[发明专利]用于玻璃强化的盐浴及其制备方法、强化玻璃和原料玻璃

说明书

本发明公开了一种用于玻璃强化的盐浴，所述盐浴包括硝酸盐和金属化合物；所述硝酸盐的质量分数不低于50％，且呈熔融态；所述金属化合物熔于所述硝酸盐，所述金属化合物与所述硝酸盐包含有相同的金属元素；所述金属元素在所述金属化合物对应的分子式中的质量分数大于在所述硝酸盐对应的分子式中的质量分数。由此，与现有的盐浴相比，在同等质量的条件下，本发明提供的所述盐浴可提供的有效金属离子数量更多，从而提高玻璃强化后的强度，同时也提高了盐浴的寿命，减少了资源浪费和环境污染。

技术领域

本发明涉及玻璃化学强化领域，具体涉及用于玻璃化学强化的盐浴及其制备方法、强化玻璃和原料玻璃。

背景技术

目前厚度小于2mm的超薄玻璃以及对强度要求超高的玻璃，在强化时均需要采用离子交换法化学强化来实现，将玻璃置于离子交换盐浴中，使用盐浴中较大的离子来置换玻璃中较小的离子，一般参与交换的离子是碱金属离子。

离子交换所需的盐浴受到玻璃离子交换温度限制的要求，一般温度为380-450摄氏度，因此盐浴中可以采用的化合物盐的限制较多，通常采用熔点较低的碱金属硝酸盐。当确定某种硝酸盐之后，在同质量下，其可以参与离子交换的有效金属离子数量也确定了，换句话说，盐浴中有效金属离子数量被采用某种盐所确定。

化学强化玻璃在离子交换时能够产生的压应力由盐浴中有效的金属离子绝对数量所决定，一般来说有效金属离子数量越多玻璃表面可以被制造的压应力越高，玻璃强度也越高。但是，所有的盐浴都无一例外的只能采用硝酸盐，硝酸盐能够提供的有效金属离子能力成为了强化玻璃强度的天花板。现有的一些文献中也提到了在盐浴中添加“添加剂”，但大部分“添加剂”是不能溶于或熔于硝酸盐盐浴的，换句话说这些“添加剂”不能在硝酸盐盐浴中有效的离子化并参与玻璃的离子交换，充其量只能起到物理或化学吸附盐浴中的某些成份，破坏或保护玻璃结构的作用；因此有必要对盐浴进行研究和优化，进一步提高盐浴提供有效金属离子的能力，从而提高玻璃强化后的强度。同时，有效金属离子数量的提高，也相当于提高了盐浴的寿命，从而减少了浪费和污染。

为此，有必要设计一种新的用于玻璃强化的盐浴，以克服上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的用于强化玻璃的离子交换盐浴可提供的有效金属离子能力受硝酸盐种类限制而难以提高的问题，提供一种新的用于玻璃强化的盐浴，其可进一步提高盐浴提供有效金属离子的能力，从而提高玻璃强化后的强度。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一方面，提供一种用于玻璃强化的盐浴，包括硝酸盐和金属化合物；所述硝酸盐的质量分数不低于50％，且呈熔融态；所述金属化合物熔于所述硝酸盐，所述金属化合物与所述硝酸盐包含有相同的金属元素；所述金属元素在所述金属化合物对应的分子式中的质量分数大于在所述硝酸盐对应的分子式中的质量分数。

本发明提供的用于玻璃强化的盐浴中，包括多种硝酸盐和多种金属化合物，多种所述硝酸盐包含的金属元素的种类与多种所述金属化合物金属元素的种类相同，对于同一种金属元素，其在所述金属化合物对应的分子式中的质量分数大于在所述硝酸盐对应的分子式中的质量分数。

本发明提供的用于玻璃强化的盐浴中，所述金属化合物选自金属氯化物、金属过氧化物、金属氧化物、金属磷酸盐、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐、金属硅酸盐、金属氢氧化物中的至少一种。

本发明提供的用于玻璃强化的盐浴中，所述金属氯化物、金属过氧化物、金属氧化物、金属磷酸盐、金属碳酸盐、金属碳酸氢盐或金属硅酸盐的质量分数大于0.1％且小于30％。

本发明提供的用于玻璃强化的盐浴中，所述金属氢氧化物的质量分数大于0.1％且小于10％。

本发明提供的用于玻璃强化的盐浴中，所述金属元素选自元素周期表中的第一主族元素和第二主族元素。