钠钙玻璃蒙砂粉、蒙砂玻璃及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及玻璃蒙砂处理技术领域，特别是一种钠钙玻璃蒙砂粉、蒙砂玻璃及其制备方法和应用。

背景技术

随着教育行业的发展，普通的教学黑板逐渐被电子黑板所替代。较传统的教学黑板通过粉笔在黑板上描述的教学方式，电子黑板不需要使用粉笔，对环境和教师的身体健康有极大的帮助。

电子黑板最外层的材质为玻璃材质，该玻璃材质通常在拥有显示功能的前提下，还需要同时兼具书写及防眩晕的功能，这就需要对玻璃材质进行表面处理(如蒙砂处理)，使原本光滑的玻璃表面变成具有一定粗糙度的表面，以提高电子黑板在书写时的精致触感和防眩晕功能。

目前，为了使玻璃材质具有书写时的精致触感和良好的防眩晕功能，蒙砂处理的粗糙度需要达到1.6微米以上，也即，目前AG玻璃的粗糙度要求在1.6微米以上，AG玻璃也称为抗反射玻璃或防眩晕玻璃，简单来说就是在玻璃表面进行特殊的加工，使其能够抵抗反射，消除镜面作用，甚至还可以提升玻璃的防滑落和划伤性能，同时又能够保留玻璃原本的精致触感。为了达到较高粗糙度的AG产品，目前市场上的做法是：采用酸性较强的无机酸(如硫酸、盐酸和硝酸等)和氟化盐作为主体材料对玻璃材质进行蒙砂处理，但在此过程中容易造成环境污染，且对操作人员的身体健康有极大的不利。

发明内容

基于此，本申请提供一种钠钙玻璃蒙砂粉、蒙砂玻璃及其制备方法和应用，用于解决相关技术中采用酸性较强的无机酸和氟化盐对玻璃材质进行蒙砂处理，不利于环境保护和操作人员身体健康的问题。

第一方面，提供一种钠钙玻璃蒙砂粉，包括：氟化盐和氨基磺酸；

其中，所述氟化盐包括：氟化氢铵和氟化铵中的至少一种；所述氟化盐的重量份为20～30份，所述氨基磺酸的重量份为25～35份。

可选的，还包括：氯化锌；

所述氯化锌的重量份为10～15份。

可选的，还包括：水溶性钾盐；

所述水溶性钾盐的重量份为2～5份。

可选的，还包括：增稠剂；

所述增稠剂的重量份为1～3份。

第二方面，提供一种蒙砂玻璃的制备方法，包括：

将如第一方面所述的钠钙玻璃蒙砂粉和水混合进行熟化，制备钠钙玻璃蒙砂液；

用所述钠钙玻璃蒙砂液对钠钙玻璃进行蒙砂。

可选的，熟化时，所述钠钙玻璃蒙砂粉中氟化盐的重量份为20～30份，所述水的重量份为20～30份。

可选的，所述熟化的温度为40-50℃，所述熟化的时间为24-48h。

可选的，所述蒙砂的温度为30-35℃，所述蒙砂的时间为2～4min。

第三方面，提供一种蒙砂玻璃，通过如第二方面所述的方法制备得到。

第四方面，提供一种如第三方面所述的蒙砂玻璃在制备AG产品中的应用。

与现有技术相比较，本申请具有如下有益效果：

通过采用氨基磺酸作为酸度调节剂，与相关技术中采用盐酸、硫酸和硝酸等作为酸度调节剂相比，一方面可以减少酸液挥发所造成的环境污染和对人体健康造成伤害，另一方面，该氨基磺酸具有较强的酸性，与有机酸如柠檬酸相比可以加快反应速度，提高蒙砂效率和蒙砂粗糙度，使得蒙砂玻璃产品可以达到应用需求。再一方面，通过采用氟化铵或氟化氢铵作为反应主体，并调节氟化盐和氨基磺酸的重量份在上述范围内，可以对整个蒙砂的反应体系的酸度和蒙砂效果进行更好地调节。例如当氟化盐的含量过少时，容易造成蒙砂较慢以及局部漏蒙的现象，而当氟化盐的含量过多时，则容易造成蒙砂较快，从而容易造成蒙砂不均以及漏蒙等的现象。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本申请进一步详细的说明。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

基于以上技术问题，本申请的一些实施例提供一种钠钙玻璃蒙砂粉，包括：氟化盐和氨基磺酸。其中，氟化盐包括：氟化氢铵和氟化铵中的至少一种；氟化盐的重量份为20～30份，氨基磺酸的重量份为25～35份。

其中，重量份表示钠钙玻璃蒙砂粉中各组分各占的质量比例，用于表示各组分之间的比例关系。1重量份为多少可以根据实际情况进行确定。示例的，在1重量份可以为1g、10g或100g。

这里，在该钠钙玻璃蒙砂粉中，氟化盐和氨基磺酸的质量比为20:35～30:25，也即质量比为4:7～6:5，也就是说，无论钠钙玻璃蒙砂粉中氟化盐的质量为多少，只要氟化盐和氨基磺酸的质量比在4:7～6:5的范围内，则均在本申请的保护范围之内。

示例的，氟化盐的重量份可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份，这时，氨基磺酸的重量份可以为25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份。

再示例的，以1重量份为10g为例，氟化盐的重量可以为200g、210g、220g、230g、240g份、250g、260g、270g、280g、290g或300g，这时，氨基磺酸的重量可以为250g、260g、270g、280g、290g、300g、310g、320g、330g、340g或350g。

其中，氨基磺酸是一种硫酸的羟基被氨基取带而形成的无机固体酸。氨基磺酸的水溶液具有与盐酸、硫酸等同等的强酸性，故又称为固体硫酸，它具有不挥发、无臭味和对人体毒性小的特点。在本申请中，氨基磺酸作为酸度调节剂，用于对蒙砂液的酸度进行调节，以使得钠钙玻璃可以在酸度适宜、且环境污染小的环境下进行蒙砂。

氟化盐作为氟离子侵蚀剂，起到提供水溶性氟离子的作用。也即，在蒙砂过程中，氟化盐提供氟离子，与溶液中的氢离子(在此是指氨基磺酸提供的氢离子)结合，生成氢氟酸，氢氟酸与钠钙玻璃中的二氧化硅发生反应，生成硅酸盐，从而对钠钙玻璃进行蒙砂处理。

钠钙玻璃主要由二氧化硅、氧化钙和氧化钠等组成。二氧化硅为钠钙玻璃的主要成分，氧化钠可以增加玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性、化学稳定性和力学强度。氧化钙在玻璃中的主要作用是增加玻璃的化学稳定性和力学强度，含量过高会使玻璃较脆。通常氧化钙的含量通常不超过12.5％。

基于以上反应原理，可以得知，钠钙玻璃的蒙砂效果与氢氟酸和钠钙玻璃的反应速度等有关。

也即，随着氢氟酸对钠钙玻璃腐蚀速度越快，虽然能够极大地提高蒙砂反应速度，但是不利于蒙砂的均匀性的提高，而随着氢氟酸对钠钙玻璃腐蚀速度越慢，则不利于蒙砂反应速度的提升，并且还可能出现漏蒙的现象。

而如何解决上述相关技术中无机酸容易挥发，从而不利于环境保护和操作人员身体健康的问题，以及通过对酸度调节剂和氟化盐等的加入量进行调节，以在对蒙砂反应速度进行合理控制的情况下，最大程度上提高蒙砂均匀性和粗糙度，并减少漏蒙现象，则显得尤为重要。

基于以上问题，在本申请实施例提供的钠钙玻璃蒙砂粉中，通过采用氨基磺酸作为酸度调节剂，与相关技术中采用盐酸、硫酸和硝酸等作为酸度调节剂相比，一方面可以减少酸液挥发所造成的环境污染和对人体健康造成伤害，另一方面，该氨基磺酸具有较强的酸性，与有机酸如柠檬酸相比可以加快反应速度，提高蒙砂效率和蒙砂粗糙度，使得蒙砂玻璃产品可以达到应用需求。再一方面，通过采用氟化铵或氟化氢铵作为反应主体，并调节氟化盐和氨基磺酸的重量份在上述范围内，可以对整个蒙砂的反应体系的酸度和蒙砂效果进行更好地调节。例如当氟化盐的含量过少时，容易造成蒙砂较慢以及局部漏蒙的现象，而当氟化盐的含量过多时，则容易造成蒙砂较快，从而容易造成蒙砂不均匀以及漏蒙等的现象。

另外，通过实验发现，通过将氟化盐和氨基磺酸的重量份控制在上述范围内，可以得到粗糙度较高的蒙砂玻璃产品，从而可以满足电子黑板对蒙砂玻璃产品的粗糙度的应用需求。

示例的，上述获得的蒙砂玻璃产品的粗糙度可以达到1.6微米以上。而通过柠檬酸等有机酸制备的蒙砂玻璃产品的粗糙度为1.2微米以下。

在一些实施例中，上述蒙砂玻璃产品的粗糙度可以达到1.6微米～2.4微米。示例的，该蒙砂玻璃产生的粗糙度通过测量可以为1.6微米、1.7微米、1.8微米、1.9微米、2.0微米、2.1微米、2.2微米、2.3微米或2.4微米。可以达到电子黑板等对蒙砂玻璃产品的粗糙度的应用需求。

在一些实施例中，氟化盐包括：氟化氢铵。

在这些实施例中，通过采用氟化氢铵，与采用氟化铵相比，在重量份不变的情况下，由于氟化氢铵中氢离子的存在，可以极大地提高蒙砂反应体系的酸度，而通过实验发现，采用氟化氢铵制备的蒙砂玻璃产品具有更好的蒙砂效果，这说明采用氟化氢铵可以最大程度上将蒙砂反应体系的酸度调节至合适的蒙砂条件，便于蒙砂反应以适宜的速度进行，从而便于对蒙砂均匀性进行调节，防止蒙砂过慢容易造成局部漏蒙的现象，以及蒙砂过快容易造成蒙砂不均匀的问题，进而可以最大程度上提高蒙砂效果。

在一些实施例中，该钠钙玻璃蒙砂粉还包括：氯化锌。氯化锌的重量份为10～15份。示例的，在氟化盐的重量份为20～30份的情况下，氯化锌的重量份可以为10份、11份、12份、13份、14份或15份。仍然以1重量份为10g为例，氯化锌的重量可以为100g、110g、120g、130g、140g或150g。

在这些实施例中，通过实验发现，通过加入氯化锌，一方面可以对蒙砂液的粘稠度进行调节，从而使蒙砂液能够与待蒙砂玻璃充分接触，避免发生漏蒙现象，另一方面，采用氯化锌，能够对蒙砂玻璃产品的表观进行修复，制备得到蒙砂均匀性良好的蒙砂玻璃产品；具体的，氯化锌在水中形成络合物，与钠钙玻璃中的金属氧化物形成金属络合物，从而可以使反应更加均匀，进而可以使得蒙砂更加均匀。并且，通过实验发现，采用氯化锌的蒙砂效果较好，而通过添加氯化钙，则蒙砂效果较差。

在一些实施例中，该钠钙玻璃蒙砂粉还包括：水溶性钾盐。水溶性钾盐的重量份为2～5份。示例的，在氟化盐的重量份为20～30份的情况下，水溶性钾盐的重量份可以为2份、3份、4份或5份。仍然以1重量份为10g为例，水溶性钾盐的重量可以为20g、30g、40g或50g。

水溶性钾盐的加入，使得在反应过程中氟化盐提供氟离子，与溶液中的氢离子结合，生成氢氟酸，氢氟酸可以与水溶性钾盐生成硅酸钾，与硅酸钠相比，硅酸钾具有更高的溶解度，且生成的粒径较小，因此，水溶性钾盐的加入可以使蒙砂玻璃产品具有更加细腻和粗糙度更高的蒙砂效果，而水溶性钾盐的加入还能够增加蒙砂玻璃产品的光泽度，提高透光效果。

在一些实施例中，水溶性钾盐包括：硫酸钾和硝酸钾中的至少一种。在这些实施例中，硫酸钾和硝酸钾相比于氯化钾不易吸潮，从而不易结块，能够避免在称量过程中带入水分而影响准确性。

在一些实施例中，该钠钙玻璃蒙砂粉还包括：增稠剂。增稠剂的重量份为1～3份。示例的，在氟化盐的重量份为20～30份的情况下，增稠剂的重量份可以为1份、2份、3份或4份。仍然以1重量份为10g为例，增稠剂的重量可以为10g、20g、30g或40g。

在这些实施例中，通过添加增稠剂，可以对蒙砂液的粘稠度和流动性进行调节，从而可以赋予蒙砂液良好的蒙砂效果，而通过将增稠剂的重量份限定在上述范围内，可以减少漏蒙，提高蒙砂的均匀性、光泽度和粗糙度。

在一些实施例中，增稠剂包括：硫酸钡和膨润土中的至少一种。硫酸钡还能够起到填充剂的作用，可以使蒙砂液更好地与待蒙砂玻璃进行充分接触，并通过对蒙砂液的粘稠度和流动性进行调节，可以赋予蒙砂液良好的蒙砂效果。

本申请的一些实施例提供一种蒙砂玻璃的制备方法，包括：

将如上所述的钠钙玻璃蒙砂粉和水混合进行熟化，制备钠钙玻璃蒙砂液；

用钠钙玻璃蒙砂液对钠钙玻璃进行蒙砂。

其中，熟化是指将钠钙玻璃蒙砂粉和水混合，并搅拌均匀，使钠钙玻璃蒙砂粉中各组分进行反应的过程，随着熟化时间越长，蒙砂效果越好。

在一些实施例中，熟化时，钠钙玻璃蒙砂粉中氟化盐的重量份为20～30份，水的重量份为20～30份。

也即，在这些实施例中，氟化盐和水的质量比可以为20:30～30:20。通过实验发现，通过将钠钙玻璃蒙砂粉中氟化盐的重量份控制在20～30份的范围内，并将水的重量份控制在20～30份的范围内，可以制备酸度合适的蒙砂液，便于对蒙砂的反应速度和反应效果进行控制，从而可以制备蒙砂效果良好的蒙砂玻璃，减少漏蒙等蒙砂不均匀的问题。

在一些实施例中，上述熟化的温度为40-50℃，熟化的时间为24～48h。

示例的，熟化的温度可以为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃。熟化的时间可以为24h、25h、26h、27h、28h、29h、30h、31h、32h、33h、34h、35h、36h、37h、38h、39h、40h、41h、42h、43h、44h、45h、46h、47h或48h。

在这些实施例中，通过将熟化温度和时间控制在上述范围内，可以使蒙砂液达到最佳的蒙砂状态。

在一些实施例中，上述蒙砂的温度为30-35℃，蒙砂的时间为2～4min。

示例的，蒙砂的温度为30℃、31℃、32℃、33℃、34℃或35℃。蒙砂的时间可以为2min、3min或4min。

在这些实施例中，通过将蒙砂的温度控制在上述范围内，可以控制蒙砂的反应速度在一个合适的范围内，从而可以在提高蒙砂效率的同时，最大程度上提高蒙砂的粗糙度和均匀性。

在蒙砂的过程中，可以采用浸泡或淋砂等的方式进行。

上述蒙砂玻璃的制备方法工艺简单，蒙砂均匀性好，蒙砂后的钠钙玻璃具有高光泽度、高粗糙度，低雾度，且蒙砂均匀性好，能够减少漏蒙的几率。

本申请的一些实施例提供一种蒙砂玻璃，通过如上所述的方法制备得到。

在一些实施例中，蒙砂玻璃的粗糙度为1.6微米～2.4微米。

在这些实施例中，该蒙砂玻璃具有较高的粗糙度，可以满足电子黑板的防眩晕应用需求。

在一些实施例中，蒙砂玻璃的光泽度为65-85％，雾度为20-40％。

本申请的一些实施例提供一种如上所述的蒙砂玻璃在制备AG产品中的应用。AG产品示例的可以为电子黑板等具有高粗糙度要求的产品。

该蒙砂玻璃在制备AG产品时，具有较高的粗糙度和光泽度，能够满足AG产品对光泽度和粗糙度的应用需求。

以上介绍了本申请的具体实施方式，为了对本申请产生的技术效果进行客观说明，接下来，将通过如下实施例和对比例进行描述。

在以下的实施例和对比例中，所有原料均可以通过商业形式购买获得，并且为了保持实验的可靠性，如下实施例和对比例所采用的原料均具有相同的物理和化学参数或经过同样的处理。

实施例1

实施例1中蒙砂玻璃的制备方法如下：

步骤1)、称取20重量份的氟化氢铵、25重量份的氨基磺酸、10重量份的氯化锌、2重量份的硝酸钾、1重量份的膨润土和20重量份的纯水，混合得到混合液，对混合液在45℃下熟化36h，得到钠钙玻璃蒙砂液，其中，实施例1中各组分的重量份如下表1所示。

步骤2)、在35℃下，采用步骤1)制备的钠钙玻璃蒙砂液对钠钙玻璃浸泡3min，对钠钙玻璃进行蒙砂，得到蒙砂玻璃。

实施例2

实施例2中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵的重量份为30份，氨基磺酸的重量份为26份，氯化锌的重量份为15份，硝酸钾的重量份为3份、膨润土的重量份为2份，纯水的重量份为25份，具体可参见如下表1所示。

实施例3

实施例7中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵的重量份为25份，氨基磺酸的重量份为35份，氯化锌的重量份为12份，硝酸钾的重量份为5份、膨润土的重量份为3份，纯水的重量份为30份，具体可参见如下表1所示。

实施例4

实施例4中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵的重量份为30份，氨基磺酸的重量份为30份，氯化锌的重量份为10份，硝酸钾的重量份为2份、膨润土的重量份为2份，纯水的重量份为20份，具体可参见如下表1所示。

实施例5

实施例5中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵替换为氟化铵，具体可参见如下表1所示。

实施例6

实施例6中蒙砂玻璃的制备方法与实施例2中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵替换为氟化铵，具体可参见如下表1所示。

实施例7

实施例7中蒙砂玻璃的制备方法与实施例3中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵替换为氟化铵，具体可参见如下表1所示。

对比例1

对比例1中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵的重量份为20份，氨基磺酸的重量份为40份，具体可参见如下表1所示。

对比例2

对比例2中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氟化氢铵的重量份为20份，氨基磺酸的重量份为15份，具体可参见如下表1所示。

对比例3

对比例3中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氯化锌的重量份为20份，具体可参见如下表1所示。

对比例4

对比例4中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中氯化锌的重量份为5份，具体可参见如下表1所示。

对比例5

对比例5中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中硝酸钾的重量份为8份，具体可参见如下表1所示。

对比例6

对比例6中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中硝酸钾的重量份为1份，具体可参见如下表1所示。

对比例7

对比例7中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中采用柠檬酸替代氨基磺酸，具体可参见如下表1所示。

对比例8

对比例8中蒙砂玻璃的制备方法与实施例1中蒙砂玻璃的制备方法基本相同，不同的是，步骤1)中采用苹果酸替代氨基磺酸，具体可参见如下表1所示。

表1

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对上述实施例1～实施例7和对比例1～对比例8制备的蒙砂玻璃进行后处理，单面化抛(即单面蚀刻)为40μm后，并测试各组的雾度、光泽度、粗糙度以及蒙砂情况，具体测试结果如下表2所示。

表2

结合表1和表2，可以看出：蒙砂粉组合物或蒙砂液以氟化氢铵、氨基磺酸、钾盐和氯化锌为主要组分，且各组分按照质量份氟化氢铵20份～30份、氨基磺酸25份～35份、钾盐2份～5份、氯化锌10份～15份、增稠剂1～3份以及水20～30份进行配制，对钠钙玻璃基材进行蒙砂后全部产品蒙砂均匀，可适用于制作粗糙度在1.6um以上的AG产品。并且，在实施例4中，所制备的AG产品的粗糙度为最高，可达2.4um左右。

对实施例1、对比例1和对比例2进行比较发现：在氟化盐(如氟化铵或氟化氢铵)和氨基磺酸的重量的比值过大的情况下，如对比例2，虽然粗糙度较高，但是蒙砂不均匀，不能满足AG产品的蒙砂均匀的应用需求。而在氟化盐(如氟化铵或氟化氢铵)和氨基磺酸的重量的比值过小的情况下，如对比例1，则会出现粗糙度较低的现象，不能满足AG产品的粗糙度应用需求。

另外，对实施例1、对比例3和对比例4进行比较，可以得出：氯化锌的含量过高和过低均会出现蒙砂不均匀的现象。

对比实施例1、对比例5和对比例6可以得出：钾盐含量过高或过低也会出现蒙砂不均匀的现象。和即铵盐含量高，氨基磺酸含量低，则会影响蒙砂均匀性，导致出现蒙砂不均现象。

对比实施例1和对比例7可以得出：相同含量的氨基磺酸用柠檬酸来代替，柠檬酸酸性较低，虽然可以得到蒙砂均匀的产品，但是粗糙度较低。

对比实施例1和对比例8可以得出：相同含量的氨基磺酸用苹果酸来代替，蒙砂玻璃存在蒙砂不均的现象，且粗糙度较低，无法满足AG产品的粗糙度应用需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。