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玻璃澄清剂及其制备方法(公开号:CN106007363A)

  • 申请号:CN201610332458.6 申请公布号: CN106007363A
  • 申请日: 2016-05-18 申请公布日: 2016-10-12
  • 申请(专利权)人: 专利代理机构: 石家庄旭昌知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
  • 分类号:C03C1/00

专利介绍

本发明提供了一种玻璃澄清剂,包括以下重量份原料组分:氧化铈5‑10份、萤石10‑25份、锂长石10‑25份、锂云母5‑10份、硫酸钡5‑20份、硫酸钙5‑15份、碳酸钡5‑15份。本发明所述的玻璃澄清剂,不仅具有优异的澄清作用,能够达到与白砒相同的澄清效果;还能显著降低玻璃生产过程与澄清剂配合引入的生产原料的用量,降低玻璃生产成本,使综合效果优于白砒;另外,本发明的玻璃澄清剂解决了氧化铈与硫酸盐这一复合型澄清剂存在的易使玻璃板面出现微泡、造成玻璃瑕疵的问题。本发明玻璃澄清剂的制备方法简单,生产安全,不污染环境,适于大规模生产应用。
1.一种玻璃澄清剂,其特征在于,包括以下重量份原料组分:氧化铈5-10份、萤石10-25份、锂长石10-25份、锂云母5-10份、硫酸钡5-20份、硫酸钙5-15份、碳酸钡5-15份。
2.根据权利要求1所述的玻璃澄清剂,其特征在于,包括以下重量份原料组分:氧化铈5-8份、萤石10-15份、锂长石10-15份、锂云母5-7份、硫酸钡5-10份、硫酸钙5-10份、碳酸钡5-10份、氧化钠5-7份、氟硅酸钠5-8份、氧化铝5-7份、氯化钠5-10份、硝酸钠5-10份。
3.根据权利要求1所述的玻璃澄清剂,其特征在于:所述玻璃澄清剂为粒径50-200微米的固体颗粒。
4.一种如权利要求1所述的玻璃澄清剂的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:a、分别将各原料组分粉碎,过筛,得到粒径为50-200微米的颗粒;b、将粉碎后的各原料组分混合:先将萤石、锂长石、锂云母混合,搅拌均匀,然后边搅拌边加入氧化铈,混合均匀后,再加入碳酸钡,最后加入硫酸钡和硫酸钙,充分搅拌均匀,得到玻璃澄清剂。
5.根据权利要求4所述的玻璃澄清剂的制备方法,其特征在于:所述步骤b在加入硫酸钡、硫酸钙并搅拌均匀后,再依次加入氧化钠、氧化铝、氯化钠、硝酸钠和氟硅酸钠,充分搅拌均匀,得到玻璃澄清剂。技术领域
本发明涉及玻璃澄清剂技术领域,特别涉及一种玻璃澄清剂,同时,还涉及该玻璃澄清剂的制备方法。
背景技术
在玻璃的生产和熔制过程,由于配料组分的分解和挥发会析出大量气体,另外,还由于某些组分的分解温度偏高,气体分解延缓以及配合料的操作等原因都会给玻璃熔体内带入气体。除个别制品,玻璃液中的气体主要有O2、CO2、N2、H2O、SO2、CO等,并主要以三种状态存在:可见气泡、溶解的气体和化学结合的气体。当玻璃形成过程结束,以气泡形式存在的气体没有完全从玻璃液中移出,便形成玻璃的气泡,这些气泡的存在严重影响了玻璃产品的质量,因而,要提高玻璃的质量,必须要设法消除气泡。目前,使用澄清剂是最常用的一种消除玻璃中气泡、使玻璃澄清的方法,澄清过程中,半径r>0.1mm的气泡,可以自由上浮,r<0.01mm的气泡,在降温过程中溶解在玻璃液中,而半径在0.1-0.01mm的气泡则需通过引入澄清剂来消除。根据澄清作用机理可将澄清剂分为氧化物澄清剂,硫酸盐澄清剂,卤化物澄清剂和复合澄清剂四大类,常用的澄清剂有白砒(三氧化二砷)、氧化锑、硝酸盐、硫酸盐、氟化物、稀土化合物及复配组合物等,其中白砒是澄清效果极好的澄清剂,玻璃行业俗称“澄清王”,氧化锑的澄清作用与白砒相似,澄清效果也较好,但随着安全生产和环境保护的要求,带有剧毒的砷、锑类澄清剂已被禁止使用,为开发出具有较好澄清效果甚至高于白砒澄清效果的澄清剂,人们对复合澄清剂进行了大量研究,也公开了一些具有较好澄清效果的复合澄清剂,但由于澄清剂对玻璃进行的化学澄清作用均是通过加入氧化剂和多价氧化物实现,易造成硫澄清和氧澄清之间的矛盾,导致玻璃中SO2、O2溶解度梯度的紊乱,从而使玻璃板面出现微泡,造成玻璃的瑕疵。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足,本发明提供了一种玻璃澄清剂,具有优异澄清效果的同时,有效避免了变价氧化物与硫酸盐复配易出现的微泡问题。为实现上述目的,本发明的玻璃澄清剂,包括以下重量份原料组分:氧化铈5-10份、萤石10-25份、锂长石10-25份、锂云母5-10份、硫酸钡5-20份、硫酸钙5-15份、碳酸钡5-15份。本发明的玻璃澄清剂,为氧化铈与硫酸盐的复合型澄清剂,其中以氧化铈作为起主要澄清作用的原料组分,利用氧化铈的变价氧化物性质,在高温下分解释放出氧气,促进玻璃液中气泡长大、上升,从玻璃液中排出,而且氧化铈还能降低玻璃的粘度,改善玻璃液的澄清性能,进而使制得的玻璃结构紧凑,材料力学性能和耐碱性均得到提高。硫酸盐同样属于高温澄清剂,在高温下分解产生O2和SO2,利于促进玻璃液中气泡的长大和溶解,并在玻璃熔化和澄清中起到表面活性剂作用、界面湍动作用、高温排气作用和均化作用。将氧化铈与硫酸盐类澄清剂复配作为复合澄清剂使用,可以显著加快O2+SO2的混合气体的泡径缩小速率,并对玻璃液的表面张力与粘度产生影响,但相应会带来由于玻璃中SO2、O2溶解度梯度的紊乱导致的微泡问题,本发明的玻璃澄清剂为解决此问题,特别增加萤石、锂长石、锂云母和碳酸钡作为氧化铈与硫酸盐类澄清剂的复配助剂,通过这些助剂的配合使用来影响原料组分及不同气体间在玻璃液中的溶解性能,以及对玻璃液粘度、力学性能的影响,协调不同气体间的溶解度,从而有效避免产生微泡。本发明的玻璃澄清剂,不仅能够发挥复配原料组分间澄清作用的协同效果,达到与白砒相同的澄清结果,有效消除玻璃液中的气泡,并对玻璃液具有良好的脱色作用;还能显著降低玻璃生产过程与澄清剂配合引入的生产原料硝酸钠、硒、氧化钴等的用量,降低玻璃生产成本,使综合效果优于白砒;另外,解决了氧化铈与硫酸盐这一复合型澄清剂存在的易使玻璃板面出现微泡、造成玻璃瑕疵的问题,提供了一种优异的复合澄清剂。作为对上述方式的限定,本发明的玻璃澄清剂,包括以下重量份原料组分:氧化铈5-8份、萤石10-15份、锂长石10-15份、锂云母5-7份、硫酸钡5-10份、硫酸钙5-10份、碳酸钡5-10份、氧化钠5-7份、氟硅酸钠5-8份、氧化铝5-7份、氯化钠5-10份、硝酸钠5-10份。在基本配方的基础上,进一步增加原料组分并调整各组分的用量,不仅可以优化玻璃澄清剂的澄清效果,还可以低成本原料氧化钠、氧化铝、氯化钠、硝酸钠等降低高成本原料氧化铈、萤石、锂长石、锂云母的用量,降低澄清剂的成本。作为对上述方式的限定,所述玻璃澄清剂为粒径50-200微米的固体颗粒。本发明的玻璃澄清剂为固体颗粒,进一步限定颗粒粒径,利于玻璃澄清剂在玻璃液中的溶解和反应,以充分发挥澄清效果。同时,本发明还提供了一种如上所述的玻璃澄清剂的制备方法,包括以下制备步骤:a、分别将各原料组分粉碎,过筛,得到粒径为50-200微米的颗粒;b、将粉碎后的各原料组分混合:先将萤石、锂长石、锂云母混合,搅拌均匀,然后边搅拌边加入氧化铈,混合均匀后,再加入碳酸钡,最后加入硫酸钡和硫酸钙,充分搅拌均匀,得到玻璃澄清剂。本发明的玻璃澄清剂在制备过程,特别限定各原料组分的混合顺序,先将作为复配助剂的萤石、锂长石和锂云母混合均匀,再加入主要的澄清组分氧化铈,使氧化铈能够与助剂充分结合,进一步加入碳酸钡,协同氧化铈的澄清作用,最后加入硫酸盐类澄清组分硫酸钡和硫酸钙,有效避免氧化铈与硫酸盐复合后的微泡问题,从而使各原料组分间充分进行协同反应,获得具有更优澄清效果的玻璃澄清剂。作为对上述方式的限定,所述步骤b在加入硫酸钡、硫酸钙并搅拌均匀后,再依次加入氧化钠、氧化铝、氯化钠、硝酸钠和氟硅酸钠,充分搅拌均匀,得到玻璃澄清剂。进一步增加的低成本原料组分在硫酸盐类原料组分加入并混合均匀后再加入,更利于澄清作用的发挥。综上所述,采用本发明的技术方案获得的玻璃澄清剂,不仅具有优异的澄清作用,能够达到与白砒相同的澄清效果,有效消除玻璃液中的气泡,并对玻璃液具有良好的脱色作用;还能显著降低玻璃生产过程与澄清剂配合引入的生产原料的用量,降低玻璃生产成本,使综合效果优于白砒;另外,本发明的玻璃澄清剂解决了氧化铈与硫酸盐这一复合型澄清剂存在的易使玻璃板面出现微泡、造成玻璃瑕疵的问题,提供了一种优异的复合澄清剂。本发明玻璃澄清剂的制备方法简单,生产安全,不污染环境,适于大规模生产应用。
具体实施方式
实施例一本实施例涉及一组玻璃澄清剂及其制备方法。玻璃澄清剂的原料组分配方如下表所示: ntent="drawing" img-format="TIF" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 上表中实施例1.4-1.6作为对比实施例,用于与本发明的玻璃澄清剂即实施例1.1-1.3的澄清效果进行对照。按上表所示的原料组分及用量,采用如下的制备方法:a、分别将各原料组分粉碎,过筛,得到粒径为50-200微米的颗粒;b、混合粉碎后的各原料组分:先将萤石、锂长石、锂云母混合,搅拌均匀,然后边搅拌边加入氧化铈,混合均匀后,再加入碳酸钡,之后加入硫酸钡和硫酸钙,充分搅拌均匀,最后依次加入氧化钠、氧化铝、氯化钠、硝酸钠和氟硅酸钠,搅拌均匀后,得到无毒、性质稳定的固体玻璃澄清剂。在上述实施例的制备过程,按既定顺序混合各原料组分,对于实施例中不存在的原料不加入即可,不影响其它原料的先后混合顺序。实施例二本实施例涉及本发明玻璃澄清剂的使用效果验证。本发明的玻璃澄清剂适用于坩埚炉或池炉生产工艺,适用于普白料玻璃的生产。使用本发明玻璃澄清剂,采用常规玻璃澄清操作流程,若玻璃配合料中碎玻璃加入量超过30%,需适量增加纯碱用量,以补充挥发的氧化钠的量,同时适当增加玻璃澄清剂的使用量;若玻璃的含铁量(玻璃的含铁量与玻璃配合料的含铁量是两个概念,在玻璃熔制中,玻璃的含铁量总是超过玻璃配合料的含铁量)在0.07%以下时,硝酸钠引入量为1%左右,玻璃的含铁量超过0.07%时,硝酸钠引入量需适当增加到1.5%左右。将实施例一获得玻璃澄清剂与白砒应用于普通钠钙玻璃(玻璃含铁量为0.03-0.04%)的澄清,澄清结果如下表所示: ntent="drawing" img-format="TIF" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> ntent="drawing" img-format="TIF" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 由上表结果可见,本发明的玻璃澄清剂具有优异的澄清作用,能够有效消除玻璃液中的气泡,并有效避免微泡现象,且对玻璃液具有良好的脱色作用,可与白砒的澄清效果相媲美。另外,本发明玻璃澄清剂的使用操作方便,无需强氧化剂配合使用即可发挥澄清作用,并能有效减少玻璃生产过程配合使用的硝酸盐使用量和“硒~钴”补色剂的用量,从而降低玻璃生产成本,且使用安全、无毒,经本发明的玻璃澄清剂处理后的玻璃制品经日光久照不变色,不出现发黄问题,并有效防止玻璃二次加工还原发黑,因此,本发明玻璃澄清剂的综合使用效果远远优于白砒,是一款性能优异的变价氧化物与硫酸盐类复合玻璃澄清剂。对比实施例2.1与实施例2.5可见,本发明通过由萤石、锂长石、锂云母和碳酸钡这几种物质的配合才可以有效解决由于SO2、O2溶解度梯度的紊乱导致的微泡问题,单独使用其中一种物质是不能解决微泡问题的,因此,本发明玻璃澄清剂的各原料组分是相互影响相互制约的整体,缺一不可。实施例三本实施例涉及本发明玻璃澄清剂的制备方法中各原料组分混合顺序对使用效果的影响。对比例1采用与实施例1.3相同的原料组分及用量,制备过程先将氧化铈与硫酸钡、硫酸钙混合,搅拌均匀,再与萤石、锂长石、锂云母混合均匀,最后加入其它原料,得到玻璃澄清剂。将对比例1与实施例1.3的玻璃澄清剂应用于普通钠钙玻璃(玻璃含铁量为0.03-0.04%)的澄清,澄清结果如下表所示: ntent="drawing" img-format="TIF" inline="no" orientation="portrait" wi="700"/> 由上表结果可见,本发明玻璃澄清剂的制备过程,各原料组分的混合顺序会影响使用效果,进而影响玻璃品质。