一种高性能钢化玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及钢化玻璃，具体涉及一种高性能钢化玻璃及其制备方法。

背景技术：

1、锂铝硅玻璃具有网络结构致密、弹性模量较高、膨胀系数低、硬度高和耐高温等特点，被称为第三代高强玻璃基板，广泛用于航空航天、电子产品等领域，如用作电子信息产品盖板、航空透明器件以及舰船、特种车辆的观察窗口等。随着新型显示技术的轻薄化、应用场景多样化、智能触控大屏化、5g和无线充电“双玻璃化”的发展，消费者对显示屏抗破坏性能提出更高的要求，如更高的抗冲击性、抗跌落性、抗划伤。

2、不同材料及工艺组合的差异主要在于耐划伤、抗冲击性能等指标不同。目前生产锂铝硅玻璃工艺过程较为复杂，且成本较高。因此，开发高品质的锂铝硅玻璃产品，并实现锂铝硅玻璃的产业化应用，对保障高性能玻璃产业健康发展，提升核心竞争力具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高性能钢化玻璃及其制备方法，使钢化玻璃具有更高强度、高硬度和抗冲击等特性，可以满足轻薄化、曲面屏等不断更新的多场景的应用需求。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提出一种高性能钢化玻璃的制备方法，包括以下步骤：

4、(a)按以下重量配比称取配合料原料，投入高温炉中熔融、澄清，在950-1000℃晶化处理1-2min，再在850-900℃晶化处理1-2min，然后成型处理得到锂铝硅基础玻璃；所述锂铝硅基础玻璃包含以下重量份数的组分：52-63份sio2、8-15份al2o3、5-9份li2o、1.5-4份na2o、0.1-2.0份k2o、0.5-4份cao、0.5-4份mgo、0.1-2份bao、0.1-3份b2o3、0-1.5份zno、0-1.5份moo3，其中li2o/(li2o+na2o+k2o)的质量占比为0.57-0.80，(li2o+na2o)/al2o3的质量占比为0.52-1.05，b2o3/(cao+mgo+bao)质量占比为0.13-0.25；

5、(b)对所述锂铝硅基础玻璃进行强化处理，然后退火、清洗、烘干，即得所述高性能钢化玻璃。

6、进一步地，所述熔融、澄清温度为1570℃-1600℃，熔融后保温10-20min。

7、进一步地，所述澄清剂为硫酸盐、硝酸盐、卤化物、氯化盐和氧化锡中的至少一种。

8、进一步地，所述强化处理方法为：将所述锂铝硅基础玻璃预热后在硝酸钾和硝酸钠的共混熔融盐中进行一次强化处理3-5h，强化温度为440-495℃；将所述一次强化处理的锂铝硅基础玻璃清洗烘干预热后，在硝酸钾和硝酸钠的共混熔融盐中进行二次强化1-3h，强化温度为380-435℃。

9、优选地，所述硝酸钾和硝酸钠的重量比为(1-3):1。

10、优选地，所述预热温度为310-370℃，预热时间为10-20min。

11、进一步地，还包括在所述强化后的玻璃表面均匀涂覆涂料，经固化形成涂层，所述涂层可以提高玻璃的韧性、降低玻璃自爆率。

12、优选地，所述涂料包括以下重量份数的组分：水性聚氨酯树脂20-35份、环氧树脂5-10份、有机硅改性聚氨酯树脂4-8份、乙烯-乙烯醇共聚物1-3份、纳米二氧化钛0.1-1.5份、偶联剂0.05-1份和流平剂0.05-1份。

13、优选地，所述涂覆方式为单面喷涂或双面喷涂。

14、优选地，所述偶联剂由组分a和组分b组成，所述组分a和组分b的质量比1.5-2.5:1；所述组分a为kh550、kh570中的一种，所述组分b为kh171。

15、进一步地，所述强化处理的步骤之前，还包括研磨、抛光和热弯加工处理中的一个或多个步骤。

16、本发明还提出一种高性能钢化玻璃，通过上述的制备方法制得钢化玻璃。

17、与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

18、本发明提供的锂铝硅酸盐玻璃，通过对玻璃的各成分及配比进行设计，并控制各组分的含量，使组分满足li2o/(li2o+na2o+k2o)的质量占比为0.57-0.80，(li2o+na2o)/al2o3的质量占比为0.52-1.05，b2o3/(cao+mgo+bao)质量占比为0.13-0.25，具有较高离子交换层深度；有利于离子稳定，提高弹性模量。

19、本发明提供的制备方法，通过是在短时间晶化处理过程使玻璃内部结构变化，通过控制强化工艺，提高玻璃表面压应力及应力层深度，从而提升玻璃内本征强度，具有更好的抗冲击性能、维氏硬度，透光率好，综合力学性能优异。本发明还提供了一种涂料，通过在玻璃表面镀膜，可以进一步提高钢化玻璃的性能，防爆性更好。

20、本发明提供的高性能钢化玻璃具有高强度、高硬度和抗冲击等，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述熔融、澄清温度为1570℃-1600℃，熔融后保温10-20min。

3.根据权利要求1所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述澄清剂为硫酸盐、硝酸盐、卤化物、氯化盐和氧化锡中的至少一种。

4.根据权利要求1所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述强化处理方法为：将所述锂铝硅基础玻璃预热后在硝酸钾和硝酸钠的共混熔融盐中进行一次强化处理3-5h，强化温度为440-495℃；将所述一次强化处理的锂铝硅基础玻璃清洗烘干预热后，在硝酸钾和硝酸钠的共混熔融盐中进行二次强化1-3h，强化温度为380-435℃。

5.根据权利要求4所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述硝酸钾和硝酸钠的重量比为(1-3):1；和/或，所述预热温度为310-370℃，预热时间为10-20min。

6.根据权利要求1所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，还进一步包括在所述强化后的玻璃表面均匀涂覆涂料，经固化形成涂层，所述涂层可以提高玻璃的韧性、降低玻璃自爆率。

7.根据权利要求6所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述涂料包括以下重量份数的组分：水性聚氨酯树脂20-35份、环氧树脂5-10份、有机硅改性聚氨酯树脂4-8份、乙烯-乙烯醇共聚物1-3份、纳米二氧化钛0.1-1.5份、偶联剂0.05-1份和流平剂0.05-1份。

8.根据权利要求6所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述偶联剂由组分a和组分b组成，所述组分a和组分b的质量比1.5-2.5:1；所述组分a为kh550、kh570中的一种，所述组分b为kh171。

9.根据权利要求1所述高性能钢化玻璃的制备方法，其特征在于，所述强化处理的步骤之前，还包括研磨、抛光和热弯加工处理中的一个或多个步骤。

10.一种高性能钢化玻璃，其特征在于，通过权利要求1-9任一制备方法制得的钢化玻璃。

技术总结本发明公开了一种高性能钢化玻璃及其制备方法，所述锂铝硅基础玻璃各组分的重量百分比为：52‑63份SiO2、8‑15份A l2O3、5‑9份Li2O、1.5‑4份Na2O、0.1‑2.0份K2O、0.5‑4份CaO、0.5‑4份MgO、0.1‑2份BaO、0.1‑3份B2O3、0‑1.5份ZnO、0‑1.5份MoO3，其中Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)的质量占比为0.57‑0.80，(L i2O+Na2O)/A l2O3的质量占比为0.52‑1.05，B2O3/(CaO+MgO+BaO)质量占比为0.13‑0.25；通过将原料经熔融、澄清，晶化处理、成型处理、强化处理并退火后得到高性能钢化玻璃，具有高强度、高硬度、抗冲击性好。技术研发人员：吴智新,田君凤,吴成恩受保护的技术使用者：东莞市天新玻璃制品有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18