一种低翘曲、高强度的柔性玻璃及其表面处理方法和应用与流程

本发明属于特种玻璃，特别涉及一种低翘曲、高强度的柔性玻璃及其表面处理方法和应用。

背景技术：

1、随着电子显示产业快速发展，显示用电子玻璃产业规模也逐年攀升，电子显示产品应用无处不在，电子显示产品包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、信息查询机、电视等。柔性显示技术发展迅速，使得信息显示更加灵活多样，是一种非常具有前景的显示技术。厚度小于100μm的电子玻璃表现出可弯曲性和柔性，且随着厚度越小，柔韧性越好。柔性玻璃经化学强化可以提高柔性玻璃强度、可弯折次数和耐磨性，弥补柔性显示屏的不足，但是同样也会带来翘曲形变等问题。目前柔性玻璃盖板主要采用低温离子交换法进行强化，其原理在于：将玻璃浸置在高温熔盐中，玻璃表层半径较小的碱金属离子(如li+、na+)与熔盐中半径较大的离子(如na+、k+)进行离子交换，表面形成“挤塞效应”，形成表面压应力层。此方法由于在高温熔盐中进行，要求玻璃两个面的组成结构、热历史等性质接近，否则，容易造成强化后的玻璃平整度差(翘曲值)，平整度差会影响玻璃的贴合效果，从而影响电子产品的抗冲击、抗跌落性能。

2、玻璃产生翘曲主要有以下几方面的原因：一是平板玻璃采用浮法生产造成的空气面与锡面二者在化学组成以及结构都具有一定的差异性，这种差异会造成玻璃两表面离子交换的效率、速率不一致，导致两面强化后的表面压应力(cs)、应力层深度(dol)的不一致，两面应力不均匀导致强化后产生明显的翘曲；二是由于组成结构、生产工艺等原因导致玻璃表层不均匀，引起应力分布不均，受力不均会导致翘曲的加剧；三是强化完成后，将玻璃从熔盐中取出的过程中，由上至下的热性质差异产生应力中心，最终导致翘曲量超标。

3、目前解决翘曲的方式大多采用机械抛光或者化学蚀刻的方式，以达到玻璃两面成分一致的目的，虽然形变得以一定程度修复，但是化学强化强度因此受损。此外还有通过对原片在线处理的方法，以酸性气体、液体去和玻璃表面发生脱碱反应，调节空气面、锡面的碱金属含量来调控浮法玻璃的强化翘曲，但是此方法会对窑炉产生腐蚀作用，影响窑炉使用寿命。同时以上方法的酸性气体或液体对环境也会对产生较大危害。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种低翘曲、高强度的柔性玻璃及其表面处理方法和应用，目的在于解决柔性玻璃由于自身组成结构或化学强化后温度、应力梯度对翘曲产生的影响，具体技术方案如下：

2、本发明提供了一种低翘曲、高强度的柔性玻璃，包括以下重量百分比的组分：sio255-75.5％，al2o3 4.5-24.5％，b2o3 0-5.5％，li2o 0-5％，na2o0.5-15％，k2o 0.5-7％，mgo0-8％，cao 0-8％，zro2 0-5.5％，re2o30.1-6.5％；其中：mgo+cao≤12％；na2o/ro≤1.2；k2o/ro≤0.3；ro/al2o3≤1.5，ro为碱土金属氧化物。

3、作为本发明一种优选技术方案，一种低翘曲、高强度的柔性玻璃，包括以下重量百分比的组分：sio2 57.5-73.5％，al2o3 7.5-22.5％，b2o3 0-3％，li2o 0-4.5％，na2o 1.5-13.5％，k2o 1-6.5％，mgo 0.5-7.5％，cao 0-6.5％，zro2 0-4％，re2o3 0.1-5.5％；其中：mgo+cao≤10.5％；na2o/ro≤1.15；k2o/ro≤0.25；ro/al2o3≤1.4，ro为碱土金属氧化物。

4、作为本发明一种优选技术方案，所述re2o3为sc2o3、y2o3、la2o3中的一种或几种。

5、本发明还提供了一种低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，该表面处理方法包括以下步骤：

6、步骤s1、将上述组成制备的柔性玻璃进行镀膜，所镀薄膜的总重量为100％，包括如下重量百分比的组分：

7、0-65％的硅酸盐、1-5％纳米al2o3、3-5％的粘结剂、0.1-0.5％的润湿剂、30-70％的水，将这几种组分通过高速离心混合制成薄膜材料；

8、步骤s2、将上述薄膜材料均匀涂覆在柔性玻璃表面，采用化学沉积，经过表面固化、烘箱烘干，形成薄膜；

9、步骤s3、采用一步法或二步法的方法将柔性玻璃进行化学强化，将覆膜后的玻璃浸置在高温熔盐中1-2次，冷却清洗后得到低翘曲、高强度的柔性玻璃。

10、作为本发明一种优选技术方案，所述硅酸盐中包含硅酸铝、偏硅酸铝中的至少一种。

11、作为本发明一种优选技术方案，所述粘结剂包括水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝中的至少一种。

12、作为本发明一种优选技术方案，所述润湿剂包括十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠中的至少一种。

13、作为本发明一种优选技术方案，所述的离心混合速率为4500～8000r/min，时间为3～25min。

14、作为本发明一种优选技术方案，所述的化学沉积覆膜次数为1-3次。

15、作为本发明一种优选技术方案，所述的化学强化熔盐为kno3、nano3、lino3中的一种或多种。

16、作为本发明一种优选技术方案，所述的化学强化温度为360-420℃，时间为1-30min。

17、本发明还提供了一种低翘曲、高强度的柔性玻璃在电子玻璃中的应用。

18、本发明的有益效果是：

19、(1)本发明提供了一种低翘曲、高强度的柔性玻璃，从组成结构的角度调控柔性玻璃的应力分布均匀性，从柔性玻璃本身解决翘曲影响。

20、(2)本发明通过镀膜的方法，降低柔性玻璃离子交换效率，改变应力中心，减少柔性玻璃化学强化后温度或者应力梯度对翘曲产生的影响，使用“双保险”的方式，将化学强化产生翘曲的影响进一步降低到最小。

技术特征：

1.一种低翘曲、高强度的柔性玻璃，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：sio2 55-75.5％，al2o3 4.5-24.5％，b2o3 0-5.5％，li2o 0-5％，na2o 0.5-15％，k2o 0.5-7％，mgo0-8％，cao 0-8％，zro2 0-5.5％，re2o30.1-6.5％；其中：mgo+cao≤12％；na2o/ro≤1.2；k2o/ro≤0.3；ro/al2o3≤1.5，ro为碱土金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的一种低翘曲、高强度的柔性玻璃，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：sio2 57.5-73.5％，al2o3 7.5-22.5％，b2o30-3％，li2o 0-4.5％，na2o 1.5-13.5％，k2o 1-6.5％，mgo 0.5-7.5％，cao0-6.5％，zro2 0-4％，re2o3 0.1-5.5％；其中：mgo+cao≤10.5％；na2o/ro≤1.15；k2o/ro≤0.25；ro/al2o3≤1.4，ro为碱土金属氧化物。

3.根据权利要求1或2所述的一种低翘曲、高强度的柔性玻璃，其特征在于：所述re2o3为sc2o3、y2o3、la2o3中的一种或几种。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于，该表面处理方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述硅酸盐中包含硅酸铝、偏硅酸铝中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述粘结剂包括水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述润湿剂包括十二烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述的离心混合速率为4500～8000r/min，时间为3～25min。

9.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述的化学沉积覆膜次数为1-3次。

10.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述的化学强化熔盐为kno3、nano3、lino3中的一种或多种。

11.根据权利要求4所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃的表面处理方法，其特征在于：所述的化学强化温度为360-420℃，时间为1-30min。

12.一种如权利要求1或2所述的低翘曲、高强度的柔性玻璃在电子玻璃中的应用。

技术总结
本发明涉及一种低翘曲、高强度的柔性玻璃及其表面处理方法和应用，所述的柔性玻璃包括以下重量百分比的组分：SiO<subgt;2</subgt; 55‑75.5％，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;4.5‑24.5％，B<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt; 0‑5.5％，Li<subgt;2</subgt;O 0‑5％，Na<subgt;2</subgt;O 0.5‑15％，K<subgt;2</subgt;O 0.5‑7％，MgO0‑8％，CaO 0‑8％，ZrO<subgt;2</subgt; 0‑5.5％，RE<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt; 0.1‑6.5％；其中：MgO+CaO≤12％；Na<subgt;2</subgt;O/RO≤1.2；K<subgt;2</subgt;O/RO≤0.3；RO/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;≤1.5，RO为碱土金属氧化物。所述的表面处理方法包括以下步骤：S1、将上述组成制备的柔性玻璃进行镀膜；S2、将上述薄膜材料均匀涂覆在柔性玻璃表面；S3、采用一步法或二步法的方法将柔性玻璃进行化学强化。本发明从组成结构的角度调控柔性玻璃的应力分布均匀性，从柔性玻璃本身解决翘曲影响；通过镀膜的方法，降低柔性玻璃离子交换效率，改变应力中心，减少柔性玻璃化学强化后温度或者应力梯度对翘曲产生的影响。

技术研发人员：彭寿,张冲,李常青,曹欣,石丽芬,仲召进,高强,王萍萍,赵凤阳,王巍巍,李金威,倪嘉,韩娜,胡文涛,杨勇,周刚,王鹏,张晓雨,柯震坤,崔介东,单传丽
受保护的技术使用者：中建材玻璃新材料研究院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13