一种离子筛预处理方法、离子筛及其应用与流程

本发明涉及玻璃强化工艺，具体涉及一种离子筛预处理方法、离子筛及其应用。

背景技术：

1、随着科技的进步，化学强化玻璃的应用领域和应用市场越来越广，例如可用于便携式电子设备的保护盖板、航空器以及新能源汽车的挡风玻璃、智能穿戴的保护材料等等。化学强化是提高基材玻璃机械强度与抗划伤性的一种有效手段，通过将基材玻璃浸渍在盐浴中，基材玻璃中的离子半径小的碱金属阳离子与盐浴中的离子半径大的碱金属阳离子进行交换，由此，在基材玻璃的表面形成压应力层/压缩应力层而得到化学强化玻璃。

2、在工业化连续生产时，随着离子交换的进行，盐浴中会逐渐积累从基材玻璃中流出的较小碱金属阳离子，即从基材玻璃扩散到盐浴中的阳离子，为盐浴的杂质离子，如li+和/或na+，而盐浴中较小碱金属阳离子浓度的增加，会使盐浴出现老化或“中毒”，阻碍正常离子交换的进行。当盐浴中积累的较小碱金属阳离子达到一定浓度，中毒的盐浴不会如所期望的那样在盖板玻璃中产生大的cs和深的dol，化学强化后的盖板玻璃将会不满足质量管控标准的要求。比如，在化学强化锂铝硅盖板玻璃时，盐浴中一旦积累过多从基材玻璃中流出的锂离子，在该盐浴中进行化学强化的盖板玻璃，就将出现深层应力和尺寸膨胀量下降等问题，而这些问题会导致盖板玻璃样品尺寸和强度不稳定。

3、为了保证化学强化玻璃量产过程中质量稳定，并提高其生产效率。盖板工厂经常采用离子除杂手段，来保证长时间盐浴中，杂质离子(即从基材玻璃扩散到盐浴中的阳离子)的浓度，符合玻璃强化用盐浴要求。

4、目前，行业内常用的杂质离子除杂手段主要包括：向盐浴中添加磷酸盐(磷酸钠、磷酸钾)、离子筛等，作为盐浴中杂质离子的吸附材料。其中：

5、采用磷酸钠和/或磷酸钾作为吸附材料，往往需要暂停强化工作，使杂质离子与磷酸盐充分反应、沉淀，不利于提高量产效率，而且反应后的沉淀物沉积在盐浴炉底部，为盐浴的清理和更换增加了难度。另外，磷酸盐还容易附着在玻璃表面上，影响玻璃质量。

6、而采用离子筛作为吸附材料，则可以有效地解决采用磷酸钠和/或磷酸钾作为吸附材料所存在的问题。这主要是因为离子筛的作用原理并非是使杂质离子形成沉淀物，而是利用离子筛网络架构中存在的游离碱金属阳离子与盐浴中的杂质离子进行离子交换，使盐浴中的杂质离子扩散进入离子筛通道内部，被离子筛选择性吸收。离子筛的选择性离子交换和玻璃化学强化时所进行的离子交换可同步进行，而且离子筛可以做到完全不接触玻璃样品。

7、因此，为了提高量产效率，确保玻璃质量，优选向盐浴中添加离子筛作为杂质离子除杂手段。

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明的发明人在使用离子筛处理盐浴中的杂质离子时，发现，在加入申请人自行研发的离子筛之后，杂质离子的浓度的确受到了很好的控制，可以保证长时间高温盐浴中的杂质离子浓度符合玻璃强化用盐浴的要求，然而部分玻璃的表面质量却出现了问题，比如玻璃表面出现了被腐蚀的情况。

3、鉴于上述问题，要求在控制盐浴中杂质离子浓度的同时，确保化学强化玻璃产品外观质量以及量产效率，减少缺陷样品。

4、用于解决问题的手段

5、本发明的发明人发现，通过将离子筛放在特定工艺条件下进行预处理，再将其加入盐浴中作为杂质离子吸附材料，能够改善玻璃产品的质量，同时处理后的离子筛能够保持其优异的杂质离子吸附能力，也不影响玻璃产品的量产效率，从而完成了本发明。

6、第一方面，本发明提供了一种离子筛预处理方法，在将离子筛投入盐浴之前，先将离子筛置于酸洗液中进行酸洗处理，再对酸洗处理后的离子筛进行干燥处理；

7、按照摩尔百分比计算，所述离子筛包括：20mol％-90mol％的sio2、0mol％-30mol％的al2o3和10mol％-50mol％的碱金属氧化物。

8、进一步，所述离子筛包括：20mol％-50mol％的sio2、8mol％-30mol％的al2o3、35mol％-50mol％的碱金属氧化物；或

9、所述离子筛包括：50mol％-90mol％的sio2、0-20mol％的al2o3和10mol％-40mol％的碱金属氧化物。

10、第二方面，本发明还提供了一种离子筛，该离子筛由上述方法处理得到。

11、第三方面，本发明还提供了一种离子筛的应用，将由上述方法处理得到的离子筛应用于化学强化玻璃的制造中；所述离子筛用于吸附离子交换工序中从基材玻璃扩散到盐浴中的碱金属阳离子。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、本发明的发明人发现，离子筛在投入盐浴使用后，虽然可以保证长时间高温盐浴中的杂质离子浓度符合玻璃强化用盐浴的要求，但玻璃表面却很容易被腐蚀。针对这一现象进行深入研究后，发明人发现，离子筛投入盐浴并长时间使用后，盐浴ph发生了较大改变，盐浴出现了ph快速升高的现象，而一旦当盐浴ph值由中性变为强碱性时，在高温状态下，玻璃表面就很容易被腐蚀。

14、根据本发明所提供的预处理方法，在离子筛在投入盐浴前，先对离子筛材料进行先酸洗后烘干的预处理，然后再将预处理后的离子筛添加到玻璃化学强化用盐浴中，进行盐浴除杂，就能够有效解决离子筛加入盐浴使用后，所导致的盐浴ph快速升高的问题。处理后的离子筛加入盐浴后，盐浴ph的增长速度减缓，在控制盐浴中杂质离子浓度的同时，能够确保在进行基材玻璃强化时，盐浴ph始终低于引起玻璃表面腐蚀的界限值，进而避免了盐浴ph快速升高所导致的玻璃表面被腐蚀的问题。而且，由于本发明所采用的特定预处理工艺不会影响离子筛本身吸收杂质离子(如na+、li+)的能力，也不会向盐浴中引入其他杂质离子，预处理后的离子筛依然能够有效除去在离子交换工序中，从玻璃扩散到盐浴中的碱金属阳离子/杂质离子，使盐浴中杂质离子维持在较低浓度，避免了在强化过程中进行盐浴的更换，确保了基材玻璃在该盐浴中，能够强化制成具有足够应力性能的化学强化玻璃，保证了玻璃产品的尺寸和强度稳定性，进而保证了化学强化玻璃的产品质量。

15、由于本发明是在离子筛加入盐浴前，对离子筛进行预处理，不需要中断强化过程来对盐浴进行ph降低处理，因而能够有效地确保玻璃强化工艺的连续性，提高强化玻璃的量产效率，适用于盖板玻璃工业化生产中的强化，且完全可以保证玻璃强化质量。

技术特征：

1.一种离子筛预处理方法，其特征在于，在将离子筛投入盐浴之前，先将离子筛置于酸洗液中进行酸洗处理，再对酸洗处理后的离子筛进行干燥处理；

2.根据权利要求1所述的离子筛预处理方法，其特征在于，所述酸洗液的ph值为2.00~5.00，优选酸洗液的ph值为2.50~4.50。

3.根据权利要求2所述的离子筛预处理方法，其特征在于，所述酸洗液包括草酸水溶液、醋酸水溶液、柠檬酸水溶液、磷酸水溶液中的一种或多种，优选为草酸水溶液。

4.根据权利要求2所述的离子筛预处理方法，其特征在于，酸洗处理在10℃~80℃温度条件下进行，酸洗处理的时间为1.0~12.0h，优选为2.0~6.0h。

5.根据权利要求1所述的离子筛预处理方法，其特征在于，将酸洗处理后的离子筛置于100℃~200℃温度条件下进行干燥处理，干燥处理的时间为1.0~2.0h。

6.根据权利要求1所述的离子筛预处理方法，其特征在于，在所述离子筛中，碱金属氧化物包括氧化钠和/或氧化钾。

7.根据权利要求1所述的离子筛预处理方法，其特征在于，所述离子筛包括：20mol%-50mol%的sio2、8mol%-30mol%的al2o3和35mol%-50mol%的碱金属氧化物，或

8.根据权利要求1所述的离子筛预处理方法，其特征在于，在所述离子筛中，还包括0~8mol%的辅助氧化物，所述辅助氧化物包括b2o3、p2o5、zro2中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的离子筛预处理方法，其特征在于，所述离子筛呈片状、颗粒状或多孔状。

10.一种离子筛，其特征在于：该离子筛由权利要求1-9中任一项所述方法处理得到。

11.一种离子筛的应用，其特征在于，将由权利要求1-9中任一项所述方法处理得到的离子筛应用于化学强化玻璃的制造中；所述离子筛用于吸附离子交换工序中从基材玻璃扩散到盐浴中的碱金属阳离子。

技术总结本发明公开了一种离子筛预处理方法、离子筛及其应用，在将离子筛投入盐浴之前，先将离子筛置于酸洗液中进行酸洗处理，再对酸洗处理后的离子筛进行干燥处理；按照摩尔百分比计算，所述离子筛包括20mol%‑90mol%的SiO<subgt;2</subgt;、0mol%‑30mol%的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;和10mol%‑50mol%的碱金属氧化物。处理后的离子筛加入盐浴后，盐浴pH的增长速度减缓，在控制盐浴中杂质离子浓度的同时，能够确保在进行基材玻璃强化时，盐浴pH始终低于引起玻璃表面腐蚀的界限值，进而避免了盐浴pH快速升高所导致的玻璃表面被腐蚀的问题。技术研发人员：华文琼,覃文城,袁小彬,吕路,黄昊受保护的技术使用者：重庆鑫景特种玻璃有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19