本发明涉及玻璃钢化技术领域，尤其涉及一种玻璃钢化液以及玻璃刚化处理方法。
背景技术
化学钢化(也称离子交换)能够有效地提高玻璃表面应力及其弯曲强度，是薄玻璃及其制品有效强化方法之一，其具体原理是将玻璃浸入到熔融状态下的钢化液中，促进玻璃表面的钠离子与钾肥槽内的钾离子交换。但是现有的化学钢化玻璃生产周期长(交换时间长达数十小时)，效率低，增加了生产成本高，且其性能不稳定，强化后玻璃表面易出现大量微裂纹，容易引起应力集中而导致玻璃破裂，严重影响了玻璃的抗张强度。
技术实现要素：
本发明提出了一种玻璃钢化液以及玻璃刚化处理方法，优化了玻璃刚化液的组分和用量，缩短了强化时间，同时显著增加了应力层深度，提高了玻璃的表面强度。
本发明提出的一种玻璃钢化液，其原料按重量份包括：65-80份硝酸钾、5-15份二乙醇胺硼酸酯、5-8份n-甲基二乙醇胺、2-8份硝酸亚铈、3-5份氧化镁。
优选地，其原料按重量份包括：70-75份硝酸钾、8-13份二乙醇胺硼酸酯、6-7份n-甲基二乙醇胺、3-6份硝酸亚铈、4-4.5份氧化镁。
优选地，其原料按还包括al2o3和sb2o3，
优选地，al2o3在玻璃刚化液中的重量百分比为2-4％，sb2o3在玻璃刚化液中的重量百分比为0.5-3％。
一种玻璃刚化处理方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡在权利要求1-4任一项所述的玻璃刚化液，强化温度为380-420℃，保温反应；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃进行退火处理，空冷得到钢化玻璃。
优选地，步骤s1中，玻璃预热温度为630-680℃。
优选地，步骤s2中，保温反应时间为2-5h。
优选地，步骤s3中，退火温度为200-290℃。
优选地，退火时间为1-3h。
本发明钢化液中二乙醇胺硼酸酯和n-甲基二乙醇胺相互配合，使得极性基团在玻璃表面吸附，非极性基团定向排列形成保护膜，有效提高了k+和na+离子的交换速度，另外，二乙醇胺硼酸酯中的羟基与玻璃表面硅氧键相互作用使得离子交换通道扩大；硝酸亚铈一方面能快速反应掉硝酸根高温分解产生的氧气，避免了氧气在玻璃表面的沉积而影响离子交换方应速度；另一方面，硝酸亚铈以及氧化后得到的四价ce4+与二乙醇胺硼酸酯和n-甲基二乙醇胺配合螯合能填补玻璃在强化过程中产生的裂纹，有效提高了玻璃表面强度；氧化镁作为活性氧化物具有很好的耐热性、化学稳定性，提高玻璃增强效果。
在优选的技术方案中，在玻璃钢化液中添加了al2o3和氧化镁，其中al2o3与氧化镁以及二乙醇胺硼酸酯中的硼酸结构复合作用，进一步提高强化效果，由于硝酸亚铈稳定性低在钢化液中的含量不宜过高，加入sb2o3与硝酸亚铈进一步减少氧气的沉积，同时sb2o3含量不宜过高，否则会大幅减低玻璃软化温度，影响玻璃的表面强度。
玻璃样品在合适的温度下浸泡在该玻璃刚化液中进行钢化处理，能够显著的提高玻璃的应力强度，较短时间内即可完成强化离子交换过程，配合合适的退火温度处理，由于内部和表面的膨胀系数不同，在玻璃表面形成一种压缩应力，实现玻璃在退火过程中的化学增强，大幅度提高玻璃强度。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种玻璃刚化处理方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在630℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃刚化液，强化温度为380℃，保温反应；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃进行退火处理，空冷得到钢化玻璃；
其中，玻璃钢化液由65份硝酸钾、15份二乙醇胺硼酸酯、5份n-甲基二乙醇胺、8份硝酸亚铈、3份氧化镁组成。
实施例2
一种玻璃刚化处理方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在680℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃刚化液，强化温度为420℃，保温反应2h；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃在200℃下进行退火处理，退火时间为60min空冷得到钢化玻璃；
其中，玻璃钢化液由80份硝酸钾、5份二乙醇胺硼酸酯、8份n-甲基二乙醇胺、2份硝酸亚铈、5份氧化镁组成。
实施例3
一种玻璃刚化处理方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在650℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃刚化液，强化温度为400℃，保温反应5h；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃在290℃下进行退火处理，退火时间为180min空冷得到钢化玻璃；
其中，玻璃钢化液由硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁、al2o3和sb2o3组成，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁的重量比为70：13：6：6：4，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁的总量在玻璃钢化液的重量百分比为97.5％，al2o3在玻璃钢化液的重量百分比为2％，sb2o3在玻璃刚化液的重量百分比为0.5％。
实施例4
一种玻璃刚化处理方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在660℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃刚化液，强化温度为400℃，保温反应3h；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃在250℃下进行退火处理，退火时间为150min空冷得到钢化玻璃；
其中，玻璃钢化液由硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁、al2o3和sb2o3组成，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁的重量比为75：8：7：3：4.5，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁的总量在玻璃钢化液的重量百分比为93％，al2o3在玻璃钢化液的重量百分比为4％，sb2o3在玻璃刚化液的重量百分比为3％。
实施例5
一种玻璃刚化处理方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在660℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃刚化液，强化温度为400℃，保温反应4h；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃在260℃下进行退火处理，退火时间为120min空冷得到钢化玻璃；
其中，玻璃钢化液由硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁、al2o3和sb2o3组成，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈、氧化镁的重量比为73：10：6.5：5：4，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、硝酸亚铈和氧化镁的总量在玻璃钢化液的重量百分比为95％，al2o3在玻璃钢化液的重量百分比为3％，sb2o3在玻璃刚化液的重量百分比为2％。
对照例1
一种玻璃强化方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在660℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃刚化液，强化温度为400℃，保温反应3h；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃在250℃下进行退火处理，退火时间为120min空冷得到强化玻璃；
其中，玻璃强化液由硝酸钾、硝酸亚铈、氧化镁、al2o3和sb2o3组成，硝酸钾、硝酸亚铈、氧化镁的重量比为75：3：4.5，硝酸钾、硝酸亚铈、氧化镁的总量在玻璃强化液的重量百分比为93％，al2o3在玻璃强化液的重量百分比为4％，sb2o3在玻璃强化液的重量百分比为3％。
对照例2
一种玻璃强化方法，包括如下步骤：
s1、将玻璃在660℃下预热处理；
s2、将步骤s1得到的预热玻璃浸泡玻璃强化液，强化温度为400℃，保温反应4h；
s3、将步骤s2得到的强化玻璃在260℃下进行退火处理，退火时间为120min空冷得到强化玻璃；
其中，玻璃强化液由硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、氧化镁、al2o3和sb2o3组成，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、氧化镁的重量比为73：10：6.5：4，硝酸钾、二乙醇胺硼酸酯、n-甲基二乙醇胺、氧化镁的总量在玻璃强化液的重量百分比为95％，al2o3在玻璃强化液的重量百分比为3％，sb2o3在玻璃刚化液的重量百分比为2％。
将实施例2-5所述玻璃刚化处理方法制得的钢化玻璃以及对照例所述玻璃强化方法制得的强化玻璃进行按照玻璃的性能指标进行性能测试和比较，结果如下表所示：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。