本发明涉及一种玻璃的加工工艺，尤其是涉及一种高强度单片铯钾防火玻璃的制备工艺。
背景技术：
目前，国内外市场上常见的防火玻璃大多为夹层复合防火玻璃和夹丝防火玻璃，前者中加入的防火胶粘剂在紫外线照射下很快就变成乳白色并产生气泡，严重影响玻璃的透光性，使用寿命较短，且采用手工操作与控制，生产效率地下，产品质量难以保证，无法进行大规模工业化生产，而夹丝防火玻璃不仅透光度欠佳且不能阻止热量辐射，还存在着安装笨重等问题，限制了作为建筑物外墙玻璃的使用。此外，还有一种单片防火玻璃，采用喷涂法对普通浮法玻璃进行钢化。
而现有单片防火玻璃的制作，一般只是以普通平板玻璃或钢化玻璃等材料作为原片，在这些半成品制品的基础上，进行抛光、清洗以及防火处理等工艺流程和方法处理，满足防火玻璃的性能要求。其防火玻璃的质量达到国家标准的性能指标，主要表现在尺寸偏差、外观质量、耐火性能、弯曲度、透光度等方面。现有防火玻璃的制作方法主要是将玻璃在高温环境下加热，然后在高压风气流的作用下进行冷却，该制作方法存在许多弊端，主要是强度不高、抗冲击和耐热防火性能差,极大地限制了其使用范围，因此急需一种高强度的防火玻璃。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种高强度单片铯钾防火玻璃的制备工艺，设备出强度高、抗冲击和耐热防火性能好的防火玻璃。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种高强度单片铯钾防火玻璃的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）熔盐制备：将钾盐和铯盐混合，放入熔盐槽内，将熔盐槽加热至400-500℃，保温6-8h，然后再将熔盐槽降低到300-350℃，加入添加剂，搅拌使添加剂与钾盐、铯盐充分混合，然后升高温度到400-500℃，继续搅拌，制成所需要的熔盐；
（2）化学钢化：将单片玻璃放入熔盐槽内，在400-500℃的温度条件下进行离子交换，玻璃中的钠离子由于加热引起振动，从而完成玻璃表层中半径较小的钠离子与熔盐中半径较大的钾离子或铯离子的交换，实现化学钢化，通过钠离子与熔盐中的钾离子或铯离子交换数量增加，玻璃表层的压应力随着增强；
（3）物理钢化：将经过熔盐浸泡后的玻璃送入特殊钢化炉进行加热处理，加热室温度设定在580-630℃之间，加热时间按玻璃每毫米加热35-45s，加热完成后，玻璃进入冷却段快速急冷；
（4）风冷成型:将物理钢化后的玻璃取出并以350-450mm/s的速度送入风栅进行风冷成型，最后冷却得到高强度单片铯钾防火玻璃。
优选的，所述钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾和磷酸钾中的一种或两种以上。
优选的，所述铯盐为硝酸铯或碳酸铯。
优选的，所述钾盐重量百分比为熔盐的48%。
优选的，所述铯盐重量百分比为熔盐的47%。
优选的，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，其中第一添加剂为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化硼和二氧化锆中的一种或两种以上，第二添加剂为磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾和磷酸铝钠中的一种或两种以上。
优选的，所述第一添加剂加入量为熔盐重量的2-4%，所述第二添加剂加入量为熔盐重量的1-3%。
优选的，所述风冷成型中玻璃边缘的风压为650-670kpa，中心部位的风压为610-630kpa。
优选的，所述风栅的调整高度在30-80mm之间。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
（1）本发明通过熔盐制备、化学钢化、物理钢化和风冷成型等步骤制得的防火玻璃不但具有较好的防火性能，同时具有较高的强度和抗冲击性能，在同样厚度的情况下，本发明的制得的玻璃强度是浮法玻璃的8-14倍，是钢化玻璃的4-6倍；
（2）本发明通过将玻璃浸入400-500℃的熔盐中进行离子交换处理，玻璃表面的钠离子同熔盐中的钾离子、铯离子快速交换，而通过在熔盐中加入第一添加剂和第二添加剂，进一步加快离子交换速度，由于钾离子和铯离子半径比钠离子半径大很多，大离子的挤压而在玻璃表面产生压应力，使玻璃表面结构更加致密，由于铯、钾离子的混合效应，玻璃表面形成的压应力要比单一离子交换的压应力大的多，待反应达到预定的平衡程度后再将玻璃进行物理钢化处理，先在580-630℃下加热，最后经风冷成型，使玻璃表面产生强大的压应力，从而大幅提高玻璃的强度；
（3）本发明制备工艺制得的玻璃可加工性好，可以加工成防火中空玻璃、夹层防火玻璃、镀膜防火玻璃、弧形防火玻璃等，应用领域广，可作为室内防火隔断和消防通道等。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例１
一种高强度单片铯钾防火玻璃的制备工艺，包括如下步骤：
（1）熔盐制备：将钾盐和铯盐混合，放入熔盐槽内，将熔盐槽加热至450℃，保温7h，然后再将熔盐槽降低到320℃，加入添加剂，搅拌使添加剂与钾盐、铯盐充分混合，然后升高温度到450℃，继续搅拌，制成所需要的熔盐；
（2）化学钢化：将单片玻璃放入熔盐槽内，在450℃的温度条件下进行离子交换，玻璃中的钠离子由于加热引起振动，从而完成玻璃表层中半径较小的钠离子与熔盐中半径较大的钾离子或铯离子的交换，实现化学钢化，通过钠离子与熔盐中的钾离子或铯离子交换数量增加，玻璃表层的压应力随着增强；
（3）物理钢化：将经过熔盐浸泡后的玻璃送入特殊钢化炉进行加热处理，加热室温度设定在600℃之间，加热时间按玻璃每毫米加热40s，加热完成后，玻璃进入冷却段快速急冷；
（4）风冷成型:将物理钢化后的玻璃取出并以400mm/s的速度送入风栅进行风冷成型，最后冷却得到高强度单片铯钾防火玻璃。
其中，所述钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾和磷酸钾中的一种或两种以上。
其中，所述铯盐为硝酸铯或碳酸铯。
其中，所述钾盐重量百分比为熔盐的48%。
其中，所述铯盐重量百分比为熔盐的47%。
其中，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，其中第一添加剂为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化硼和二氧化锆中的一种或两种以上，第二添加剂为磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾和磷酸铝钠中的一种或两种以上。
其中，所述第一添加剂加入量为熔盐重量的3%，所述第二添加剂加入量为熔盐重量的2%。
其中，所述风冷成型中玻璃边缘的风压为660kpa，中心部位的风压为620kpa。
其中，所述风栅的调整高度在50mm之间。
实施例2
一种高强度单片铯钾防火玻璃的制备工艺，包括如下步骤：
（1）熔盐制备：将钾盐和铯盐混合，放入熔盐槽内，将熔盐槽加热至400℃，保温6h，然后再将熔盐槽降低到300℃，加入添加剂，搅拌使添加剂与钾盐、铯盐充分混合，然后升高温度到400℃，继续搅拌，制成所需要的熔盐；
（2）化学钢化：将单片玻璃放入熔盐槽内，在400℃的温度条件下进行离子交换，玻璃中的钠离子由于加热引起振动，从而完成玻璃表层中半径较小的钠离子与熔盐中半径较大的钾离子或铯离子的交换，实现化学钢化，通过钠离子与熔盐中的钾离子或铯离子交换数量增加，玻璃表层的压应力随着增强；
（3）物理钢化：将经过熔盐浸泡后的玻璃送入特殊钢化炉进行加热处理，加热室温度设定在580℃之间，加热时间按玻璃每毫米加热35s，加热完成后，玻璃进入冷却段快速急冷；
（4）风冷成型:将物理钢化后的玻璃取出并以350mm/s的速度送入风栅进行风冷成型，最后冷却得到高强度单片铯钾防火玻璃。
其中，所述钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾和磷酸钾中的一种或两种以上。
其中，所述铯盐为硝酸铯或碳酸铯。
其中，所述钾盐重量百分比为熔盐的48%。
其中，所述铯盐重量百分比为熔盐的47%。
其中，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，其中第一添加剂为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化硼和二氧化锆中的一种或两种以上，第二添加剂为磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾和磷酸铝钠中的一种或两种以上。
其中，所述第一添加剂加入量为熔盐重量的2%，所述第二添加剂加入量为熔盐重量的1%。
其中，所述风冷成型中玻璃边缘的风压为650kpa，中心部位的风压为610kpa。
其中，所述风栅的调整高度在30mm之间。
实施例3
一种高强度单片铯钾防火玻璃的制备工艺，包括如下步骤：
（1）熔盐制备：将钾盐和铯盐混合，放入熔盐槽内，将熔盐槽加热至500℃，保温8h，然后再将熔盐槽降低到350℃，加入添加剂，搅拌使添加剂与钾盐、铯盐充分混合，然后升高温度到500℃，继续搅拌，制成所需要的熔盐；
（2）化学钢化：将单片玻璃放入熔盐槽内，在500℃的温度条件下进行离子交换，玻璃中的钠离子由于加热引起振动，从而完成玻璃表层中半径较小的钠离子与熔盐中半径较大的钾离子或铯离子的交换，实现化学钢化，通过钠离子与熔盐中的钾离子或铯离子交换数量增加，玻璃表层的压应力随着增强；
（3）物理钢化：将经过熔盐浸泡后的玻璃送入特殊钢化炉进行加热处理，加热室温度设定在630℃之间，加热时间按玻璃每毫米加热45s，加热完成后，玻璃进入冷却段快速急冷；
（4）风冷成型:将物理钢化后的玻璃取出并以450mm/s的速度送入风栅进行风冷成型，最后冷却得到高强度单片铯钾防火玻璃。
其中，所述钾盐为氯化钾、硝酸钾、硫酸钾和磷酸钾中的一种或两种以上。
其中，所述铯盐为硝酸铯或碳酸铯。
其中，所述钾盐重量百分比为熔盐的48%。
其中，所述铯盐重量百分比为熔盐的47%。
其中，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，其中第一添加剂为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化硼和二氧化锆中的一种或两种以上，第二添加剂为磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾和磷酸铝钠中的一种或两种以上。
其中，所述第一添加剂加入量为熔盐重量的3%，所述第二添加剂加入量为熔盐重量的2%。
其中，所述风冷成型中玻璃边缘的风压为670kpa，中心部位的风压为630kpa。
其中，所述风栅的调整高度在80mm之间。
对上述3个实施例制备的防火玻璃进行性能检验，其中对照例1为采用授权公告号为cn104291688b所述的制备方法制得的防火玻璃；对照例2为采用授权公告号为cn102503178b所述的制备方法制得的防火玻璃；并根据《gb15763.1建筑用安全玻璃》规定的测试标准进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
从表1中可以看出，本发明制备的防火玻璃与对照例相比，其抗折强度、抗压强度、抗冲击强度、应力值和耐火完整性时间均好于现有的防火玻璃，说明本发明所制备的高强度单片铯钾防火玻璃具有具有强度高、抗冲击和耐热防火性能好等特点，且工艺简单，适合大规模生产。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。