专利名称：一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及其制备方法
一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及玻璃料领域，具体地说，是一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及其制备方法。背景技术：
作为润滑剂同时起到防止金属在加热时氧化的玻璃，其化学成份应保证在与热态 金属接触时具有惰性。在给定的温度和使用时间内能在金属表面形成具有足够牢固的塑性 玻璃膜。所以选择玻璃润滑剂成份的依据是(1)玻璃熔体的粘度应随温度呈现较小的变 化，这样可扩大挤压操作的温度范围，有利于提高润滑性能；(2)化学稳定性良好，与钢材 等金属不起化学反应，以防止润滑性能和金属强度的降低，并能防止贮藏和使用时的分解 和变质；(3)与钢材等金属材料的润湿性良好，具有优良的润滑性能。除玻璃的成份外，热变形操作温度下润滑剂的粘度、膨胀系数、润滑剂涂层的性质 以及玻璃的软化温度，均对挤压过程有很大的影响。其中，玻璃熔体的粘度具有特别重要的 意义，其粘度值保持在所要求的范围内(1000泊左右)的时间越长久，则挤压过程越稳定， 润滑越有效。采用玻璃润滑剂能使挤压时的平均压办降低13 15%，模锻时、摩擦系数能比一 般采用右墨润滑剂降低1/2 1/3。因而，使用玻璃润滑剂，不仅能保证制品的均勻变形，而 且能延长工具的使用寿命。涂有玻璃润滑剂的工件经模锻后，锻件表面上仍留下一层玻璃 薄膜，经过喷砂除去玻璃涂层并通过热处理后，锻件表面上没有发现锈蚀斑迹，这就证明了 玻璃润剂良好的润滑效果和防止金属氧化的作用。过去使用的水溶性润滑玻璃有稳定性差的缺点，水溶性玻璃在水中溶解后，短则 数小时，长则数日，出现结晶变为盐，稳定性达不到要求，作为润滑剂和脱模剂应用不方便。特公平7-112935提出一种改进的磷酸盐系统玻璃润滑剂，其组成范围质量百分 比为P205为20 70 %，B203为0 60 %，R20为8 50 %，氨或胺>0.5%，其特点是首先 按照常规方法熔制成无氨的磷酸盐玻璃，然后将其溶解于含氨或胺的水溶液中，所使用的 胺包括伯胺、仲胺和叔胺，但该玻璃润滑剂的化学稳定性不足。日本工业技术院特公昭58-49504提出用于锻造黄铜工件的水溶性磷酸盐润滑玻 璃，将玻璃溶于水中，制成20 %质量百分比的水溶液，涂于700 800°C的模具上，水分蒸 发，玻璃形成皮膜，粘度大约从数十帕 秒至数百帕 秒，同时起到润滑剂和脱模剂的作用， 粗加工和精加工都可使用，该类玻璃也适用于挤出工艺当中润滑挤出室和挤出模，但是其 化学稳定性的不足影响了其应用。日本协同油脂(株)特公平7-41781提出一种含磷酸盐玻璃微粉的润滑脂，其玻 璃的组成范围分子百分比为p205为45 75%，M20为10 35% (M为碱金属)，B203为0 45%，其特点是外观呈白色或灰白色，不污染作业环境，而且价格较低，与现有的润滑脂比 较，具有优良的耐荷重性，但是其化学稳定性的不足影响了其应用。
发明内容本发明的目的在于克服现有润滑玻璃的不足，提供一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及 其制备方法，具有稳定性好的特点。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，原料按摩尔百分比组成为，P205为50 75%，K20为 5 30%，Na20 为 5 30%，B203 为 0. 1 10%，ZnO 为 0. 1 5%，A1203 为 0. 1 5% ；所述的P205优选为55 70%，最佳为63% ；所述的K20优选为15 25%，最佳为16% ；所述的Na20优选为10 25%，最佳为14% ；所述的B203优选为0.1 10%，最佳为4% ；所述的ZnO优选为0.5 3%，最佳为2% ；所述的A1203优选为0. 5 3%，最佳为；一种水溶性磷酸盐润滑玻璃的制备方法，包括以下步骤(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为900°C 1150°C的电炉中，保 温0. 5 lh ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。B203是玻璃的形成氧化物，它以硼氧三角体[B03]和硼氧四面体[B0J为结构组 元，在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面体共同形成结构网络，b203能降低玻璃的膨胀系数，提高 玻璃的热稳定性、化学稳定性，增加玻璃的折射率，改善玻璃的光泽，提高玻璃的机械性能。 B203在高温时能降低玻璃的粘度，在低温时则提高玻璃的粘度，所以含B203较高的玻璃，形 成的温度范围较窄。当B2o3引入量过高时，由于硼氧三角体[bo3]增多，玻璃的膨胀系数反 而增大，发生反常现象。B203还起到助熔剂的作用，加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。 但是b2o3常随水蒸气挥发，硼硅酸盐玻璃液面上因B203的挥发减少，会产生富含Si02的析 晶料皮，因此，熔制时间不能过长，试验发现，熔制时间不能大于80min，在确保玻璃态良好 的情况下，熔制时间越短越好。随着B203含量的增加，软化点降低，玻璃的B203含量如果少 于lwt %，玻璃会变得不稳定。ZnO是中间体氧化物，在一般情况下，以锌氧八面体[Zn08]作为网络外体氧化物存 在，当玻璃中的游离氧足够时，可形成锌氧四面体[Zn04]而进入玻璃的结构网络，使玻璃的 结构更趋稳定。ZnO能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，折射率。 如果ZnO含量低于作用不明显，高于50wt%，玻璃会变得不稳定。ZnO使玻璃的热膨胀 系数降低。A1203的加入能降低玻璃的析晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强 度、硬度和折射率，可用来调节玻璃的膨胀系数和封接温度。A1203增加玻璃的化学稳定性、 热稳定性和耐酸性，降低析晶性，玻璃的A1203含量不超过5wt%，A1203含量超过5wt%会造 成不稳定。
本发明的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及其制备方法的积极效果是(1)本发明降低了挤压力；(2)本发明延长了模具的使用寿命；(3)本发明提高了产品质量，制品表面光洁、平整、无划痕；(4)本发明改善了车间环境。
图1本发明的制备工艺流程图；具体实施方式以下提供本发明一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及其制备方法的具体实施方式
。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解， 在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些 等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1—、原料组成按摩尔百分比为P205 为 63%, K20 为 16%, Na20 为 14%, B203 为 4%, ZnO 为 2%, A1203 为 1%。二、制备方法(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为1000°C的电炉中，保温0. 6h ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形 状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。三、测试结果将制备的玻璃粉，用30%的水完全溶解，溶液的稳定性超过150天，其粘度在20日 后不可测。实施例2一、原料组成按摩尔百分比为P205 为 52%, K20 为 24%, Na20 为 15%, B203 为 6%, ZnO 为 2%, A1203 为 1%。二、制备方法(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为950°C的电炉中，保温0. 5h ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形 状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。
三、测试结果将制备的玻璃粉，用30%的水完全溶解，溶液的稳定性超过120天，其粘度在30日 后不可测。实施例3一、原料组成按摩尔百分比为P205 为 74%, K20 为 8%, Na20 为 9%, B203 为 6%, ZnO 为 2%, A1203 为 1%。二、制备方法(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为900°C的电炉中，保温0. 5h ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形 状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。三、测试结果将制备的玻璃粉，用30 %的水完全溶解，溶液的稳定性超过100天，其粘度在14日 后不可测。实施例4—、原料组成按摩尔百分比为P205 为 67%, K20 为 15%, Na20 为 12%, B203 为 3%, ZnO 为 2%, A1203 为 1%。二、制备方法(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为1150°C的电炉中，保温0. 7h ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形 状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。三、测试结果将制备的玻璃粉，用30 %的水完全溶解，溶液的稳定性超过100天，其粘度在14日 后不可测。实施例5一、原料组成按摩尔百分比为P205 为 60%, K20 为 25%, Na20 为 10%, B203 为 3%, ZnO 为 1%, A1203 为 1%。二、制备方法(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为950°C的电炉中，保温0. 8h ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。三、测试结果将制备的玻璃粉，用30%的水完全溶解，溶液的稳定性超过120天，其粘度在17日 后不可测。实施例6一、原料组成按摩尔百分比为P205 为 65%, K20 为 9%, Na20 为 20%, B203 为 4%, ZnO 为 1%, A1203 为 1%。二、制备方法(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为1050°C的电炉中，保温0.6h ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形 状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。三、测试结果将制备的玻璃粉，用30%的水完全溶解，溶液的稳定性超过150天，其粘度在25日 后不可测。最后所应说明的是以上实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，尽管参 照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本 发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均 应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，原料按摩尔百分比组成为，P2O5为50～75％，K2O为5～30％，Na2O为5～30％，B2O3为0.1～10％，ZnO为0.1～5％，Al2O3为0.1～5％。
2.如权利要求1所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，所述的P2O5为55 70%，所述的K2O为15 25%。
3.如权利要求2所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，所述的P2O5为63%， 所述的K2O为16%。
4.如权利要求1所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，所述的Na2O为10 25%，所述的B2O3为0. 1 10%。
5.如权利要求4所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，所述的Na2O为14%， 所述的B2O3为4%。
6.如权利要求1所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，所述的ZnO为0.5 3%，所述的Al2O3为0. 5 3%。
7.如权利要求6所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃，其特征在于，所述的ZnO为2%， 所述的Al2O3为1%。
8.如权利要求1所述的一种水溶性磷酸盐润滑玻璃的制备方法，其特征在于，包括如 下步骤(1)按照各组分的重量百分比称取各原料；(2)将所称取的原料充分混合；(3)将混合后的混合料放入坩埚中，然后放入炉温为900°C 1150°C的电炉中，保温 0. 5 Ih ；(4)将熔化后的玻璃液倒入压片机压成薄片或者倒入冷水中或浇铸成一定的形状；(5)将片状或者颗粒状玻璃一起放入球磨机球磨；(6)将球磨后的玻璃粉过筛、检测、包装。
全文摘要
本发明涉及一种水溶性磷酸盐润滑玻璃及其制备方法，原料按摩尔百分比组成为，P2O5为50～75％，K2O为5～30％，Na2O为5～30％，B2O3为0.1～10％，ZnO为0.1～5％，Al2O3为0.1～5％；制备方法包括称量、混合、熔制、浇铸、球磨、包装；本发明的优点降低了挤压力，延长了模具的使用寿命，提高了产品质量，制品表面光洁、平整、无划痕改善了车间环境，具有稳定性好的特点。
文档编号C03C3/19GK101863621SQ20091004961
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者刘立起, 李胜春, 郑庆云 申请人:郑庆云