专利名称：硅酸盐防火玻璃的制造方法
技术领域：
本发明涉及了一种单片透明硅酸盐防火玻璃的制造工艺与方法。
现有技术的防火玻璃是在两片玻璃之间填充阻燃材料，使之达到防火的效果，这种防火玻璃的弊病在于，使用寿命短，一段时间后胶合层会出现气泡；在胶合层存在许多微小杂质与气泡，玻璃且厚而笨重；可见光透过率低；采用手工操作与控制，生产效率低下，产品质量难以保证，无法进行大规模工业化生产。
本发明的目的是要提供一种提高玻璃的机械强度、提高玻璃的热稳定性、降低玻璃的膨胀系数，消除玻璃表面的微裂纹，从而达到玻璃防火的硅酸盐防火玻璃的制造方法。
本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的本发明将玻璃原片进行精选、切割、磨边抛光处理，磨边抛光处理后再进行化学钢化、超强物理钢化和镀红外线反射膜。
本发明的化学钢化是采用离子扩散机理改变玻璃表面的组分，形成表面压应力层，并采用低温方法，以离子半径大的碱金属离子置换半径小的碱金属离子。将经过精选和加工过的浮法玻璃，置于玻璃应变点温度以下的熔融硝酸钾槽内，此时在玻璃表面层发生硝酸钾熔盐中的K□置换玻璃中的Na□，产生表面层的拥挤现象，导致表面层产生较大的压应力。熔岩材料由主要材料硝酸钾和辅助材料的三氧化二铝粉、硅酸钾、氧化铈、氟化钾及其他材料组成，其中主要材料(重量比)∶硝酸钾73％—97.8％；辅助材料(重量比)∶三氧化二铝粉 1％—15％；硅酸钾 0.5％—5％；氧化铈 0.5％—2％；氟化钾 0.1％—2％；其他 0.1％—3％；盐浴池熔岩温度为380℃—500℃；离子交换时间为8—72小时。
本发明的物理钢化是将浮法玻璃送入钢化炉加热炉内加热，到达软化点温度后，然后快速送至冷却炉，采用风压进行进行急冷。超强钢化是采用高风压对玻璃进行冷却，使玻璃表面的压应力值达到180Mpa以上。
本发明超强物理钢化后，先进行热浸处理，再进行镀红外线反射膜；热浸处理的方法是将玻璃放入热浸炉6—8小时，热浸炉温度为245℃—285℃，或是放进溶液0.5小时左右。
本发明与现有技术相比生产的玻璃的机械强度高、玻璃的热稳定性好，并降低了玻璃的膨胀系数，消除玻璃表面的微裂纹，从而达到玻璃防火等优点。
本发明生产防火玻璃的实施例是通过将普通的钠钙硅透明浮法玻璃进行物理钢化与化学钢化的方法，该方法有两个特点一、超强的物理钢化物理钢化的原理是将浮法玻璃送入钢化炉加热炉内加热，到达软化点温度后，然后快速送至冷却炉，采用风压进行进行急冷，使之产生永久的内在应力。普通的钢化玻璃应力值只有110MPa左右，超强钢化是采用高风压对玻璃进行冷却，使玻璃表面的压应力值达到180Mpa以上。工艺参数如下玻璃厚度 炉膛温度加热时间钢化风压钢化时间(℃)(S) (S)8mm 690—730300—400≥4500Pa 5—5010mm 680—720350—500≥4000Pa 10—10012mm 670—720450—650≥3500Pa 20—20015mm 660—710550—900≥2000Pa 50—30019mm 660—710700—1200 ≥1000Pa100—300二、化学钢化由于物理钢化难以在提高玻璃表面的压应力值，所以必须采用化学的方法对玻璃表面进行处理，化学钢化是基于离子扩散机理改变玻璃表面的组分，增强玻璃的机械强度和热稳定性，消除表面微裂纹，形成表面压应力层的一种处理工艺。
通过这两种方法处理后，玻璃表面的压应力值可以达到500Mpa以上，通过改变玻璃表面层的化学结构，可以降低玻璃的膨胀系数，从而提高玻璃的机械强度和热稳定性。三、玻璃表面镀红外线反射膜通过物理钢化与化学钢化的防火玻璃已经满足防火玻璃的完整性要求，如果在其玻璃表面镀上一层红外线反射膜，会对防火玻璃的耐火性能起到很大的作用，玻璃表面的镀膜层可以起到红外线的反射作用，还可以填补玻璃表面的微裂纹，镀膜的方法是采用磁控溅射的方式进行，膜层面朝火源。
本发明的工艺方法如下实施例1玻璃原片精选→切割→磨边→物理钢化→→超强物理钢化→(镀膜)。实施例2玻璃原片精选→切割→磨边→物理钢化→→超强物理钢化→热浸处理→(镀膜)。实施例3玻璃原片精选→切割→磨边→化学钢化→超强物理钢化→热浸处理→(镀膜)四、化学配方1.本工艺采用低温法，此方法是以离子半径大的碱金属离子置换半径小的碱金属离子，具体方法是将经过精选和加工过的浮法玻璃，置于玻璃应变点温度以下的熔融硝酸钾槽内，此时在玻璃表面层发生硝酸钾熔盐中的K□置换玻璃中的Na□，因为K□离子的半径为0.133nm，Na□离子的半径为0.098nm，离子半径大的K□离子占据离子半径小的Na□离子腾出的空位，因而产生表面层的拥挤现象，导致表面层产生较大的压应力，从而强化了玻璃，提高了浮法玻璃的机械强度和热稳定性。
2.主要工艺参数氧化铈 0.5％氟化钾 0.1％其他 0.1％。盐浴池熔岩温度 500℃离子交换时间为72小时。实施3熔岩材料主要材料硝酸钾 82％辅助材料三氧化二铝粉 10％硅酸钾4％氧化铈1％氟化钾1％其他 2％。盐浴池熔岩温度 450℃离子交换时间为40小时。
3.热能处理经过一、二、三项加工处理的玻璃，能达到防火玻璃完整性的要求，为保证产品全部合格，必须对玻璃进行热浸处理，热浸处理的方法是将玻璃放入热浸炉6—8小时，热浸炉温度为245℃—285℃，或是放进溶液0.5小时左右，此种方法也可以用于物理钢化玻璃的处理。
权利要求
1.一种硅酸盐防火玻璃的制造方法，将玻璃原片进行精选、切割、磨边抛光处理，其特征在于磨边抛光处理后再进行化学钢化、超强物理钢化和镀红外线反射膜。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于化学钢化是采用离子扩散机理改变玻璃表面的组分，形成表面压应力层。
3.根据权利要求1或2所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于采用低温方法，以离子半径大的碱金属离子置换半径小的碱金属离子。
4.根据权利要求3所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于将经过精选和加工过的浮法玻璃，置于玻璃应变点温度以下的熔融硝酸钾槽内，此时在玻璃表面层发生硝酸钾熔盐中的K□置换玻璃中的Na□，产生表面层的拥挤现象，导致表面层产生较大的压应力。
5.根据权利要求4所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于熔岩材料由主要材料硝酸钾和辅助材料的三氧化二铝粉、硅酸钾、氧化铈、氟化钾及其他材料组成，其中主要材料(重量比)∶硝酸钾 72％—97.8％辅助材料(重量比)∶三氧化二铝粉 1％—15％；硅酸钾 0.5％—5％.氧化铈0.5％—2％；氟化钾0.1％—2％；其他 0.1％—3％；
6.根据权利要求4所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于盐浴池熔岩温度为380℃—500℃；离子交换时间为8—72小时。
7.根据权利要求1所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于物理钢化是将浮法玻璃送入钢化炉加热炉内加热，到达软化点温度后，然后快速送至冷却炉，采用风压进行进行急冷。
8.根据权利要求1或7所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于超强钢化是采用高风压对玻璃进行冷却，使玻璃表面的压应力值达到180Mpa以上。
9.根据权利要求1所述的硅酸盐防火玻璃的制造方法，其特征在于超强物理钢化后，先进行热浸处理，再进行镀红外线反射膜；热浸处理的方法是将玻璃放入热浸炉6—8小时，热浸炉温度为245℃—285℃，或是放进溶液0.5小时左右。
全文摘要
本发明涉及了一种单片透明硅酸盐防火玻璃的制造工艺与方法。本发明将玻璃原片进行精选、切割、磨边抛光处理,磨边抛光处理后再进行化学钢化、超强物理钢化和镀红外线反射膜。本发明与现有技术相比生产的玻璃的机械强度高、玻璃的热稳定性好,并降低了玻璃的膨胀系数,消除玻璃表面的微裂纹,从而达到玻璃防火等优点。
文档编号C03C19/00GK1328976SQ0112452
公开日2002年1月2日 申请日期2001年7月31日 优先权日2001年7月31日
发明者江少华, 熊伟, 白振中 申请人:中国南玻科技控股(集团)股份有限公司