[发明专利]一种玻璃再次成型工艺

说明书

技术领域

本发明属于玻璃加工技术领域，具体涉及一种玻璃再次成型工艺。

背景技术

在玻璃制备为光学器件的深加工之前，常常需要把玻璃坯料加工成为各种不同规格的预成型体。预成型体的质量与最终的光学器件产品的质量有直接的关系。将玻璃坯料再次成型制成预成型体的过程通常包括玻璃软化、压模成型、冷却脱模的步骤，在此过程中玻璃的热膨胀系数对玻璃的再次成型起着至关重要的作用。玻璃再次成型过程中温度波动的范围非常大，使得产品发生不均匀的收缩现象，最终导致后续深加工时需要削去不均匀的玻璃体，造成原料浪费，且产品优良率显著降低。

此外，现有的再次成型工艺中软化炉多采用一个加热区进行加热，不容易控制玻璃坯料的软化程度，若炉体内的温度过低，玻璃坯料的表面可被软化而内层不能被软化，由于玻璃的脆性，这种玻璃坯料在压制为预成型体时容易产生裂纹，进而影响光学器件产品的质量；要使玻璃坯料内部软化就需要升高软化炉内的温度，在这种较高温度下玻璃容易超过软化点而发生融化，融化的玻璃在压型的过程中容易产生形状不规则地情况，甚至出现玻璃液流出而导致预成型体达不到重量要求。

目前针对玻璃膨胀系数对再次成型质量的影响，研究者多着重从模具方面入手，通过对设备进行改进，有效地减少熔融玻璃的热能，特别是减少熔融玻璃内部和表面温差，以达到抑制收缩的目的。专利申请01131212.2公开了模压玻璃制品的方法和设备，该专利应用由上模和下模构成的模具对玻璃料滴进行压型，对下模模压面上的玻璃料滴上表面进行冷却，再对冷却后的玻璃料滴的热辐射进行抑制，使玻璃料滴的内部和上部之间的温差缩小。专利申请201380037608.5公开了玻璃成型品及其制造方法、光学元件坯料、以及光学元件及其制造方法，该专利的玻璃成型品的制造方法包括以下工序：工序A，其中，将被覆剂被覆于玻璃块的表面；以及，工序B，其中，将被覆了所述被覆剂的所述玻璃块加热使其软化、并进行成型，结果表明，利用此被覆剂对玻璃块进行被覆有利于降低玻璃块表面的自由能，从而抑制玻璃块表面的结晶化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效抑制由于受热不均匀、热胀冷缩等因素引起玻璃体不均匀和产生收缩纹等现象的玻璃再次成型工艺，采用所述的再次成型工艺制备得到的玻璃预成型体质量优良，并可显著减少原料的浪费。

本发明通过如下技术方案以实现上述目的：

本发明涉及的一种玻璃再次成型工艺包括以下步骤：

(1)使用涂料对玻璃坯料表面进行包被；

(2)将包被后的玻璃坯料置于瓷盒上，经传送装置输送入软化炉内的加热区，进行分区域阶段式加热，使玻璃坯料软化；

(3)将软化后的玻璃坯料置于成型模具中压模成型；

(4)玻璃压模成型冷却脱模后除去表面上的涂料层，即得玻璃预成型体。

进一步地，所述涂料由石棉粉、有机硅改性丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酰氧基硅烷、硅铝酸盐和低沸点有机溶剂以1∶(1.5-2)∶(0.01-0.04)∶(0.005-0.01)∶(1-1.5)的配比组成。

优选地，所述涂料由石棉粉、有机硅改性丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酰氧基硅烷、硅铝酸盐和低沸点有机溶剂以1∶1.5∶0.02∶0.008∶1的配比组成。

进一步地，所述低沸点有机溶剂选自乙醇、异丙醇、1，2-丙二醇和正丁醇中的一种。

进一步地，所述玻璃再次成型工艺步骤(1)使用涂料对玻璃坯料表面进行包被，所述包被的方法为：使用海绵刮涂工具或毛刷蘸取适量的涂料至上而下进行涂布，置于60-80℃干燥30-40min，然后再置于100-120℃干燥120-180min。

进一步地，所述玻璃再次成型工艺步骤(1)使用涂料对玻璃坯料表面进行包被，所述涂料包被的厚度为20～60μm。

进一步地，所述玻璃再次成型工艺步骤(2)分区域阶段式加热步骤为：400℃～550℃的低温区加热2～4min，550℃～700℃的中温区加热4～8min，700℃～800℃的高温区加热2～6min。

此外，本发明还提供所述涂料的制备方法，其包括以下步骤：取石棉粉研磨后过400～600目筛，加入甲基丙烯酰氧基硅烷和低沸点有机溶剂混匀，置于高速分散机中均匀分散6～10min，加入有机硅改性丙烯酸酯树脂和硅铝酸盐继续分散2～3min，即得。

本发明采用对玻璃没有腐蚀性，且沸点较低的有机溶剂进行涂料的制备，在使用涂料对玻璃坯料表面进行包被的过程中以及玻璃坯料进行分区域阶段式加热软化的过程中，容易挥发除去，不引起溶剂残留。