[发明专利]一种柔性超薄玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明属于玻璃生产的技术领域，尤其涉及一种柔性超薄玻璃及其制备方法和应用，用以解决传统柔性超薄玻璃制备时添加碱金属氧化物导致产品机械性能受限的技术问题。本发明提供一种不添加碱金属氧化物的柔性超薄玻璃料方，并结合简便的制备方法制得柔韧性良好的柔性超薄玻璃产品。该产品厚度小于0.06mm，弯曲半径小于10mm，密度低至2.485g/cm³，与添加碱金属的传统柔性超薄玻璃相比，弯曲半径减小了数十倍，50‑350℃范围内的热膨胀系数明显减小，杨氏模量、退火点和应变点均得到提高。本发明的柔性超薄玻璃制备时使用试剂少，工艺简便快捷，所得产品性能良好，能够满足市场的需求，具有应用和推广价值。

技术领域

本发明属于玻璃生产的技术领域，尤其涉及一种柔性超薄玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

柔性超薄玻璃是一种新型的超薄玻璃，其厚度≤0.1mm，质量极轻，具有柔软性，无需热加工、受到外力即可任意弯曲卷绕，不仅具有普通玻璃的高硬度、高透过率及稳定的机械性能和化学性能，还具有优良的耐化性、较低的热膨胀性和较高的热稳定性，可有效阻隔水汽和氧气，在制备柔性衬底和盖板等材料方面具有巨大的优势，被广泛应用于显示器面板、柔性显示基板、智能表面、OLED照明和柔性太阳能电池等领域。

目前，虽然柔性超薄玻璃的应用逐渐普遍，但柔性超薄玻璃的生产加工技术仍处于发展阶段，柔性超薄玻璃片的成型厚度较大、线膨胀系数（CTE）较大、柔韧性不足、边缘易产生微裂痕等问题有待解决。公开号为CN112441741 A的专利“一种超薄铝硅酸盐玻璃及其制备方法”得到的超薄玻璃产品厚度小于0.5mm，但其应变点和退火点均较低，50-400℃之间的CTE较大，易受高温影响发生形变，柔韧性有待提高；公开号为CN107351462 A的专利“一种柔性玻璃的制备方法”制得的柔性玻璃片成型厚度较厚，且制备时使用的添加剂较多，步骤繁琐，实际应用能耗大。此外，现有技术制备柔性超薄玻璃时常在料方中添加碱金属氧化物（如上述两专利），对其应变点、热稳定性和弯曲半径等机械性能均产生不利的影响。因此，开发出无需使用碱金属氧化物组分且有效提高机械性能的柔性超薄玻璃制备方法，是目前生产应用柔性超薄玻璃中亟待解决的问题。

发明内容

针对传统柔性超薄玻璃制备时添加碱金属氧化物导致产品机械性能有限的技术问题，本发明提出一种柔性超薄玻璃及其制备方法和应用，该柔性超薄玻璃产品不添加碱金属氧化物，密度低至2.485g/cm³，厚度小于0.06mm，弯曲半径小于10mm，多项性能参数良好。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种柔性超薄玻璃，以各组分的总质量为基准，含有56.1-65%的SiO₂、11.4-23.8%的Al₂O₃、0.5-7.5%的B₂O₃、1.6-9%的MgO、0.1-6.9%的CaO、0-2%的SrO、0-2%的BaO、0.1-6.3%的ZnO、0-6%的TiO₂和0.02-0.7%的澄清剂。

优选地，所述柔性超薄玻璃以各组分的总质量为基准，含有56-61%的SiO₂、17-21%的Al₂O₃、2-5%的B₂O₃、3-7%的MgO、0.1-6%的CaO、0.1-1%的SrO、0.5-1.5%的BaO、0.5-5%的ZnO、0.1-5%的TiO₂和0.1-0.5%的澄清剂；所述澄清剂为硫酸盐、氧化铈、氧化锡、氧化亚锡和卤化物中的任一种。

本发明以SiO₂作为构成柔性超薄玻璃的基质之一，可提高玻璃的耐热冲击性与化学耐久性，并使玻璃不易失透，对于玻璃化过程也有助益；同时SiO₂过量将会导致熔融温度升高，柔韧性降低，从而对生产工艺要求过高。因此，SiO₂的质量分数为56.1-65%，优选为56-61%。