中铝玻璃及其制备方法和应用

技术领域

本申请属于玻璃技术领域，尤其涉及一种中铝玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

目前用于汽车车窗或车载导航仪的保护玻璃，要么是氧化铝含量在5％以下的低铝钠钙玻璃，要么是氧化铝含量在12.5％以上的高铝硅玻璃。

低铝玻璃，通过化学强化后应力层深度，一般不超过18μm，这对玻璃表面原有的“Griffith微裂纹”不能形成有效的封堵作用。从而对提升强度或者对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，不能起到阻止作用。

高铝玻璃，通过化学强化后强化层深度，一般大于30μm，能够对玻璃表面原有的“Griffith微裂纹”形成有效的封堵作用，对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，也能起到阻止作用。但是，高铝玻璃的软化点温度一般高于820℃。然而，目前汽车车窗往往需要热弯塑形，车载导航仪大部分也要求曲面，因此对需要通过热弯塑形的情况下，软化点温度高的玻璃，无疑在热弯工序中，不仅能耗高，同时也容易造成模印深导致良率低，以及模具使用寿命短的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种中铝玻璃及其制备方法和应用，旨在一定程度上解决现有低铝玻璃不能对“Griffith微裂纹”形成有效的封堵作用，高铝玻璃软化点温度高不利于曲面应用的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种中铝玻璃，以所述中铝玻璃的总量为100％计，包括以下质量百分含量的组分：

进一步地，以所述中铝玻璃的总量为100％计，所述中铝玻璃中还包括：0～1.5％的ZrO

进一步地，所述中铝玻璃的软化点温度不高于770℃。

进一步地，对所述中铝玻璃进行强化处理后，所述中铝玻璃的应力层深度达到30μm以上。

进一步地，所述强化处理的步骤包括：将所述中铝玻璃在温度为410～430℃的碱金属盐的熔盐中浸泡2.5～5.5小时，得到化学强化后的所述中铝玻璃。

进一步地，所述中铝玻璃的软化点温度为710～766℃，所述中铝玻璃化学强化后的的应力层深度为31～45μm。

进一步地，所述中铝玻璃的厚度为0.2～18mm。

进一步地，所述中铝玻璃中Al

进一步地，所述中铝玻璃中ZrO

进一步地，所述中铝玻璃中BaO的质量百分含量为0.5～1.5％。

第二方面，本申请提供一种中铝玻璃的制备方法，包括以下步骤：

获取配方量的SiO

进一步地，所述原料组分中还包括ZrO

进一步地，所述将各原料组分熔融制成玻璃的方法包括但不限于浮法、溢流法、上拉法、压延法、平拉法、模压法中的至少一种。

第三方面，本申请提供一种中铝玻璃的应用，将上述的中铝玻璃或者上述方法制备的中铝玻璃应用于汽车车窗或车载显示屏的保护玻璃。

本申请第一方面提供的中铝玻璃中，氧化铝的质量百分含量为8～12％，另外，还含有质量百分含量为59％～66％的SiO

本申请第二方面提供的中铝玻璃的制备方法，获取配方量的SiO

本申请第三方面提供的中铝玻璃的应用，由于同时具有较低的软化点温度和强化后较深的应力层深度，有利于玻璃在应用过程中热弯塑形，对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”形成有效的封堵作用，对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，也能起到阻止作用。使其尤其适用于汽车车窗玻璃、曲面车载导航仪保护玻璃等需要热弯塑形的应用领域。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的中铝玻璃的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请实施例第一方面提供一种中铝玻璃，以中铝玻璃的总量为100％计，包括以下质量百分含量的组分：

本申请实施例第一方面提供的中铝玻璃中，氧化铝的质量百分含量为8～12％，另外，还含有质量百分含量为59％～66％的SiO

具体地，本申请实施例中铝玻璃中59％～66％的SiO

具体地，本申请实施例中铝玻璃中8％～12％的Al

在一些实施例中，中铝玻璃中Al

具体地，本申请实施例中铝玻璃中13％～18％的Na

具体地，本申请实施例中铝玻璃中5％～8％的K

具体地，本申请实施例中铝玻璃中3％～8％的MgO，可以改善玻璃液的料性，使得成型工艺便于控制。同时具有降低析晶倾向、提高玻璃的抗压能力等作用。若玻璃中氧化镁含量过低，则不利于改善玻璃液的料性，也不利于提高玻璃的抗压能力等性能；若氧化镁含量过高，也会影响玻璃的网络骨架，从而影响玻璃的抗压强度、耐候性、化学强化效率等性能。在一些具体实施例中，中铝玻璃中氧化镁的质量百分含量包括但不限于3％、4％、5％、6％、7％、8％等。

在一些实施例中，以中铝玻璃的总量为100％计，中铝玻璃中还包括：0～1.5％的ZrO

具体地，本申请实施例中铝玻璃中0～1.5％的ZrO

具体地，本申请实施例中铝玻璃中0～1.5％的BaO，能够提高玻璃的折射率、硬度等性能，同时具有助熔作用。若BaO含量过高，会对化学强化有阻止作用，使应力层深度难以达有到30μm。在一些具体实施例中，中铝玻璃中BaO的质量百分含量包括但不限于0％、0.5％、0.8％、1％、1.2％和1.5％等。在一些优选实施例中，中铝玻璃中BaO的质量百分含量为0.5～1.5％。

在一些实施例中，中铝玻璃的软化点温度不高于770℃，若玻璃的软化点温度过高，当应用于汽车车窗或车载导航仪显示屏盖板保护玻璃等需要热弯塑形的情形时，能耗高，且容易造成模印深，导致良品率低，模具使用寿命短等问题。在一些优选实施例中，中铝玻璃的软化点温度为700～770℃，若软化点温度过低，则玻璃的耐候性和稳定性也会收到影响，同样会降低玻璃的使用寿命。在进一步优选实施例中，中铝玻璃的软化点温度为710～766℃，该软化条件的玻璃有更好的热塑性和稳定性。在一些具体实施例中，中铝玻璃的软化点温度具体包括但不限于710℃、722℃、725℃、729℃、750℃、766℃等。

在一些实施例中，对中铝玻璃进行强化处理后，中铝玻璃的应力层深度达到30μm以上，较高的应力层深度，能够对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”形成有效的封堵作用，对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，也能起到阻止作用。若应力层深度太低，则对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”不能形成有效的封堵作用，对因外部冲击造成的裂纹及其裂纹扩展导致的玻璃破碎不能起到阻止作用的情况，玻璃稳定性差，使用寿命短。在一些实施例中，化学强化后的中铝玻璃的应力层深度为31～45μm，具体地，应力层深度包括但不限于31μm、35μm、37μm、39μm、41μm、45μm等。

在一些实施例中，强化处理的步骤包括：将中铝玻璃在温度为410～430℃的碱金属盐的熔盐中浸泡2.5～5小时，得到化学强化后的中铝玻璃。本申请实施例对中铝玻璃的强化处理是通过改变玻璃表面的组成来提高玻璃强度，通过其它碱金属离子与玻璃表层的Na或K离子发生交换，表面形成离子交换层，当冷却到常温后，玻璃处于内层受拉，外层受压的状态，从而达到增加强度的目的，其效果类似于物理钢化玻璃。在一些具体实施例中，碱金属盐包括但限于硝酸钾、硝酸钠等。具体地，本申请实施例采用低温离子交换法在比玻璃应变点低的410～430℃温度区，用比表层碱离子(如Na

在一些实施例中，中铝玻璃的软化点温度为710～766℃，中铝玻璃化学强化后的应力层深度大于30μm，进一步地为31～45μm。不仅有较低的软化点温度，使中铝玻璃在应用过程中有较好的热塑性，尤其适用于汽车车窗玻璃、车载导航仪显示屏保护玻璃等需要热弯塑形的应用领域。而且强化后有较高的应力层深度，能够对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”形成有效的封堵作用，对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，也能起到阻止作用，从而提高中铝玻璃的稳定性和使用寿命。

在一些具体实施例中，以中铝玻璃的总量为100％计，包括质量百分含量的组分：65％的SiO

在一些实施例中，中铝玻璃的厚度为0.2～18mm，厚度区间大，可满足不同应用领域对玻璃厚度的需求。在一些具体实施例中，中铝玻璃的厚度包括但不限于0.2mm、1mm、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、17mm、18mm等。

本申请实施例中铝玻璃可通过以下实施例方法制得。

本申请实施例第二方面提供一种中铝玻璃的制备方法，包括以下步骤：

获取配方量的SiO

本申请实施例第二方面提供的中铝玻璃的制备方法，获取配方量的SiO

在一些实施例中，原料组分中还包括ZrO

在一些实施例中，按59％～66％的SiO

在一些具体实施例中，以中铝玻璃的总量为100％计，包括质量百分含量的组分：65％的SiO

在一些实施例中，将各原料组分熔融制成玻璃的方法包括但不限于浮法、溢流法、上拉法、压延法、平拉法、模压法中的至少一种。本申请实施例中铝玻璃适用于多种玻璃制造工艺，无需严格限定玻璃的制造工艺，可根据实际应用需求选择合适的制造工艺，适用范围广，应用灵活方便。

本申请实施例第三方面提供一种中铝玻璃的应用，将上述的中铝玻璃或者上述方法制备的中铝玻璃应用于汽车车窗或车载导航仪显示屏盖板的保护玻璃。

本申请实施例第三方面提供的中铝玻璃的应用，由于同时具有较低的软化点温度和强化后较深的应力层深度，有利于玻璃在应用过程中热弯塑形，对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”形成有效的封堵作用，对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，也能起到阻止作用。使其尤其适用于汽车车窗玻璃、车载导航仪显示屏盖板保护玻璃等需要热弯塑形的应用领域。

为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例中铝玻璃及其制备方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

实施例1～5分别提供一种中铝玻璃，各实施例的组分及其质量百分含量如下表1所示，采用浮法工艺，将玻璃原料组分混合后依次进行熔化、澄清、均化、成型和退火工序，最后切割得到厚度为1.1mm的中铝玻璃板，以备后续测试。

表1

对比例1～3

对比例1～4分别提供一种玻璃，各对比例的组分及其质量百分含量如下表2所示，采用浮法工艺，将玻璃原料组分混合后依次进行熔化、澄清、均化、成型和退火工序，最后切割得到厚度为1.1mm的玻璃板，以备后续测试。

表2

进一步的，为了验证本申请实施例的进步性，对实施例1～5制备的中铝玻璃和对比例1～4制备的玻璃进行如下性能测试：

1、测试软化点温度，测试结果如下表3所示。

2、将实施例1～5的中铝玻璃和对比例1～4的玻璃分别用硝酸钾熔盐进行化学强化，强化条件为430℃，2.5小时，测试玻璃强化后的应力层深度，测试结果如下表3所示。

表3

由上述测试结果可知，本申请实施例1～5制备的中铝玻璃均同时具有较低的软化点温度，软化点温度为711～766℃之间，软化点温度不高于770℃，有利于玻璃在应用过程中热弯塑形。并且，实施例1～5制备的中铝玻璃经过化学强化处理后，应力层深度达到30μm以上，具体为31～45μm之间，均有较高的应力层深度，能够对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”形成有效的封堵作用，对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，也能起到阻止作用。

而对比例1～4制备的玻璃，由于配方中氧化铝含量过高(对比例1和2)或者过低(对比例3和4)与其他组分配合后制得的玻璃软化点温度较高，对比例1软化点温度高达830℃，对比例2软化点温度高达775℃，不利于在应用中热弯塑形。另外，化学强化后应力层深度较浅，对比例3应力层深度仅为18μm，对比例4应力层深度仅为11μm，对玻璃表面原有的“格里菲斯微裂纹”不能形成有效的封堵作用，对提升强度或者对外部冲击造成的裂纹及其引发的裂纹扩展导致的玻璃破碎，不能起到阻止作用。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。