)品質(zhì)量要求的可允許誤差范圍內(nèi),案例4中①、②和③均可滿足蒙砂要求。應(yīng)該指出:在溫度變化不大的25-30℃范圍內(nèi)均可應(yīng)用。
需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并沒(méi)有用來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,在上述基礎(chǔ)上做出的等同替換或者替代均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。