[发明专利]一种提高玻璃化学钢化中硝酸盐活性和长效性的方法

说明书

本发明涉及一种提高玻璃化学钢化中硝酸盐活性和长效性的方法，包括：在化学钢化时，采用硝酸钠、硝酸钙与硝酸钾组成混合熔盐组分，充分混合，熔盐熔化温度可降至350℃‑410℃，将预热的玻璃浸渍在熔盐中，恒温沉浸5‑8h，即得化学钢化的玻璃制品。本发明明显降低离子交换的温度，提高硝酸盐的活性和寿命，降低生产成本，不影响玻璃增强的强度、透光性和平整度，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于玻璃化学钢化领域，特别涉及一种提高玻璃化学钢化中硝酸盐活性和长效性的方法。

背景技术

对Na₂O-CaO-SiO₄系玻璃进行化学钢化增强，主要关键的熔盐原料是硝酸钾。通常需在430℃-500℃加热熔融硝酸钾，硝酸钾的钾离子才能和玻璃中的钠离子在浓度梯度的作用下进行交换、钾大离子挤塞钠小离子位置，使玻璃表面产生压应力，改善玻璃表面的性能，提高玻璃的抗冲击能力和耐磨性。

进行化学钢化工艺操作，玻璃浸渍在硝酸钾的高温熔盐中，需经一段时间玻璃表面才能产生离子交换层；提高一定的熔盐温度有利于离子交换进行，随着反应槽高温长期运转，硝酸钾的可用性及活性开始下降。

1.硝酸钾在高温下越易转化成亚硝酸钾

2KNO₃＝加热＝2KNO₂+O₂↑，富氧的生产环境对安全带来隐患。

2.亚硝酸钾在熔融状态下能进行离子交换，也能提高玻璃的钢化强度，但化学钢化后玻璃表面的平整性、透光率大幅下降。

使用KNO₃和KNO₂试剂化学钢化结果对照表(3mm玻璃)

实验结果还表明，经过KNO₂处理的玻璃表面粗糙，失透明显，光性系数很差；同时发现，KNO₂具有很强的吸水性，清洗过的钢化玻璃表面附着极微量的KNO₂，会吸收空气中的水分而使玻璃表面产生潮解侵蚀发霉。同时，由于KNO₂的强吸水性，容易增加熔盐中的OH^-浓度，研究可知，OH^-的大量增加会使熔盐在短期内失去活性，从而降低钢化效果。因此，在熔盐槽中要控制KNO₂的产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高玻璃化学钢化中硝酸盐活性和长效性的方法，该方法明显降低离子交换的温度，且不影响玻璃增强的强度、透光性和平整度，具有良好的应用前景。

本发明提供了一种提高玻璃化学钢化中硝酸盐活性和长效性的方法，包括：

在化学钢化时，采用硝酸钠、硝酸钙与硝酸钾作为熔盐组分，充分混合，加热熔盐温度大幅度降至350℃-410℃，满足离子交换工艺要求；将预热的玻璃浸渍在多组分熔盐中，恒温沉浸，即得化学钢化的玻璃制品；其中，所述硝酸钠的添加量为硝酸钾的10wt％-25wt％，硝酸钙的添加量为硝酸钾的1.0wt％-4.0wt％。

所述恒温沉浸时间为5-8h。

所述硝酸钙添加一定增量，熔盐温度降低。

本发明的KNO₃-NaNO₃-Ca(NO₃)₂多组分混合熔盐，能降低化学钢化熔盐离子交换反应温度70℃-80℃，达到接近KNO₃、NaNO₃受热转化成KNO₂、NaNO₂的临界点；(化学反应理论上硝酸钠在375℃以上开始分解产生亚硝酸钠和氧气；硝酸380℃以上开始分解成亚硝酸钾和氧气)。随化学钢化工作温度下降，硝酸盐向亚硝酸盐转变的速度迅速下降，达到抑制硝酸钾分解的发生。