[发明专利]一种低膨胀硼硅酸盐乳浊玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及低膨胀硼硅酸盐乳浊玻璃及其制备方法，所述玻璃具有较好的乳白色泽，属于建筑装饰用品领域。

背景技术

乳浊玻璃是因大量未熔颗粒、液滴、微小气泡或析出的晶粒分散在玻璃中，而其折射率有异于主体玻璃，在光线照射后发生散射而造成的。

现今已有很多使玻璃乳浊的组成研究。主要有氟化物乳浊玻璃，磷酸盐乳浊玻璃，氧化物乳浊玻璃与混和乳浊玻璃和分相乳浊玻璃。实际生产中大多数以含氟乳浊玻璃和磷酸盐乳浊玻璃应用较多。

含氟乳浊玻璃由于其对环境的污染和对熔池壁耐火材料的腐蚀问题，现在已很少采用。

现有的乳浊玻璃大多为磷酸盐乳浊玻璃，以CN102249540A为例，它介绍了一种Na₂O-CaO-SiO₂乳浊玻璃，其中利用磷化合物和氧化锆乳浊。但由于其碱金属氧化物含量较高，达16％以上，由此可能造成磷化合物挥发较大，因此可能造成对环境的污染及对熔窑的腐蚀。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种低膨胀硼硅酸盐乳浊玻璃及其制备方法，该玻璃具有较小热膨胀系数，无氟无磷，可避免氟化物、磷化合物对环境及熔窑的影响。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种低膨胀硼硅酸盐乳浊玻璃，其特征在于：该玻璃化学组成及所占质量百分数为(wt％):SiO₂67-74％，B₂O₃11-15％，Al₂O₃0.1-3％，Li₂O 0.1-2.5％，Na₂O 0.1-3％，SrO 0-5％，BaO0.1-0.5％，ZnO9-14％。配料并进行熔制，得到低膨胀硼硅酸盐乳浊玻璃(分相乳浊玻璃)，从而避免氟化物，磷化合物对环境及熔窑的影响。该玻璃是低碱玻璃，并且所含碱金属氧化物为氧化锂，氧化钠。

特别的，SiO₂更优为69-72％。

B₂O₃更优为12-14％。

Al₂O₃更优为1-2.5％。

Li₂O更优为0.5-2％。

Na₂O更优为0.1-2.5％。

SrO更优为0.1-4％。

BaO更优为0.3-0.5％。

ZnO更优为9-12％。

本发明通过引入氧化锶，一方面促进玻璃的乳浊，另一方面与氧化钡作为助熔剂促进玻璃熔化。所述氧化钡以碳酸钡的形式引入。其热膨胀系数满足：36×10^-7/℃≤CTE≤47×10^-7/℃。熔制温度低于1600℃。

上述一种低膨胀硼硅酸盐乳浊玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)按化学组成及所占质量百分数为(wt％):SiO₂67-74％，B₂O₃11-15％，Al₂O₃0.1-3％，Li₂O 0.1-2.5％，Na₂O 0.1-3％，SrO 0-5％，BaO0.1-0.5％，ZnO9-14％；配料，混合均匀，得到混合的玻璃原料；

2)将混合的玻璃原料在1320-1400℃加料，并升温至熔制温度熔制两个小时；

3)将熔制好的玻璃液成型并立即退火。

所述步骤2)中，升温至熔制温度为1500-1580℃，升温速率为2-4℃/min。

如上所述组成中，SiO₂是主要的网络形成体，它不仅能降低玻璃的热膨胀系数，同时有助于提高玻璃的化学稳定性，热稳定性，机械强度等性能。但含量过高会使熔融温度升高，而且增加析晶倾向，所以本发明SiO₂在含量67-74％之间，更优在69-72％之间。

B₂O₃的作用体现在，它的加入不仅利于玻璃分相，还可以降低玻璃的热膨胀系数，降低高温粘度，提高玻璃的热稳定性，改善玻璃的光泽。但B₂O₃引入量过高时，由于硼氧三角体[BO₃]增多，玻璃的热膨胀系数反而增大，发生反常现象。本发明的B₂O₃含量为11-15％，更优为12-14％。