[发明专利]一种玻璃强化剂及玻璃强化方法

说明书

本申请涉及玻璃强化领域，具体公开了一种玻璃强化剂及其玻璃强化方法。玻璃强化剂包括以下质量份的原料：83‑90份的硝酸钾、1‑3份硝酸钠、0.5‑1.5份高锰酸钾、8‑12份氧化铝、0.5‑1.5份氧化硅；玻璃强化方法为：配置玻璃强化液、玻璃预热、玻璃强化、冷却。本申请的玻璃强化剂具有增大了离子交换速度，增强了玻璃表面强化效果优点；另外，本申请的玻璃强化方法具有提高玻璃表面应力和应力层深度，降低玻璃破碎时的飞溅现象的优点。

技术领域

本申请涉及玻璃强化技术领域，更具体地说，它涉及一种玻璃强化剂及玻璃强化方法。

背景技术

玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。玻璃制品在建筑、交通等领域应用越来越多，但玻璃的抗拉强度远小于抗压强度，是典型的脆性材料，因此很容易因外力而破碎。为了提高玻璃的抗张强度，人们对强化工艺进行了大量的研究。目前普遍应用的强化方法为化学强化法，具体是将产品放置在熔融状态下的硝酸钾或者硝酸钠、硝酸钾的混合溶液中，放置一定的时间，玻璃中的离子半径较小的Na⁺离子和盐液中的离子半径比较大K⁺离子发生交换，玻璃中的Li⁺离子和盐液中的K⁺离子和Na⁺离子进行交换，使表面“挤塞”膨胀，产生应力，最终在产品表面形成压应力，使玻璃强度增大。

现有的玻璃化学强化工艺中，一般使用的强化组合物是在硝酸钾、或者硝酸钠和亚硝酸钾的熔盐中加入0.5％的碳酸钾，或者加入0.02％的磷酸钾和0.2％的氧化铝，虽然能够提高玻璃的强度，但强化后的玻璃抗冲击能力较低。

针对上述中的相关技术，发明人发现亟待一种能显著提高玻璃表面抗冲击能力的玻璃强化剂。

发明内容

为了提高玻璃表面的抗冲击能力，延长玻璃的使用寿命，本申请提供一种玻璃强化剂及玻璃强化方法。

第一方面，本申请提供一种玻璃强化剂，采用如下的技术方案：

一种玻璃强化剂，包括以下质量份的原料：83-90份的硝酸钾、1-3份硝酸钠、0.5-1.5份高锰酸钾、8-12份氧化铝、0.5-1.5份氧化硅。

通过采用上述技术方案，硝酸钾能提供离子半径较大的钾离子，从而与玻璃中离子半径较小的钠离子进行交换，氧化铝能吸附产生的不熔物，并保护玻璃表面不受熔盐过渡侵蚀，氧化铝取代玻璃中的二氧化硅或氧化钠后离子体积增大的同时，加快了熔盐离子进入玻璃内部，促进了离子快速交换，使玻璃强化后表面应力大，抗冲击性强。

可选的，包括以下质量份的原料：85-90份的硝酸钾、2-3份硝酸钠、1-1.5份高锰酸钾、10-12份氧化铝、1-1.5份氧化硅。

通过采用上述技术方案，各原料用量更加精准，使玻璃的强化效果更好。

可选的，所述玻璃强化剂中还包括0.5-1重量份焦锑酸钾和0.5-1.5重量份氢氧化钾。

通过采用上述技术方案，氢氧化钾能加快离子的交换速度，节约能源，焦锑酸钾能填充在玻璃微裂纹中，减少大部分的微裂纹，消除了玻璃表面的应力集中点，提高了玻璃的表面平整度，延长玻璃的使用寿命。

第二方面，本申请提供一种玻璃强化方法，采用如下的技术方案：

一种玻璃强化方法，包括以下步骤：

配置玻璃强化液：将玻璃强化剂加热熔化，形成玻璃强化液；

玻璃预热：将玻璃预热至350-480℃；

玻璃强化：将预热后的玻璃置于温度为410-430℃的玻璃强化液中，恒温浸泡10-14h；