本發(fā)明涉及水晶玻璃制造領(lǐng)域，具體涉及一種水晶玻璃及其制備工藝。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，水晶玻璃在生產(chǎn)技術(shù)中大多使用傳統(tǒng)的含鉛玻璃料，而經(jīng)過國內(nèi)外長期的生產(chǎn)實踐，證明含鉛量24％的水晶玻璃透明度和折射率較高。而氧化鉛(pbo)和氧化鋇(bao)作為傳統(tǒng)水晶玻璃的主要原料，不僅可以提高玻璃的折射率，還可以提高玻璃的色散率。現(xiàn)有的玻璃配方中，為了提高折射率和色散率，往往增加玻璃成分中pbo和bao含量。鉛水晶玻璃制品使用時，特別是作水具、酒具、餐具使用中溶出的鉛，毒性很大，危害人體健康?，F(xiàn)在廣泛研制的鋇水晶中引入的氧化鋇也屬于高毒類氧化物。

對此，歐洲及發(fā)達(dá)國家對有害元素即pb、ba、as、be、cd、hg、sb、se、cr作出了限制，研制無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃配方是勢在必行。國內(nèi)也有類似的研究報告，但在不加鉛和鋇的情況下，難以達(dá)到高鉛水晶的折射率。

絲光沸石又名發(fā)光沸石，是沸石礦的主要礦物組分之一。其晶體呈針狀、纖維狀，集合體為束狀和放射狀。由于絲光沸石結(jié)構(gòu)中硅鋁比高，五元環(huán)多，具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)良的特性，其通過特定步驟改性后，所表現(xiàn)的各方面性能提高，將其應(yīng)用于水晶玻璃中，具有良好積極的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種水晶玻璃及其制備工藝，該種水晶玻璃成分中無鉛無鋇，在滿足綠色環(huán)保的條件下，通過改變組分成分及制造工藝，達(dá)到了高折射率、高色散系數(shù)、高透明度的要求，并且成品強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫，性能優(yōu)越。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種水晶玻璃，包括以下按重量份計的原料：sio240-60份、zno6-8份、al2o38-12份、cao5-7份、li2co31-3份、b2o34-8份、sro1-5份、y2o32-4份、mgo3-7份、sno1-3份和改性絲光沸石粉5-15份；

所述改性絲光沸石粉的制備方法為：先將絲光沸石放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2-4h后，取出干燥，加入相當(dāng)于絲光沸石重量2-4％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量1-3％的月桂醇硫酸鈉和相當(dāng)于濁沸石重量1-3％的氧化鋁于600-800r/min下攪拌15-25min后研磨，過120-160目篩即得。

進(jìn)一步地，所述水晶玻璃包括以下按重量份計的原料：sio250份、zno7份、al2o310份、cao6份、li2co32份、b2o36份、sro3份、y2o33份、mgo5份、sno2份和改性絲光沸石10份。

進(jìn)一步地，所述絲光沸石粉的制備方法為：先將絲光沸石放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡3h后，取出干燥，加入相當(dāng)于絲光沸石重量3％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量2％的月桂醇硫酸鈉和相當(dāng)于濁沸石重量2％的氧化鋁于700r/min下攪拌20min后研磨，過140目篩即得。

上述的一種水晶玻璃的制備工藝，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)按所述重量份配比稱取原料，粉碎混合得粉料；

(2)將粉料輸送至熔化爐中進(jìn)行熔制處理，得熔液；

(3)將熔液置于澄清池中進(jìn)行靜置澄清處理；

(4)最后將澄清后的物料澆鑄至模具中成型，退火處理及空冷后即可。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，所述粉料是利用超微粉碎機(jī)和混料機(jī)粉碎混合制得的，粉碎后粉料的粒徑≤1mm。

進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述熔制處理中熔化爐的升溫速率為60-80℃/min，熔煉溫度為1080-1240℃，熔煉時間為2-3h。

進(jìn)一步地，在步驟(3)中，所述靜置澄清的溫度為860-940℃，澄清時間為1-2h。

進(jìn)一步地，在步驟(4)中，所述退火處理是將物料連同模具在溫度為560-620℃下保持50-60min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

(1)本發(fā)明的水晶玻璃制備簡單，成本低，成品水晶玻璃成分中無鉛無鋇，改善了原先其組份及工藝對環(huán)境和人類的危害，符合國家倡導(dǎo)的綠色環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)，適宜大規(guī)模量產(chǎn)；

(2)本發(fā)明的水晶玻璃性能優(yōu)越，通過在原料中加入改性后的絲光沸石粉，進(jìn)一步提高了成品水晶玻璃性能，具有了強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫的特性；

(3)本發(fā)明的水晶玻璃在滿足綠色環(huán)保的條件下，通過改變組分成分及制造工藝，達(dá)到了高折射率、高色散系數(shù)、高透明度的要求，具有廣闊的市場前景。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步描述，以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例1

一種水晶玻璃，包括以下原料：sio240kg、zno6kg、al2o38kg、cao5kg、li2co31kg、b2o34kg、sro1kg、y2o32kg、mgo3kg、sno1kg和改性絲光沸石粉5kg；

上述的改性絲光沸石粉的制備方法為：稱取絲光沸石5kg放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2h后，取出干燥，加入相當(dāng)于絲光沸石重量2％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量1％的月桂醇硫酸鈉和相當(dāng)于濁沸石重量1％的氧化鋁于600r/min下攪拌15min后研磨，過120目篩即得。

上述的一種水晶玻璃的制備工藝，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將預(yù)備的原料混合輸送至超微粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，控制粉碎后粉料的粒徑≤1mm，再將粉碎后的物料輸送至混料機(jī)中混勻得粉料；

(2)之后將粉料輸送至熔化爐中進(jìn)行熔制處理，其中，熔化爐的升溫速率控制在60℃/min，直至熔煉溫度達(dá)到1080℃，保持該溫度熔煉2h，得熔液；

(3)接著將熔液置于澄清池中進(jìn)行靜置澄清處理，該靜置澄清的溫度為860℃，澄清時間為1h；

(4)然后澄清后的物料澆鑄至模具中成型，成型后將物料連同模具置于退火爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度控制在560℃，退火時間設(shè)定為50min，最后空冷至室溫即制得本發(fā)明的水晶玻璃。

實施例2

一種水晶玻璃，包括以下原料：sio250kg、zno7kg、al2o310kg、cao6kg、li2co32kg、b2o36kg、sro3kg、y2o33kg、mgo5kg、sno2kg和改性絲光沸石10kg；

上述的改性絲光沸石粉的制備方法為：稱取絲光沸石10kg放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡3h后，取出干燥，加入相當(dāng)于絲光沸石重量3％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量2％的月桂醇硫酸鈉和相當(dāng)于濁沸石重量2％的氧化鋁于700r/min下攪拌20min后研磨，過140目篩即得。

上述的一種水晶玻璃的制備工藝，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將預(yù)備的原料混合輸送至超微粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，控制粉碎后粉料的粒徑≤1mm，再將粉碎后的物料輸送至混料機(jī)中混勻得粉料；

(2)之后將粉料輸送至熔化爐中進(jìn)行熔制處理，其中，熔化爐的升溫速率控制在70℃/min，直至熔煉溫度達(dá)到1160℃，保持該溫度熔煉2.5h，得熔液；

(3)接著將熔液置于澄清池中進(jìn)行靜置澄清處理，該靜置澄清的溫度為900℃，澄清時間為1.5h；

(4)然后澄清后的物料澆鑄至模具中成型，成型后將物料連同模具置于退火爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度控制在590℃，退火時間設(shè)定為55min，最后空冷至室溫即制得本發(fā)明的水晶玻璃。

實施例3

一種水晶玻璃，包括以下原料：sio260kg、zno8kg、al2o312kg、cao7kg、li2co33kg、b2o38kg、sro5kg、y2o34kg、mgo7kg、sno3kg和改性絲光沸石粉15kg；

上述的改性絲光沸石粉的制備方法為：稱取絲光沸石15kg放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡4h后，取出干燥，加入相當(dāng)于絲光沸石重量4％的硅烷偶聯(lián)劑kh550、相當(dāng)于濁沸石重量3％的月桂醇硫酸鈉和相當(dāng)于濁沸石重量3％的氧化鋁于800r/min下攪拌25min后研磨，過160目篩即得。

上述的一種水晶玻璃的制備工藝，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)先將預(yù)備的原料混合輸送至超微粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎處理，控制粉碎后粉料的粒徑≤1mm，再將粉碎后的物料輸送至混料機(jī)中混勻得粉料；

(2)之后將粉料輸送至熔化爐中進(jìn)行熔制處理，其中，熔化爐的升溫速率控制在80℃/min，直至熔煉溫度達(dá)到1240℃，保持該溫度熔煉3h，得熔液；

(3)接著將熔液置于澄清池中進(jìn)行靜置澄清處理，該靜置澄清的溫度為940℃，澄清時間為2h；

(4)然后澄清后的物料澆鑄至模具中成型，成型后將物料連同模具置于退火爐中進(jìn)行退火處理，退火溫度控制在620℃，退火時間設(shè)定為60min，最后空冷至室溫即制得本發(fā)明的水晶玻璃。

性能檢測

對上述實施例1-3制得的水晶玻璃進(jìn)行折射率、色散系數(shù)、透過率及相關(guān)性能檢測，具體檢測數(shù)據(jù)見下表1所示。

表1

其中，上述的耐腐蝕性檢測實驗是將水晶玻璃置于濃度為75％的硫酸中浸泡處理，觀察其質(zhì)量損失率％/h。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。