本发明属于玻璃制品领域，具体涉及一种低氟乳白玻璃制品及其制备方法。
背景技术：
乳白玻璃是通过氟化物中的微小粒子在光散射作用下产生乳浊效果的一种人造玻璃材料，是以透明的液态玻璃所制成的含有高分散晶体的白色半透明玻璃。在配合料中引入一些低溶解度的乳浊剂如氟化物、氯化物、磷酸盐、硫酸盐等，这些物质在高温时溶解于玻璃液中，降温时析出一种或多种晶体的微小颗粒，进到它内部的光线会被这些颗粒所散射，而造成了乳浊的效果。乳浊程度取决于析出物质的分散度和其与主体玻璃之间折射率之差。
一般乳白玻璃成分大都用氟化物进行乳浊，如在20世纪我国也有的工厂是用氟化物乳浊玻璃生产咖啡杯、碟。然而，氟化物的膨胀系数比较大，如氟硅酸钠、冰晶石的膨胀系数为zno的2.2～2.4倍，na2o的0.5倍，影响了玻璃耐急冷急热性；同时氟化物乳浊玻璃由于析晶而乳浊，如析出的晶粒过大，达到0.1mm左右时，这种玻璃制品若被加热，会因各部位膨胀不均匀而产生应力使玻璃发脆，影响产品合格率。因此，目前乳白耐热玻璃制品很少单独采用氟化物进行乳浊。使用萤石或氟硅酸钠作为乳浊剂，在玻璃熔制过程中会有含氟物质挥发，特别是用火焰炉生产乳白玻璃时挥发率可到6％～10％，严重污染环境，损害人体健康。而且，含氟乳白玻璃制品在加热使用时的健康问题也令人堪忧，氟是有害物质之一，其使用量应受到限制。氧化物加入数量多才能起乳浊作用，然而加入量大后，玻璃难熔，成本也会提高。
硅藻土是一种硅质岩石，具有优良的延伸性，有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻软内磨性好，其通过特定步骤改性后，所表现的各方面性能提高，将其应用于玻璃制品中，具有良好积极的意义。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种低氟乳白玻璃制品及其制备方法，该种玻璃制品折射率高，乳浊效果好，而且具有较高的热稳定性、化学稳定性和机械强度，制备简单，能耗低，污染少，具有广阔的市场前景。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种低氟乳白玻璃制品，包括以下按重量份计的原料：sio280-100份、al2o315-25份、b2o310-20份、cao10-20份、bao9-17份、na2o3-5份、zno4-8份、k2o3-5份、ceo25-7份、mgo2-6份、cu2o2-4份、sno1-3份、sb2o31-3份、caf1-3份和改性硅藻粉5-15份；
所述改性硅藻粉由下列重量份的原料制成：硅藻土30份、钛白粉8份、锌钡白4份、木质素3份、膨胀珍珠岩10份、三氯化铁6份、正丁醛-苯胺缩合物3份、氧化镨3份、蜜蜡6份、10,10’-氧代双吩恶砒3份、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍3份；其制备方法是将硅藻土置于8％-12％的盐酸溶液中浸泡40-60min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在680-720℃下进行高温煅烧1-2h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成120-160目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即可。
进一步地，所述玻璃制品包括以下按重量份计的原料：sio290份、al2o320份、b2o315份、cao15份、bao13份、na2o4份、zno6份、k2o4份、ceo26份、mgo4份、cu2o3份、sno2份、sb2o32份、caf2份和改性硅藻粉10份。
进一步地，所述改性硅藻粉的制备方法是将硅藻土置于10％的盐酸溶液中浸泡50min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在700℃下进行高温煅烧1.5h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成140目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即可。
上述的一种低氟乳白玻璃制品的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)将原料按重量份配比混合均匀，投入玻璃熔窖中熔制，得玻璃熔融体；
(2)将玻璃熔融体浇注至预热的模具内成型；
(3)将成型后的玻璃制品输送至退火炉中进行退火处理；
(4)最后将退火后的玻璃制品移出退火炉，空冷至室温即可。
进一步地，在步骤(1)中，所述熔制是将原料在1520-1640℃下搅拌澄清4-6h。
进一步地，所述熔制前先对玻璃熔窖进行预热，预热温度为400-600℃。
进一步地，在步骤(2)中，所述玻璃熔融体的浇注温度为780-860℃。
进一步地，在步骤(3)中，所述退火处理中退火炉高温区温度为630-690℃，时间维持在25-45min；退火炉低温区温度为350-430℃，时间维持在20-30min；退火炉保温区沿出料方向温度从300℃降低至温度为150-300℃，保温时间维持在30-40min。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的玻璃制品制备简单方便，能耗低，污染少，比传统工艺方法节能30％，可减少对资源的消耗，促进节能减排，原料中还减少了氟化物的用量和氟的挥发，符合国家倡导的绿色环保的标准；
(2)本发明通过合理地选配所需氧化物以及科学的制备工艺流程，促进玻璃的不混溶倾向，与网络外体富集在液滴相中，在玻璃冷却过程中，以晶核或晶粒析出，另协同改性硅藻粉，使得成品玻璃制品折射率高，乳浊效果好，而且具有较高的热稳定性、化学稳定性和机械强度，其玻璃微晶化所带来的玻璃强度和热冲击性能也进一步提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种低氟乳白玻璃制品，称取以下原料：sio280kg、al2o315kg、b2o310kg、cao10kg、bao9kg、na2o3kg、zno4kg、k2o3kg、ceo25kg、mgo2kg、cu2o2kg、sno1kg、sb2o31kg、caf1kg和改性硅藻粉5kg；
所述改性硅藻粉由下列重量份的原料制成：硅藻土30kg、钛白粉8kg、锌钡白4kg、木质素3kg、膨胀珍珠岩10kg、三氯化铁6kg、正丁醛-苯胺缩合物3kg、氧化镨3kg、蜜蜡6kg、10,10’-氧代双吩恶砒3kg、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍3kg；其制备方法是将硅藻土置于8％的盐酸溶液中浸泡40min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在680℃下进行高温煅烧1h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成120目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即可。
上述的一种低氟乳白玻璃制品的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)熔制：熔制前先对玻璃熔窖进行预热，预热温度为400℃；将上述称取的原料全部投入到玻璃熔窖中熔制，在1520℃下搅拌澄清4h，得玻璃熔融体；
(2)浇筑：待玻璃熔融体的温度在玻璃熔窖中冷却至780℃后浇注至预热的模具内成型；
(3)退火：将成型后的玻璃制品输送至退火炉中进行退火处理，退火处理中退火炉高温区温度为630℃，时间维持在25-45min；退火炉低温区温度为350℃，时间维持在20min；退火炉保温区沿出料方向温度从300℃降低至温度为150℃，保温时间维持在30min；
(4)冷却：最后将退火后的玻璃制品移出退火炉，空冷至室温即制得本发明的低氟乳白玻璃制品。
实施例2
一种低氟乳白玻璃制品，称取以下原料：sio290kg、al2o320kg、b2o315kg、cao15kg、bao13kg、na2o4kg、zno6kg、k2o4kg、ceo26kg、mgo4kg、cu2o3kg、sno2kg、sb2o32kg、caf2kg和改性硅藻粉10kg；
所述改性硅藻粉由下列重量份的原料制成：硅藻土30kg、钛白粉8kg、锌钡白4kg、木质素3kg、膨胀珍珠岩10kg、三氯化铁6kg、正丁醛-苯胺缩合物3kg、氧化镨3kg、蜜蜡6kg、10,10’-氧代双吩恶砒3kg、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍3kg；其制备方法是将硅藻土置于10％的盐酸溶液中浸泡50min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在700℃下进行高温煅烧1.5h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成140目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即可。
上述的一种低氟乳白玻璃制品的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)熔制：熔制前先对玻璃熔窖进行预热，预热温度为500℃；将上述称取的原料全部投入到玻璃熔窖中熔制，在1580℃下搅拌澄清5h，得玻璃熔融体；
(2)浇筑：待玻璃熔融体的温度在玻璃熔窖中冷却至820℃后浇注至预热的模具内成型；
(3)退火：将成型后的玻璃制品输送至退火炉中进行退火处理，退火处理中退火炉高温区温度为660℃，时间维持在35min；退火炉低温区温度为390℃，时间维持在25min；退火炉保温区沿出料方向温度从300℃降低至温度为250℃，保温时间维持在35min；
(4)冷却：最后将退火后的玻璃制品移出退火炉，空冷至室温即制得本发明的低氟乳白玻璃制品。
实施例3
一种低氟乳白玻璃制品，称取以下原料：sio2100kg、al2o325kg、b2o320kg、cao20kg、bao17kg、na2o5kg、zno8kg、k2o5kg、ceo27kg、mgo6kg、cu2o4kg、sno3kg、sb2o33kg、caf3kg和改性硅藻粉15kg；
所述改性硅藻粉由下列重量份的原料制成：硅藻土30kg、钛白粉8kg、锌钡白4kg、木质素3kg、膨胀珍珠岩10kg、三氯化铁6kg、正丁醛-苯胺缩合物3kg、氧化镨3kg、蜜蜡6kg、10,10’-氧代双吩恶砒3kg、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍3kg；其制备方法是将硅藻土置于12％的盐酸溶液中浸泡60min，抽滤后将所得物料烘干，再与膨胀珍珠岩混合，在720℃下进行高温煅烧2h，取出冷却到室温后再与蜜蜡混合，通过研磨机研磨成160目的细粉，最后与剩余材料混合，通过球磨使所有原料粉末充分分散混合均匀即可。
上述的一种低氟乳白玻璃制品的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)熔制：熔制前先对玻璃熔窖进行预热，预热温度为600℃；将上述称取的原料全部投入到玻璃熔窖中熔制，在1640℃下搅拌澄清6h，得玻璃熔融体；
(2)浇筑：待玻璃熔融体的温度在玻璃熔窖中冷却至860℃后浇注至预热的模具内成型；
(3)退火：将成型后的玻璃制品输送至退火炉中进行退火处理，退火处理中退火炉高温区温度为690℃，时间维持在45min；退火炉低温区温度为430℃，时间维持在30min；退火炉保温区沿出料方向温度从300℃降低至温度为300℃，保温时间维持在40min；
(4)冷却：最后将退火后的玻璃制品移出退火炉，空冷至室温即制得本发明的低氟乳白玻璃制品。
性能检测
对上述实施例1-3制得的玻璃制品进行性能检测，检测数据见下表1；
表1
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。