[发明专利]一种无硼、无磷高稳定性的离子筛及其应用

说明书

本发明公开了一种无硼、无磷高稳定性的离子筛及其应用，解决化学强化玻璃盖板的生产过程中，高温盐浴下对盐浴中锂离子吸收能力不足，以及吸收率不好的问题，特别针对中毒离子锂的吸收。基于氧化物的mol%计，第一金属氧化物为30mol%~50mol%，SiO₂为26mol%~50mol%，Al₂O₃为8mol%~25mol%；其中，SiO₂+Al₂O₃的mol%大于50%，且大于第一金属氧化物；氧化磷和氧化硼的含量低于300ppm或更少。其在高温下结构稳定，可在高温中连续、快捷地吸收锂离子，不增加操作成本；特别针对中毒离子锂的吸收，具有吸收率较高，吸收速率可控的特点。可保证盐浴中的锂离子和钠离子浓度处于较低水平，保证化学强化玻璃量产尺寸的稳定性、表面应力的稳定性。

技术领域

本发明涉及离子筛技术领域，具体涉及玻璃强化工艺中提纯盐浴化合物杂质的离子筛，特别是一种无硼、无磷高稳定性的离子筛及其制备工艺。

背景技术

在化学强化玻璃盖板的生产过程中，随着强化过程中强化材料数量的增加，导致盐浴中Na⁺、Li⁺的增加，虽然只是ppm级，但是会严重阻碍正常化学强化的进行，导致后续样品强化后的CS值下降，使CG（Cover Glass）工厂质量无法管控。玻璃经过化学强化后，由于盐浴中的大离子取代盐浴中的小离子，玻璃会产生尺寸膨胀，而杂质离子的增加会减弱离子交换量，尤其是Li⁺的增加，导致严重削弱锂铝硅化学强化玻璃的钠-锂交换程度，从而导致强化后尺寸膨胀迅速减少，而手机盖板应用中对玻璃尺寸要求偏差在20微米以内。故盐浴中Li⁺的增加会导致锂铝硅化学强化玻璃量产尺寸不良上升，只能通过换新的盐浴解决，但换新盐浴会导致成本的增加和效率的降低。

更重要的是，锂离子盐浴会很快地影响锂铝硅玻璃的应力性能，尤其是深层压应力，在应力测试中，CT-LD等指标值呈持续下降趋势，造成在持续强化中玻璃的抗跌落性能及其他性能会逐渐下降，使性能不稳定。另外盐浴寿命有限，玻璃加工厂需不断更换盐浴，不利于量产。且在微晶玻璃中，由于本身玻璃相非常少，离子交换大部分通过玻璃相进行交换，但是由于结晶度高，玻璃相少，其应力会对锂离子盐浴中毒更加敏感。

因此，有必要提供一种针对劣化的或含有杂质锂离子等的盐化合物进行提纯的材料，以提升生产效率，降低生产成本，且环保无污染。现有技术中，针对杂质锂离子吸收的方法，主要为在盐浴中投入磷酸钠，磷酸在盐浴中溶解，磷酸根则与锂离子形成磷酸锂而沉淀；然而，磷酸锂会使盐浴产生浑浊，需要长时间澄清之后才可用，且使用过久的磷酸锂沉淀过多会使其附着在强化玻璃表面，从而使玻璃产生缺陷；同时，沉淀的磷酸锂在盐浴底部过多时，会导致清理困难。例如WO2020092122A1公开的“化学强化含锂玻璃的方法和系统”是针对盐浴中毒，用磷酸盐沉淀出中毒阳离子会在玻璃表面结晶使产生凹凸的缺陷的问题；而采用玻璃进入和离开盐浴的锂离子的浓度保持平衡，即控制盐浴的锂离子浓度使之相对稳定，来避免在玻璃表面结晶产生凹凸的问题，这样盐浴寿命有限，需不断地更换盐浴，不利于量产。另外，CN201610428113.0公开的“离子筛材料及其制备和使用方法”，属于含有硼、磷成分的离子筛，其在高温440℃~600℃盐浴交换中会对玻璃、微晶玻璃表面造成随机性侵蚀现象。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种无硼、无磷高稳定性的离子筛，解决化学强化玻璃盖板的生产过程中，高温盐浴下对盐浴锂离子吸收能力不足，以及吸收率不好的问题，特别针对中毒离子锂的吸收。

本发明还提供无硼、无磷高稳定性离子筛的制备工艺，解决现含有硼、磷成分等离子筛高温下结构不稳定、易分解析出磷、硼污染玻璃基材表面并侵蚀玻璃的问题。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：