[发明专利]一种高性能高硼硅玻璃材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能高硼硅玻璃材料的制备方法，该制备方法通过制备工艺方法的改进及各混合料的优化配比，特别是通过对高硼硅混合料的多孔化处理以及在混合料中加入改性碱性金属氧化物，获得低膨胀系数的高硼硅玻璃材料体，同时显著提高了耐水、耐酸、耐碱、软化点等理化性能，本技术使用碎玻璃重新回炉再利用，故生产过程中无废水、废液、废气、废渣污染。

技术领域

本发明属于化工玻璃管材料生产技术领域，尤其设计一种高性能高硼硅玻璃材料的制备方法。

背景技术

随着世界各国工业和科学技术的飞速发展，我国民族工业及新一代技术工艺水平也有了长足的进步，某些方面且已处于世界领先地位。然而，我们也应该看到，在许多领域，我们与先进国家相比，还有很大差距。尤其是在基础材料工业方面，从规模、质量及其发展速度上差距还不小，比如，玻璃制品基础材料行业的发展状况就充分显现出这一点。由于这方面的研究滞后，现在我国化工行业普遍采用的管道，是昂贵的金属管道，产品成本过高，且不透明，难以检测化工产品形成的过程，难以竞争世界市场；农业领域普遍使用塑料采光摄取热量，采光率低，白色污染严重，难以走上高效率、低污染发展的路子；日用生活领域，很多饮食用具有相当一部分为塑料制品，对人体健康危害较大等。即便有的行业或部门采用了玻璃材料，但是最被广泛应用的玻璃材质一般为钠钙玻璃，其缺陷是不耐酸碱、透光性差、机械性能弱等。这种材质的玻璃，严重阻碍了应用领域的进一步拓宽，各行各业迫切呼唤一种机械性能好、耐冲击、抗腐蚀、透光性能强、无污染的新一代玻璃基础材料，以满足国民经济发展的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高性能高硼硅玻璃材料的制备方法，按照本发明制备方法得到的高性能高硼硅玻璃材料无毒副作用，其机械性能、热稳定性能、抗水、抗碱、抗酸等性质大大提高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

高性能高硼硅玻璃材料的制备包括以下步骤：

1）按质量百分比取85～90%的碎玻璃，0.5～2%的Al₂O₃进行研磨得到混合粉料A；

2）将10～25%的B₂O₂、1～5%的NaCl、1～3%的K₂O进行研磨，得到混合粉料B；

3）将混合料A和混合料B加入酸溶液中，得到混合料C；

4）将混合料C进行烘烤，得到多孔高硼硅主材料；

5）在多孔高硼硅主材料中添加改性碱金属氧化物，得到得到中间材料D；

6）将中间材料D依次进行熔制、晶化、退火得到本发明所述高性能高硼硅玻璃材料。

所述步骤1）的研磨和所述步骤2）的研磨，均为放入聚氨酯球磨罐或坩埚内进行研磨，研磨后需保持的时间为4-6h。

所述步骤3）中酸溶液由HF和HNO₃按1:2～1:3的体积比混合得到。

所述步骤3）中，还需将所得混合料C装入反应釜中静置1-3h，将混合料C随反应釜一并于800～1200℃的温度下烘烤2～3h。

所述混合料C制备过程中需要保持通入氮气。

所述步骤5）中改性碱金属氧化物的获得方法如下：将总质量占比5～10%MgO、1～5%ZnO₂、1～2%K₂O均匀混合，一并于500～600℃的温度下烘烤2～3h。

所述步骤6）的熔制、晶化、退火具体为以下内容：

1）熔制，将中间材料D分3次加入到已经升温至1200～1400℃的坩埚中，然后以5～10℃/min的升温速度升温至1500～1700℃，形成液化配合料E保温2～3h；