可触控玻璃钢化工艺的催化剂的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域： 本发明属于可触控玻璃加工领域中的玻璃强化工艺中使用的催化剂，具体涉及的是一 种可触控玻璃钢化工艺的催化剂。
[0002]
【背景技术】： 对于可触控玻璃钢化工艺，利用的原理是离子交换法，采用的方法是将玻璃浸入到熔 融状态下的硝酸钾池中，促进玻璃表面的钠离子与钾槽内的钾离子交换，硝酸钾溶液在无 催化剂的情况下，在420度左右热环境中会释放出钾离子（K+)，钾离子（K+)会逐步取代玻 璃表面的钠离子（Na+)，分子体积较大的钾盐离子压迫玻璃表面增加它的抗冲击力。而硝酸 钾在一定条件下几乎对所有的碱玻璃都有钢化作用，故硝酸钾基本是玻璃钢化的必需品。 使用催化剂可减低钾离子的释出温度，然而现有的两类催化剂的作用对可触控玻璃表面的 离子交换效果存在一些缺陷，一类催化剂可以大幅提高钢化工艺中离子交换速率，但在大 批量量产时会出现玻璃表面钢化应力和钢化深度不均匀、不稳定的状况，波动幅度过大，造 成约10%~30%不等比例的超规不良；另一类催化剂可稳定大批量量产过程中玻璃表面钢 化应力值和钢化深度值，提高量产作业合格品率到95%，但相对钢化时间较慢，大大影响量 产作业效率的提升和生产成本的压缩降低，因此两类催化剂均会不同程度的对钢化大批量 量产工艺作业造成一定生产缺陷。
[0003]
【发明内容】
： 针对现有钢化技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种可以克服上述两类缺陷的， 可在显著提高离子交换速度基础上保证钢化效果均匀性和稳定性的可触控玻璃钢化工艺 的催化剂。
[0004] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：可触控玻璃钢化工艺的催化剂， 关键在于所述催化剂包括K 20:;Zr02;Al 203; K2CO3; Na2C03;KMn04，各组分的重量比为： K20:1 ~8 份，ZrO2:2 ~10 份，Al2O3=IO ~30 份，K2C03:40 ~60 份，Na2CO3:2 ~10 份， KMnO4:2 ~10 份。
[0005] 本发明的催化剂的使用方法为A、将打碎成粉状的硝酸钾倒入加热炉内：B、升温 炉温至400°C至420°C之间，使硝酸钾完全熔化，后恒温400°C ;C、将催化剂原料打碎成粉末 状的混合物；D、待恒温结束后，按添加硝酸钾重量的1~10%百分比加入催化剂E、上述混 合物沉淀24~48小时之后，在400°C~420°C的熔融状态下对可触控玻璃进行强化，强化 时间为1~10小时，对比现有的强化工艺，强化时间可明显缩短。
[0006]
【具体实施方式】： 一种可触控玻璃钢化工艺的催化剂，所述催化剂包括K2O: ;Zr02;Al 203; K2CO3; Na2C03;KMn04,各组分的重量比为：K20:1~8份，Zr0 2:2~10份，Al2O3:10~30份， K2C03:40 ~60 份，Na2C03:2 ~10 份，KMn04:2 ~10 份。
[0007] 所述的使用方法为： A、 将打碎成粉状的硝酸钾倒入加热炉内： B、 升温炉温至400°C至420°C之间，使之完全熔化，后恒温400°C ; C、 将催化剂原料打碎成粉末状的混合物； D、 结束恒温，按添加硝酸钾重量的1~10%百分比加入催化剂； E、 上述混合物沉淀24~48小时。
[0008] 反应机理及催化剂优点： 化学钢化的基本原理是用离子交换方法改变玻璃表面的组成来提高玻璃六面的强度， 具体过程如下：在玻璃的软化点与转变点之间的温度区域内，把含Si02、Na20、Ca0或Si02、 Na2CKAL2O3的玻璃侵入富含钾离子的熔盐中，使玻璃中的Na离子或AL离子与比它们离子半 径大很多的熔盐池中的K离子进行充分的相互交换，然后逐步冷却至室温，这样就在玻璃 表面形成一层致密的钢化层，对玻璃内部产生压缩应力从而得到很高的表面强度。
[0009] 从离子交换和钢化玻璃强化性能的实用观点来看，能够在较短的时间内获得满足 一定范围内均匀稳定的强化应力和强化深度要求的钢化离子交换层是非常重要的。
[0010] 本发明中的催化剂各种成分在离子交换中的作用如下： Al2O3成分在高温熔盐池离子交换中起加速作用，其原因在于Al 203取代SiO 2或Na 20后， 离子体积增大的同时有利于熔盐池中的普通玻璃更快的吸收大体积的K+离子，促进离子 快速交换。
[0011] K2C03、K20、疆11〇 4成分因在高温熔盐池中参与了钾离子与钠离子的交换反应，在进 行中和反应的同时不断释放出流离形态的钾离子，提高了主材硝酸钾的利用率，进一步增 强了钾离子与钠离子的反应速率。但当K 2CKKMnO4的含量大于10%以上时，催化剂化学稳定 性降低，增强效果不佳。
[0012] 21"02与Al 203并用，离子交换的强化效果好，强化应力及强化深度稳定，均一性好。 但Zr(V#量大于10%以上时融化困难，熔融状况容易不充分，成型温度高，故一般宜在10% 以下。
[0013] Na2C03与ZrO 2并用，可有效控制因强化速率加快，强化时间大幅缩短后造成的强 化深度差异过大，强化应力不均匀稳定等不良状况，保证离子交换钢化层的一致性，提升钢 化作业良率到97%以上。但Na 2C03与ZrO 2在催化剂中总含量超过20%以后会很大幅度的 延长强化时间，强化应力值会变差，达不到需求的高强度值。
[0014] 熔融盐液和玻璃之间离子交换量，可以用下式计算：
【主权项】
1. 一种可触控玻璃钢化工艺的催化剂，其特征在于所述催化剂包括K20，Zr02,Al2O3, K2CO3,Na2CO3:,KMnO4;各组分重量比为：K20:1 ~8 份，ZrO2:2 ~10 份，Al2O3:10 ~30 份， K2CO3:40 ~60 份，Na2CO3:2 ~10 份，KMnO4:2 ~10 份。
2. 根据权利要求1所述的，其特征在于所述的催化剂包括重量比为：K20:8份，ZrO2:10 份，六1203:30 份，1(20)3:40 份，似20)3:2份，疆11〇4:10份。
3. -种可触控玻璃钢化工艺的催化剂的使用方法，其特征在于所述的使用方法为：A、 将打碎成粉状的硝酸钾倒入加热炉内： B、 升温炉温至400°C至420°C之间，使硝酸钾完全熔化，后恒温400°C; C、 将催化剂原料打碎成粉末状的混合物； D、 结束恒温，按所添加硝酸钾重量的1~10%百分比加入催化剂； E、 上述混合物沉淀24~48小时。
【专利摘要】本发明的可触控玻璃钢化工艺的催化剂，包括K2O；ZrO2；Al2O3； K2CO3； Na2CO3；KMnO4,各组分的重量比为：K2O:1～8份，ZrO2:2～10份，Al2O3:10～30份，K2CO3:40～60份，Na2CO3:2～10份，KMnO4:2～10份。对比现有的强化工艺，强化时间可明显缩短。
【IPC分类】B01J23-34, C03B27-03
【公开号】CN104759276
【申请号】CN201510111729
【发明人】贺超, 谢庆强, 李华斌, 李艳秀, 林希
【申请人】汕头市拓捷科技有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月16日