一种低表面张力的高强度安全保护玻璃及制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种低表面张力的高强度安全保护玻璃，其高温粘度低、易于熔化，表面张力小便于成型，适合浮法工艺生产。主要用作手机、电视、平板电脑、工控设备等触摸屏的高强度安全保护玻璃。其特征在于，玻璃的组分及质量百分比如下：SiO259~62%，Al2O312~14%，Na2O11~13%，CeO20.25%，SnO20.5%，MgO5～6%，K2O4～5%，MoO30.6%～0.8%，Bi2O31.1%～1.5%，GeO21.2%～1.3%，其他杂质(Fe2O3+TiO2+CaO)为0.25～0.75％；其中MoO3＋Bi2O3＋GeO2合量为：3.0～3.5％。
【专利说明】一种低表面张力的高强度安全保护玻璃及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高铝特种触摸屏玻璃，尤其涉及一种低表面张力的高强度安全保护玻璃，其高温粘度低易于熔化、表面张力小便于成型，适合浮法工艺生产。主要用作手机、电视、平板电脑、工控设备等触摸屏的高强度安全保护玻璃。也可用于豪华邮轮、高速铁路机车、飞机等高速交通工具挡风安全玻璃。
技术背景
[0002]随着国民经济的快速发展，我国的工控设备、手机、平板电视等触摸屏类电子设备得到广泛的使用，可有效地防止显示产品屏幕表面的冲击和划伤损害，延长产品使用寿命的高强度玻璃材料成为触摸屏盖板的首选。
[0003]高强度触摸屏浮法玻璃，还可广泛应用于各种交通工具的风挡玻璃及高档住宅安全玻璃，尤其在高速列车和飞机的使用上具有其它材料难以比拟的优势。高强度玻璃的应用将大大提高交通工具的安全性、舒适性和美感，适应各种交通工具用玻璃减薄化的趋势，能较好地满足各种交通工具外形设计要求。
[0004]作为保护构件的触摸屏盖板玻璃，要求其具有较高的抗划伤、抗冲击性能，为了提高触摸屏盖板玻璃的强度，在玻璃成分中引入高达12%以上的氧化铝，这使得玻璃的熔制和成型变得困难。目前市场上90%以上的高强度触摸屏特种玻璃是采用溢流法生产的(美国康宁公司和日本电气硝子)，溢流法生产虽然平整度好、厚薄差易于控制，但宽度和厚度方面受到限制，不如浮法玻璃板宽大及厚度薄。而浮法工艺成型，因为玻璃的表面张力大，拉薄后收缩的问题，使厚薄差、翘曲等达不到标准要求。只有日本旭硝子掌握浮法工艺生产关键技术生产优质的高强度触摸屏特种玻璃。
[0005]我国在触摸屏高铝玻璃方面的研究起步较晚，目前还没有生产成功的先例。从电子显示器业和平板玻璃行业的未来发展看，高强度触摸屏特种浮法玻璃是行业未来发展的重点，也是国家产业结构调整中明确规定的产业发展方向。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供一种高强度安全保护玻璃及制备方法，在满足触摸屏用强度大、硬度高、化学稳定性好的基础上，还具有表面张力小、高温粘度底的特点，更有利于玻璃的熔化和浮法成型。
[0007]—种低表面张力的高强度安全保护玻璃，其特征在于，所述玻璃的组分及质量百分比为:Si02 59~62%，Al2O3 12~14%，Na2O 11 ~13%，CeO2 0.25%, SnO2 0.5%, MgO 5 ~6%, K2O 4 ~5%，MoO3 0.6% ~0.8%, Bi2O3 1.1% ~1.5%, GeO2 1.2% ~1.3%,其他杂质(Fe203+Ti02+Ca0)为 0.25 ~0.75% ;其中 MoO3 + Bi2O3 + GeO2 合量为:3.0 ~3.5%。
[0008]本发明玻璃的制备方法为:用低铁石英砂引入S12，氧化铝粉引入Al2O3，纯碱、氯化钠、硝酸钠引入Na2O,重质碳酸镁引入MgO，碳酸钾引入K20，Ce02、SnO2、Mo03、Bi2O3及GeO2等分别用化工原料二氧化铈、二氧化锡、三氧化钥、氧化铋及氧化锗粉料；按照组分所给出的质量百分比精确称量并均匀混合，制备成配合料。将此配合料在玻璃熔炉中进行熔制，温度达到1600°C，熔制时间为2小时。
[0009]本发明采用CeO2、SnO2、氯化钠和硝酸钠作为澄清剂，澄清剂加入量为:CeO2占玻璃总量的0.25%，SnO2占玻璃总量的0.5%，氯化钠含率为1%，硝酸钠含率为1.5%。含率的定义为:氯化钠或硝酸钠引入Na2O量占玻璃中总Na2O量的百分比。
[0010]本发明的一种低表面张力的高强度安全保护玻璃，系列特征粘度点对应的温度分别为:102dPa*s粘度对应的是玻璃的熔化温度，为1590°C以下，远低于目前市场上的高铝玻璃的熔化温度(1650°C以上)，易于熔化并得到澄清质量良好的玻璃液。104dPa-s粘度对应的是玻璃的成型温度，为1120°C以下，低于目前市场上高铝玻璃的成型温度(1180°C以上)，更适于浮法玻璃成型工艺。10ndPa.s粘度对应的是锡槽出口(即退火入口)温度，为605°C左右，与普通钠钙硅玻璃(600°C左右)基本一致；1014 5dPa.s粘度对应玻璃的退火下限温度，为510°C左右，与普通钠钙硅玻璃(520°C左右)基本一致，特别适合于浮法玻璃的退火工艺。
[0011]玻璃的表面张力是指玻璃与另一相接触的相界面上，在恒温、恒容下，增加一个单位表面时所作的功。玻璃的澄清是小气泡上浮合并为大气泡，达到玻璃液表面，内部压力克服表面张力排除玻璃熔体外，因此表面张力小便于玻璃达到澄清均化的要求目标；浮法平板玻璃生产原理是基于玻璃表面张力的作用，玻璃在锡槽中的抛光时间和抛光效果在成型温度下主要是由玻璃的表面张力决定。依据表面张力的测试表明本发明的玻璃组分适合浮法成型和自身抛光的需要及高速拉引。本发明的一种低表面张力的高强度安全保护玻璃，样品的表面张力通过滴重法测试，在900°C为0.341N/M以下、1200°C为0.322N/M以下、1300°C为0.320N/M以下、1400°C为0.318N/M以下。与普通钠钙硅浮法玻璃的表面张力:在 900°C为 0.338N/M、1200°C为 0.322N/M、1300°C为 0.321N/M、1400°C为 0.320N/M，基本相当。因此本发明玻璃克服了一般高铝玻璃表面张力大，难易达到理想厚度及厚薄差大的问题，特别适合在锡槽的摊平和拉展工艺。
[0012]本发明组分与普通浮法玻璃组分相比较如表1所示:
表1
【权利要求】
1.一种低表面张力的高强度安全保护玻璃，其特征在于，所述玻璃的组分及质量百分比为:S12 59~62%，Al2O3 12~14%，Na2O 11~13%，CeO2 0.25%, SnO2 0.5%, MgO 5 ~6%, K2O 4 ~5%，MoO3 0.6% ~0.8%, Bi2O3 1.1% ~1.5%, GeO2 1.2% ~1.3%,其他杂质(Fe203+Ti02+Ca0)为 0.25 ~0.75% ;其中 MoO3 + Bi2O3 + GeO2 合量为:3.0 ~3.5% ;按照所述玻璃组分熔制的玻璃，系列特征粘度点的温度分别为:102dPa.s粘度的温度为15900C以下，104dPa.s粘度的温度为1120°C以下，10ndPa.s粘度的温度为608°C以下，1014 5dPa.s粘度的温度为513°C以下；系列特征表面张力分别为:在900°C为0.341N/M以下，1200。。为 0.322N/M 以下，1300。。为 0.320N/M 以下，1400。。为 0.318N/M 以下。
2.如权利要求1所述的一种低表面张力的高强度安全保护玻璃的制备方法，其特征在于:用低铁石英砂引入S12，氧化铝粉引入Al2O3，纯碱、氯化钠、硝酸钠引入Na2O,重质碳酸镁引入MgO，碳酸钾引入K20，CeO2, SnO2, MoO3^Bi2O3及GeO2分别用化工原料二氧化铈、二氧化锡、三氧化钥、氧化铋及氧化锗粉料；按照组分的质量百分比精确称量并均匀混合，制备成配合料，将此配合料在玻璃熔炉中进行熔制；采用CeO2、SnO2、氯化钠和硝酸钠作为澄清剂，澄清剂加入量为=CeO2占玻璃总量的0.25%, SnO2占玻璃总量的0.5%，氯化钠含率为1%，硝酸钠含 率为1.5%。
【文档编号】C03C3/095GK104176932SQ201410404616
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】鲁鹏, 赵会峰, 姜宏, 有学军, 童云, 赖新宇, 刘晓娟 申请人:海南中航特玻材料有限公司