本发明涉及装饰材料技术领域，特别涉及一种用于壁炉及篝火装饰的玻璃及其制备方法。
背景技术：
古典的壁炉和篝火文化中，一般用木材燃烧来取暖和装饰，来营造一种温暖的气氛；但现代壁炉和篝火大部分已经改用燃气燃烧，用耐火材料制作的仿真木材来代替真木材，来装饰和营造古典壁炉和篝火的效果。现在流行一些新的壁炉和篝火风格，有的用钢化玻璃粉碎后的颗粒、有的用普通的钠钙玻璃颗粒，铺设在壁炉或篝火底盘上，燃气通过底部平面或气管上的孔流出并点燃，火焰在这些装饰的碎玻璃或颗粒上燃烧，营造一种与众不同的效果。
普通玻璃颗粒用于壁炉和篝火装饰时存在很多缺点：由于壁炉在正常情况或低温点火燃烧时会导致玻璃颗粒局部存在高温差，温差在短时间内约200～300℃，而普通钠钙玻璃耐急冷急热的性能差，耐温差为80℃，因此在使用时部分颗粒会发生爆裂，带来危险；并且，由于普通玻璃耐高温性能偏低，长期使用局部易粉化，开裂和粉化产生的碎屑会从导气孔或流水孔中掉落到地面，有安全隐患。
钢化碎玻璃颗粒用于壁炉和篝火装饰时也有明显缺陷：碎的钢化颗粒有较多锋利的断口(刃口)，铺设有风险；且碎玻璃中总会夹杂玻璃碎屑，碎屑会会从导气孔或流水孔中掉落到地面，有安全隐患。
高硼硅玻璃(又名硬质玻璃)，以sio2和b2o3为主要成分，具有良好的耐热性和化学稳定性，因线热膨胀系数为(3.3±0.1)×10-6/k，也有人称之为“g3.3硼硅玻璃”，该玻璃是一种低膨胀率、耐高温、高强度、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特殊玻璃材料，因其优异的性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源、工艺饰品等行业。但是，高硼硅玻璃的耐温差为280℃，在壁炉点火暴热时仍然有爆裂的危险。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于壁炉及篝火装饰的玻璃及其制备方法。本发明提供的用于壁炉及篝火装饰的玻璃能够在点火时不会开裂，安全性高。
本发明提供了一种用于壁炉及篝火装饰的玻璃，为高硼硅玻璃，所述高硼硅玻璃为多棱面颗粒，所述多棱面颗粒内部任何一点到最近表面的距离不高于10mm。
优选的，所述多棱面颗粒的最大粒径或最大长度为5～30mm。
优选的，所述多棱面颗粒的整体形状为橄榄形、扁球形或半珠状。
优选的，所述高硼硅玻璃包括以下质量含量的组份：73～88％的sio2，8～18％的b2o3，1.4～3.4％的al2o3，以及2.3～6.3％的na2o和/或k2o。
本发明还提供了上述技术方案所述用于壁炉及篝火装饰的玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高硼硅玻璃加热软化，得到软化玻璃；
(2)将所述步骤(1)得到的软化玻璃压制成型，得到用于壁炉及篝火装饰的玻璃。
优选的，所述步骤(1)中软化玻璃的温度为1000～1300℃。
优选的，所述步骤(1)中的加热为火焰加热。
优选的，所述火焰的温度为1600～1800℃。
优选的，所述步骤(2)中压制的压力为1～10kg/cm2。
优选的，所述压制成型后还包括打磨。
本发明提供了一种用于壁炉及篝火装饰的玻璃，为高硼硅玻璃，所述高硼硅玻璃为多棱面颗粒，所述多棱面颗粒内部任何一点到最近表面的距离不高于10mm。本发明以高硼硅玻璃为原料，通过控制玻璃的形状和尺寸，降低了玻璃内部的应力，并且促进了点火时颗粒间的空气流动，加速温度传导，降低温差，防止了爆裂。实验结果表明，本发明提供的用于壁炉及篝火装饰的玻璃在环境温度为-10～30℃时，直接铺在壁炉或篝火的燃烧管上点火(最高火焰温度为800℃)，燃烧30分钟后熄火，整个过程无爆裂的声音，无破损开裂。
具体实施方式
本发明提供了一种用于壁炉及篝火装饰的玻璃，为高硼硅玻璃，所述高硼硅玻璃为多棱面颗粒，所述多棱面颗粒内部任何一点到最近棱面或棱边的距离不高于10mm，优选为1～8mm，更优选为2～7mm，最优选为3～6mm。
在本发明中，所述多棱面颗粒的最大粒径或最大长度优选为5～30mm，更优选为10～20mm，最优选为12～16mm。在本发明中，所述最大粒径是指当多棱面颗粒为近似球体时的最大粒径；所述最大长度是指当多棱面颗粒为无规则形状时，颗粒表面任意两点之间的最大直线距离。在本发明中，所述多棱面颗粒的整体形状优选为橄榄形、圆球形、扁球形或半珠状。在本发明中，所述多棱面能够增加在火中时颗粒间的空气流动，温度传导，降低温差，避免温差导致的开裂。
本发明对所述高硼硅玻璃的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的高硼硅玻璃即可。在本发明中，所述高硼硅玻璃优选包括以下质量含量的组份：73～88％的sio2，8～18％的b2o3，1.4～3.4％的al2o3，以及2.3～6.3％的na2o和/或k2o，更优选包括75～85％的sio2，10～16％的b2o3，2～2.6％的al2o3，以及3.3～5.3％的na2o和/或k2o。
在本发明中，所述高硼硅玻璃的膨胀系数优选为3.2～3.4×10-6/℃；所述高硼硅玻璃的应变温度优选为515～525℃，更优选为520℃；所述高硼硅玻璃的熔点优选为1240～1280℃；所述高硼硅玻璃的软化点优选为810～830℃。在本发明中，所述高硼硅玻璃有很好的透光性，能增加观赏性。
本发明还提供了上述技术方案所述用于壁炉及篝火装饰的玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高硼硅玻璃加热软化，得到软化玻璃；
(2)将所述步骤(1)得到的软化玻璃压制成型，得到用于壁炉及篝火装饰的玻璃。
本发明将高硼硅玻璃加热软化，得到软化玻璃。在本发明中，所述加热优选为火焰加热；所述火焰的温度优选为1600～1800℃，更优选为1650～1750℃，最优选为1680～1720℃。本发明对所述加热的速率没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加热软化的速率即可。在本发明中，所述软化玻璃的温度优选为1000～1300℃，更优选为1100～1200℃，最优选为1120～1180℃。在本发明中，所述加热软化能够使玻璃内应力降低，进而使成型后的颗粒耐温差范围能最大化，从而使使用时温差导致的内应力不会受到原玻璃内部的应力的影响，避免温差导致的开裂。
本发明对所述高硼硅玻璃的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的玻璃的制备方法制备即可。
得到软化玻璃后，本发明将所述软化玻璃压制成型，得到用于壁炉及篝火装饰的玻璃。在本发明中，所述压制的压力优选为1～10kg/cm2，更优选为2～8kg/cm2，最优选为3～6kg/cm2。在本发明中，所述压制成型优选在模具中进行，所述模具优选根据所需玻璃的形状制作。
压制成型完成后，本发明优选将所述压制成型的产品进行打磨，得到用于壁炉及篝火装饰的玻璃。本发明对所述打磨的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的打磨玻璃制品的技术方案即可。在本发明中，所述打磨提高了玻璃表面光滑，增加映衬和反射效果，放大火焰的观赏效果。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的用于壁炉及篝火装饰的玻璃及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1:
以如下质量成分的高硼硅玻璃为原料：
sio280％，b2o313％，al2o32.7％，na2o和k2o4.3％。
(1)用1600℃火焰将高硼硅玻璃加热至1300℃，使玻璃局部软化，得到软化玻璃；
(2)将所述步骤(1)得到的软化玻璃在模具中以5kg/cm2的压力压制成型，打磨后得到用于壁炉及篝火装饰的玻璃。
本实施例制备的用于壁炉及篝火装饰的玻璃直径为15mm的多棱面圆球，球内部任意一点距离最近表面<10mm。
对比例1:
普通钙钠玻璃，直径15mm圆球，球内部任意一点距离最近表面<10mm。
将实施例1和对比例1的玻璃分别取500颗，放在相同篝火的底盘上，底盘上有个多孔的金属管环，是燃气气环，铺平玻璃颗粒使厚度达到2cm，盖过气管约15mm，环境温度10℃，点火后直接放置在最高温度为800℃的最大火焰上燃烧，烧30分钟后熄火，观察燃烧过程及熄火后玻璃状况：实施例1中用于壁炉及篝火装饰的玻璃燃烧过程无爆裂的声音，熄火后清点，无破损开裂；对比例1中的普通钙钠玻璃燃烧过程有明显爆裂的声音，并伴有几个小块飞溅，熄火后清点，发现有30颗的破损开裂。
实施例2:
以如下质量成分的高硼硅玻璃为原料：
sio280％，b2o313％，al2o32.7％，na2o和k2o4.3％。
(1)用1800℃火焰将高硼硅玻璃加热至1300℃，得到软化玻璃；
(2)将所述步骤(1)得到的软化玻璃在模具中以5kg/cm2的压力压制成型，打磨后得到用于壁炉及篝火装饰的玻璃。
本实施例制备的用于壁炉及篝火装饰的玻璃直径为20mm的多棱面圆球，球内部任意一点距离最近表面≤10mm。
对比例2:
采用与实施例2相同的方法制备高硼硅玻璃颗粒，直径为25mm的多棱面圆球，球内部分区域距离表面＞10mm。
将实施例2和对比例2的玻璃分别取500颗，放在相同篝火的底盘上，底盘上有个多孔的金属管环，是燃气气环，铺平玻璃颗粒达到20mm厚度，盖过气管约15mm，环境温度10℃，点火后直接放置在最高温度为800℃的最大火焰上燃烧，烧30分钟后熄火，5秒内打开上方的喷淋头，室温约10℃的自来水喷淋覆盖有玻璃的区域，观察燃烧过程及熄火后喷淋时玻璃状况：实施例2中用于壁炉及篝火装饰的玻璃燃烧阶段无开裂声音，但喷淋时有很小裂开的声音，无飞溅，清点发现2粒有裂开；对比例2中的高硼硅玻璃颗粒燃烧阶段有偶尔的开裂声音，但在喷淋时有明显的裂开声音，但无飞溅，清点发现约20粒有裂开。
由以上对比例和实施例可以看出，本发明提供的用于壁炉及篝火装饰的玻璃能够有效避免温差导致的开裂，使用安全，可直接用于壁炉及篝火的真火中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。