专利名称:一种新型的乳白色玻璃的利记博彩app
技术领域:
本发明涉及乳白色玻璃配方,有意识地不含氟化物,可使生产安全,乳白度增高,是一种低温熔融的乳白色玻璃配方。
背景技术:
在透明玻璃中,混入光折射率不同的粒子,使玻璃产生光散射。或者在原料中加入一些不透明的微粒子,搅均匀,降低玻璃的光透过率。两种方法生产出的玻璃呈乳白色,称之为乳白色玻璃。乳白色玻璃具有美观大方,保存稳定等特点,被广泛应用于容器、餐具、建筑材料等领域。
乳白色玻璃一般分为氟化物类乳白色玻璃、硼硅酸盐类乳白色玻璃、磷酸盐类乳白色玻璃。
氟化物类乳白色玻璃的配方,在日本特开昭62-52140号公报上记载有SiO270~73重量%氟化物4~6重量%(主要从NaF中引入氟化物)。
然而,在工业化规模生产的情况下,萤石(CaF2)、氟硅酸钠(Na2SiF6)、水晶石(Na3AlF6)作为原料,在玻璃熔化时,约有10~50%的含氟废气排入大气中,对大气造成污染,危害人体健康,危害农作物,缺乏安全性。
此外,NaF和CaF2的晶体形成速度,析出速度非常快,在将熔融状玻璃急冷的情况下,虽然也能形成乳白色。但是,因为晶体形成速度、析出速度过快,难以控制,晶体过大,结晶相与玻璃相之间的热膨胀率不同,产生应力,易造成玻璃碎裂。
另外,在玻璃冷却时,粘稠的熔融状玻璃大量析出NaF、CaF2,玻璃结构中,硅氧四面体的网络状结构变得大而空洞。因而会使玻璃失去透明,造成乳白度变化,SiO2自身也变得容易析出,造成玻璃的机械强度下降。换句话说,SiO2析出,析出的晶体与周围的玻璃相的热膨胀率不同,析出晶体周围会产生裂纹,裂纹对玻璃制品来说,是致命缺陷。
硼硅酸盐类乳白色玻璃的配方,如特开昭50-55611、特开昭61-247642、特开昭63-265841号所示,一般SiO2、B2O3的含量较高,P2O5、CaO的含量较少,各组成成份通过一定的百分配比,来形成乳白色玻璃。
然而,硼硅酸盐类乳白色玻璃成份中,Al2O3的含量因难以控制,总会产生一些问题,如乳白度不高、乳白度不均匀等。
比方说,特开昭50-55611号公报上所述,Al2O3的含量超过5重量%时,会妨碍玻璃生成乳白色,也就形成乳白度不高。而特开昭61-247642号公报上所述配方中,Al2O3的含量超过2.7重量%时,以1380℃以下的温度,熔解困难,因玻璃粘度太高,成型生产困难。
此外,硼硅酸盐玻璃正如特开昭50-55611号公报所述那样,一般来说耐水性较差,再降低SiO2含量就显得不现实,最终结果是玻璃的溶解温度高达1450~1580℃。玻璃溶解需要大量的能源,造成生产成本提高。还有,玻璃溶解温度高,玻璃液对窑炉耐火砖的侵蚀增强,影响窑炉的使用寿命。
特开昭50-51513号公报上所提出的磷酸盐类乳白色玻璃,也就是降低B2O3的含量,提高P2O5的含量,以此形成的乳白色玻璃。然而,这种乳白色玻璃的乳白度低,因为作为乳白色特征指标之一的光透过率(波长340~700nm),要求越低越好。而磷酸盐类乳白色玻璃中,Al2O3、B2O3的含量低,波长340~700nm的光透过率高达4~13%,证明其乳白度低。此外磷酸盐类乳白色玻璃还存在着化学稳定性差,热膨胀率高等问题。
发明内容
本发明提出的乳白色玻璃配方,就是有意识地不含氟化物,使生产安全方便,对大气无污染,对人体、农作物无危害,玻璃乳白度高,且能低温溶解,是一种环保型的乳白色玻璃。
本发明乳白色玻璃配方SiO235~60重量%、P2O53.5~10重量%、Al2O35.5~15重量%、CaO 3.0~15重量%。
具体实施例方式
通过以上配比的配方,可以解决传统生产中的存在的各种问题。
以下就配方中各主要成份进行说明。
SiO2SiO2是玻璃网络状结构的主要成份,玻璃的非晶态构造,玻璃的一些非常可贵的特性如,机械强度、适应性能、光泽透明等都是SiO2在发挥着重要作用。
因而SiO2的含量必须控制在35~65重量%范围内。如果SiO2的含量不足35重量%,那么玻璃的适应性能和耐水性能就明显下降。而SiO2的含量超过65重量%,那么玻璃的溶解温度就高,需要1400℃以上的高温,本发明的目的之一,低温溶解就无法达到。
从玻璃的适应性能等特性、玻璃的溶解温度等各个方面综合考虑,SiO2的含量控制在40~60重量%(不含60重量%)范围内是较理想的,控制在45~55重量%(不含55重量%)范围内则更为理想。
一般从防止玻璃的适应性能、耐水性能下降的观点出发,认为SiO2的含量至少要在60~65重量%范围内。但是本发明通过与配方中其他成份的相互组合,可避免玻璃的适应性能下降。降低SiO2的含量的意义可以说是扩大了SiO2的含量的控制范围。
P2O5与SiO2分相,促进玻璃乳白化。但仅靠P2O5与SiO2分相,乳白度不够,即使再增加P2O5的含量,也不能提高乳白度。
P2O5与配方的其他成份相配合,与SiO2有效分相,形成光折射率不同的,分布均布的相,这样可得到优质乳白色玻璃。
本发明的配方中,P2O5的含量须控制在3.5~10重量%范围内。如P2O5的含量不足3.5重量%,玻璃的乳白度不高。如P2O5的含量超过10重量%,会造成乳白色不均,影响玻璃的美观。
从乳白度和外观两方面综合考虑,P2O5的含量控制在4~10重量%范围内是较理想的,控制在4.5~8重量%范围内则更为理想。
特开昭63-265841号有记述,P2O5的含量只能控制在2.5重量%左右,P2O5的含量过多,会加速玻璃对窑炉耐火砖的侵蚀,缩短窑炉使用寿命。但本发明的配方中,P2O5的含量即使超过2.5重量%,也未发现上述问题。
Al2O3在本发明的配方中,Al2O3的含量须控制在5.5~15重量%范围内。Al2O3在降低玻璃的化学稳定性、热膨胀率的同时,也极大地提高了SiO2与其他成份的分散稳定性,使玻璃的组织结构更加均衡。本发明能提高乳白色玻璃的乳白度,并使乳白度更加均匀。
Al2O3的含量须控制在5.5~15重量%范围内。如Al2O3的含量不足5.5重量%,则无法提高SiO2与其他成份的分散稳定性。而Al2O3的含量超过15重量%,玻璃的溶解温度就会变得很高,乳白度反而下降。
从分散稳定性和玻璃溶解温度等各方面综合考虑,Al2O3的含量控制在5.7~10重量%范围内是较理想的,控制在6~9重量%范围内则更为理想。
本发明的配方中,Al2O3的含量即使超过5重量%,也不会出现特开昭50-55611号公报上所说的严重妨碍玻璃生成乳白色。特开昭61-247642号公报上所说的1380℃以下温度难以溶解、粘度高、成型作业困难等情况。
CaO在本发明的配方中,CaO的含量须控制在3~15重量范围内。CaO既能降低熔融态玻璃的粘度,又能提高乳白度。
在本发明中,CaO的含量如不足3重量%,玻璃的乳白度低下。而CaO的含量超过15重量%,玻璃的溶解温度会变高,热膨胀系数变大。
从乳白度和玻璃溶解温度等各方面综合考虑,CaO的含量控制在5~14重量%范围内是较理想的,控制在6~13重量%范围内则更为理想。
特开昭63-265841号公报上已有记述,CaO的含量只能控制在1.5重量%左右,CaO的含量过多,会增加玻璃液对窑炉耐火砖的侵蚀,缩短窑炉使用寿命。但在本发明中,玻璃溶解温度低,CaO的含量即使超过1.5重量%,也未发现上述问题。但是,如果窑炉耐火砖本身材料欠佳,本发明的配方也会对耐火砖造成侵蚀。
玻璃的其他成份本发明的配方中,还应包括下列成份。
Na2ONa2O的含量,最好控制在4~15重量%范围内。Na2O添加量的多少,应根据降低玻璃溶解度所需的量来决定。
Na2O的含量,如不足4重量%,无添加效果。而Na2O的含量超过15重量%,会造成玻璃适应性能低下,热膨胀系数变大。
从添加效果和玻璃的适应性能等各方面综合考虑,Na2O的含量控制在5~10重量%范围内最理想。
K2OK2O的含量,最好控制在1~10重量%范围内。K2O可增加玻璃的乳白度,使玻璃溶解温度曲线变得柔和,扩大作业温度范围。并且因为K2O是碱性氧化物,可抑制玻璃中钠离子的活性。
K2O的含量,如不足1重量%,无添加效果。而K2O的含量超过10重量%,玻璃溶解温度变高。
从添加效果和玻璃的适应性能等各方面综合考虑,Na2O含量控制在2~5重量%范围内最理想。
ZnOZnO的含量,最好控制在2~10重量%范围内。添加少量的ZnO,可发挥助熔效果,增加玻璃的溶解性,提高乳白度,降低热膨胀率,还能提高玻璃的适应性能。
ZnO的含量,如不足1重量%,无添加效果。而ZnO的含量超过10重量%,玻璃会失去光滑性,变得粗糙。
从添加效果和玻璃的溶解性等各方面综合考虑,ZnO的含量最好控制在2~7重量%范围内。
B2O3B2O3的含量,最好控制在1~15重量%范围内。添加少量的B2O3,可发挥助熔效果,增加玻璃的溶解性,提高乳白度,降低热膨胀率,还能提高玻璃的适应性能。
B2O3的含量,如不足1重量%,无添加效果。而超过15重量%,会降低玻璃的适应性能。
从添加效果和玻璃的适应性能等各方面综合考虑,B2O3的含量最好控制在3~10重量%范围内。
TiO2TiO2的含量,最好控制在0~7重量%(不含0重量%)范围内。
添加少量的TiO2,可提高玻璃的乳白度,增加玻璃的溶解性,降低热膨胀率,还能提高玻璃的适应性能。
TiO2还能加强Al2O3的分散作用,提高分散效果。
TiO2的含量,最好控制在0~7重量%(不含0重量%)范围内。这是因为TiO2的含量如超过7重量%,玻璃会被着色,呈黄色。
从添加效果和玻璃的溶解性等各方面综合考虑,TiO2的含量控制在1~5重量%范围内最为理想。
其他玻璃成份可以从MgO、BaO、SrO、Li2O、ZrO2、Sb2O3、CS2O、SnO2、PbO中选择少则一种,多则几种氧化物加入到本发明的配方中。
MgO能降低玻璃的热膨胀率,BaO、SrO能提高玻璃的溶解性,比较理想的添加量是0~10重量%(不含0重量%)范围内。
如含量超过10重量%,MgO会降低玻璃的溶解性,而BaO、SrO则会使玻璃的热膨胀率大幅升高。如MgO和BaO或SrO合并使用,则效果较佳,既能提高玻璃的溶解性,又能降低玻璃的热膨胀率,对本发明是很合适的。
Li2O的助熔作用是最好的,加入到本发明的配方中也很合适,添加量最好控制在0~2重量%(不含0重量%)范围内。Li2O的含量如超过2重量%,会降低玻璃的乳白度。
ZrO2能显著提高玻璃的乳白色,提高玻璃的化学稳定性,加入到本发明的配方中也很合适,添加量最好控制在0~5重量%(不含0重量%)范围内。ZrO2的含量如超过5重量%,反而会降低玻璃的乳白度。
Sb2O3能消泡,CS2O、SnO2、PbO能提高玻璃的乳白度,提高玻璃的化学稳定性。
添加量的最佳范围分别是,Sb2O3在0~1重量%(不含0重量%),CS2O在0~10重量%(不含0重量%),SnO2在0~10重量%(不含0重量%),PbO在0~10重量%(不含0重量%)范围内。
Sb2O3的含量如超过1重量%,会降低消泡效果。SnO2的含量如超过10重量%,玻璃的软化点会大幅上升。CS2O、PbO的含量如超过10重量%,会引起热膨胀率上升,乳白度下降,适应性能下降等问题。
除上述氧化物外,配方中还可含有Nb5+、Ta5+、W6+、Mo6+等多价氧化物,这样能取得更好的性能效果。还可以在玻璃成份中,添加着色剂,以达到所需的各种色调。
例如,在玻璃成份中,添加CO2+、Cu2+、Ni2+、CO3+、Cr3+、Fe3+、Mn3+、Nb3+、Pr3+、Cr6+等着色剂,可将玻璃的颜色调整到所需要的色彩。
以下通过实例,对本发明作具体说明。
实例1实例1的玻璃配方,如表1中第1栏所示。将各原料调合后,在干式混合机中混合,混合时间为1小时,混合料总计200g。
此时,碱金属氧化物、碱土金属氧化物的形态,最好是碳酸化合物,P2O5的原料形态,最好是CaHPO4、Ca(PO3)2、Ca3(PO4)2、NaHPO4。
把混合完毕的配合料装入白金壶中,在热电气炉中,以溶解温度1350~1400℃,溶解时间1~2小时的条件,进行熔解。溶解时,用白金铲子对玻璃多次进行搅拌,使玻璃均匀熔化。此后澄清玻璃,再把玻璃倒在以加热的不锈钢板上,送入550~600℃的退火炉冷却。
本发明的玻璃配方熔解后得到的乳白色玻璃,玻璃乳白度的判定,用目视方法,以以下基准进行。
优乳白度高,玻璃美观。
中乳白度中,稍有不均。
差乳白度低,透明度高,不均明显。
退火后的乳白色玻璃,取样进行镜面研磨、进行蒙砂,用便携式型电子显微镜(SEM)和分析型电子显微镜进行观察分析,可以看到玻璃结构中第1样式P2O5-CaO粒子大量分布,平均粒径约0.4μm。
在玻璃结构中还可以观察到第2样式大量TiO2-Al2O3粒子,分布均匀、紧密,平均粒径约0.1μm。
第3样式是在P2O5-CaO结构中,分布着非结晶态物质。便携式电子显微镜所拍摄的照片,清楚地显示着本发明乳白色玻璃的分相结构,排列极为整齐紧密。这是以前没有的,是通过调节SiO2、P2O5、Al2O3、CaO的含量而得到的。
实例2~11与实例1一样,实例2~11的配方见表1。玻璃溶解方法等也与实例1一样。生产出实例2~11的乳白色玻璃,并作出乳白度判定。
实例4、6、9、11,软化点测定标准是依照JISR-3104,退火点和应力点的测定标准是依照JISR-3103,分光率是采用日立株式会社生产的150-20型分光光度计测得的。乳白色玻璃被测样品是长30mm×宽30mm的正方形,厚度为5.0mm。
其中,实例6和其它实例不同,为测试玻璃的液态温度,在实例6中,把乳白色玻璃在玛瑙钵中进一步粉碎,粉碎成粒径在0.2~0.6μm之间玻璃粉末。取3g这样的粉末放在白金板上,分别在750℃、800℃、850℃、900℃、950℃的电气炉中,放置20小时,结果显示,实例6的乳白色玻璃的结晶化温度在900℃以下。由此可以确认实例6的乳白色玻璃,它的液态温度比特开昭63-265841号公报上所记载的,从前的乳白色玻璃的液态温度要低。
比较例1~4如表2所示,比较例1~4的配方与本发明的配方不同,但乳白色玻璃的生产方法与实例1一样,并进行了乳白度的判定。判定结果也如表2所示,比较例1~4的乳白色玻璃,其透明度高,乳白度低,不均明显,美观性能差。
表1实施例(组成单位重量%)
表2比较例
发明效果本发明乳白色玻璃配方,能够达到不含氟化物,生产安全,对大气无污染,对人体农作物无危害,玻璃乳白度高,且能低温溶解,是一种环保型的乳白色玻璃。
通过使用本发明配方生产的乳白色玻璃,对波长在350~700nm之间光线的光透率在0.02~0.18%范围内,而特开昭50-51513公报上记载传统方法生产的乳白色玻璃,对波长在350~700nm之间光线的透光率至少在1~5%范围内。由此可以确认本发明的乳白色玻璃对紫外线等光线有着极佳的遮断效果。
通过使用本发明配方生产的乳白色玻璃,玻璃的软化点,退火点,应力点的温度与钠钙玻璃相同或稍低一点,同样适合工业化大批量生产,玻璃压制,吹制的成型条件也简单方便。
本发明乳白色玻璃的溶解度低,在1400℃以下,可解决玻璃窑炉的侵蚀问题。
虽然本发明中Al2O3的含量较高,但本发明乳白色玻璃的热膨胀率比钠钙玻璃(约90×10-7/℃)低,并且玻璃的耐热性能高,退火时间短。
本发明还具有以下独特效果。
本发明作为一种新型环保型乳白色玻璃,应用范围广泛,例如可用于玻璃板、化妆品瓶、药瓶、食品瓶、装饰玻璃等等。
本发明乳白色玻璃的乳白度高,对光,特别是对紫外线的遮蔽效果极佳,能显著提高容器内的内容物保存效果。
本发明乳白色玻璃能低温熔解,且耐热性良好,适合做形状复杂的容器或大型容器。
本发明乳白色玻璃防紫外线效果极佳,用于窗玻璃时,可防止室内墙纸、窗帘等因紫外线照射而引起的老化问题。
本发明乳白色玻璃表明光滑,粉碎成粉末后,可作为乳白色玻璃粒子添加剂,加入到聚酯树脂、聚丙烯树脂、环氧树脂中。
权利要求
1.一种乳白色玻璃,其特征在于,其配方如下SiO235~65重量%P2O53.5~10重量%Al2O35.5~15重量%CaO 3.0~15重量%
2.如权利要求1所述的乳白色玻璃,其特征在于,SiO2的含量控制在40~60重量%范围内,不含60重量%。
3.如权利要求1所述的乳白色玻璃,其特征在于,SiO2的含量控制在35~55重量%范围内,不含55重量%。
4.如权利要求1至3之一所述的乳白色玻璃,其特征在于,上述配方中,Na2O的含量在4~15重量%范围内。
5.如权利要求1至4之一所述的乳白色玻璃,其特征在于,上述配方中,K2O的含量在1~10重量%范围内。
6.如权利要求1至5之一所述的乳白色玻璃,其特征在于,上述配方中,ZnO的含量在2~10重量%范围内。
7.如权利要求1至6之一所述的乳白色玻璃,其特征在于,上述配方中,B2O3的含量在1~15重量%范围内。
8.如权利要求1至7之一所述的乳白色玻璃,其特征在于,上述配方中,TiO2的含量在0~7重量%范围内,不含0重量%。
9.如权利要求1至8之一所述的乳白色玻璃,其特征在于,上述配方中,可从MgO、BaO、SrO、Li2O、ZrO2、Sb2O3、CS2O、SnO2、PbO中至少选取一个氧化物。
全文摘要
本发明涉及乳白色玻璃配方,有意识地不含氟化物,可使生产安全,乳白度增高,是一种低温熔融的乳白色玻璃配方。然而,在传统玻璃熔化时,约有10~50%的含氟废气排入大气中,对大气造成污染,危害人体健康,危害农作物,缺乏安全性。本发明提出的乳白色玻璃配方,就是有意识地不含氟化物,使生产安全方便,对大气无污染,对人体、农作物无危害,玻璃乳白度高,且能低温溶解,是一种环保型的乳白色玻璃。本发明乳白色玻璃配方SiO
文档编号C03C3/097GK1552650SQ03128839
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月26日 优先权日2003年5月26日
发明者莲沼一雄 申请人:上海高雅玻璃有限公司