【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及玻璃化学强化，具体涉及一种可用作盐浴提纯添加剂材料的离子筛及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在玻璃加工行业中，经常利用化学强化手段来提高基材玻璃的机械强度，即将基材玻璃浸渍在高温熔融的盐浴中，通过将玻璃中离子半径小的碱金属阳离子与盐浴中的离子半径大的碱金属阳离子进行置换，从而使玻璃表面产生压缩应力层，达到提高玻璃强度的目的。
2、在工业化连续生产时，随着离子交换的进行，盐浴中的杂质碱金属离子(即从基材玻璃扩散到盐浴中的阳离子)逐渐积累，使盐浴出现中毒现象，阻碍离子交换的正常进行，影响强化后玻璃的尺寸和应力强度。
3、为了保证化学强化玻璃量产过程中质量稳定，并提高其生产效率。生产工厂经常采用离子除杂手段，来保证长时间盐浴中杂质离子的浓度，符合玻璃强化用盐浴要求。
4、目前，行业内常用的杂质离子除杂手段主要包括：向盐浴中添加磷酸盐(磷酸钠、磷酸钾)、离子筛等，作为盐浴中杂质离子的去除材料或吸附材料。
5、其中，采用磷酸钠和/或磷酸钾作为杂质离子去除材料，这种除杂方法往往需要暂停强化工作，使杂质离子与磷酸盐充分反应、沉淀，不利于提高量产效率，而且反应后的沉淀物沉积在盐浴炉底部，为盐浴的清理和更换增加了难度。另外，磷酸盐，尤其是磷酸钠，其在盐浴中会与玻璃表面中的钾进行交换，形成磷酸钾，而磷酸钾的熔点比较高，会容易形成固体晶体附在玻璃表面，影响玻璃质量。
6、而采用离子筛作为杂质离子吸附材料，则可以有效地解决采用磷酸钠和/或磷酸钾作为杂质离子去除材料所存在的问题。
技术实现思路
1、然而，专利技术人在使用过程中发现，在长时间的高温盐浴环境下，现有技术中的离子筛材料的除杂效果并不理想。具体表现为，现有技术中的离子筛材料在高温盐浴中长时间使用后，不仅容易向盐浴中释放影响玻璃表面质量的杂质物质，如很多小碎片，小碎片容易附着到玻璃表面而影响盐浴中玻璃产品的表观质量，而且还会反向向盐浴中释放原本从盐浴中吸收的杂质离子，影响盐浴中杂质离子的浓度。也就是说，现有技术中的离子筛材料无法长时间在高温盐浴中持续稳定地吸收杂质离子。
2、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种离子筛及其制备方法和应用，该离子筛具有优异的高温稳定性，不易向盐浴中释放影响玻璃表面质量的杂质物质，而且能够长时间在高温盐浴中持续稳定地吸收杂质离子，进而确保盐浴中杂质离子的浓度符合玻璃强化用盐浴的要求，从而解决了现有技术中的离子筛所存在的，在高温盐浴中放入较长时间后除杂效果不理想的问题。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术中采用了包括如下技术方案：
4、第一方面，提供了一种离子筛，按氧化物计，所述离子筛中含有sio2、al2o3和碱金属氧化物；所述离子筛中含有霞石晶相，以离子筛的总质量为基准计算，所述离子筛中霞石晶相的含量大于等于30.00wt％。
5、在本专利技术的一些实施方案中，所述霞石晶相包括钠霞石晶相、钾霞石晶相中的一种或两种混合；优选为，所述霞石晶相包括钠霞石晶相或者所述霞石晶相包括钠霞石晶相和钾霞石晶相。
6、在本专利技术的一些实施方案中，所述霞石晶相的含量大于等于45.00wt％；优选为，所述霞石晶相的含量大于等于50.00wt％；更优选为，所述霞石晶相的含量大于等于60.00wt％。
7、在本专利技术的一些实施方案中，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中包括以下组分：
8、28.00mol％～60.00mol％的sio2，优选为30.00mol％～55.00mol％的sio2；
9、8.00mol％～28.00mol％的al2o3，优选为8.00mol％～25.00mol％的al2o3；
10、25.00mol％～55.00mol％的碱金属氧化物，优选为30.00mol％～50.00mol％的碱金属氧化物。
11、在本专利技术的一些实施方案中，所述碱金属氧化物不含氧化锂；所述碱金属氧化物至少包括na2o，或者，所述碱金属氧化物至少包括na2o和k2o。
12、在本专利技术的一些实施方案中，以氧化物的摩尔百分比计算，所述碱金属氧化物包括25.00mol％～55.00mol％的na2o。
13、在本专利技术的一些实施方案中，以氧化物的摩尔百分比计算，所述碱金属氧化物还包括0～6.00mol％k2o。
14、在本专利技术的一些实施方案中，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中还包括以下组分：0～10.00mol％的tio2和0～12.00mol％的zro2。
15、在本专利技术的一些实施方案中，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中还包括以下组分：0～5.00mol％的p2o5和0～5.00mol％的b2o3。
16、在本专利技术的一些实施方案中，所述离子筛为颗粒状、片状或多孔状；优选所述离子筛为颗粒状；优选颗粒状离子筛的粒度为1mm～10mm。
17、第二方面，提供了一种上述离子筛的制备方法，包括如下步骤：
18、(1)按离子筛组分比例取提供各组分的原材料并混合均匀后，对所得混合物进行熔融处理，之后将所得熔融液成型冷却，制成离子筛基材；
19、(2)对离子筛基材进行热处理，制得所述离子筛；所述离子筛中含有霞石晶相，以离子筛的总质量为基准计算，所述离子筛中霞石晶相的含量大于等于30.00wt％。
20、在本专利技术的一些实施方案中，步骤(2)中，进行热处理时，热处理温度为500℃～900℃，热处理时间为1h～6h；和/或者，进行热处理时，控制升温速率为5℃/min～15℃/min，优选升温速率为10℃/min。
21、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤(1)中，通过外力将熔融液压延或拉制成片状离子筛基材；或者，将熔融液倒入水中淬冷处理得到颗粒状离子筛基材；或者，通过向熔融液中投入发泡剂制成多孔状离子筛基材。
22、第三方面，提供了一种上述离子筛的应用，将所述离子筛加入用于强化玻璃的熔融盐盐浴中，吸附盐浴中的杂质离子。
23、在本专利技术的一些实施方案中，所述盐浴中含有钾离子和/或钠离子和/或锂离子；所述盐浴的温度为350℃～600℃，优选盐浴的温度为450℃～600℃。
24、在本专利技术的一些实施方案中，所述离子筛的用量为所述盐浴的0.3wt％～5.0wt％，优选所述离子筛的用量为所述盐浴的0.5wt％～3.0wt％。
25、第四方面，提供了一种化学强化玻璃的制造方法，包括：
26、将上述的离子筛添加到盐浴中的工序；和
27、使含锂的玻璃与所述盐浴接触而进行离子交本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离子筛，其特征在于，按氧化物计，所述离子筛中含有SiO2、Al2O3和碱金属氧化物；所述离子筛中含有霞石晶相，以离子筛的总质量为基准计算，所述离子筛中霞石晶相的含量大于等于30.00wt％。
2.根据权利要求1所述离子筛，其特征在于，所述霞石晶相包括钠霞石晶相、钾霞石晶相中的一种或两种混合；优选为，所述霞石晶相包括钠霞石晶相或者所述霞石晶相包括钠霞石晶相和钾霞石晶相。
3.根据权利要求1或2所述离子筛，其特征在于，所述霞石晶相的含量大于等于45.00wt％；优选为，所述霞石晶相的含量大于等于50.00wt％；更优选为，所述霞石晶相的含量大于等于60.00wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中包括以下组分：
5.根据权利要求1-4中任一项所述离子筛，其特征在于，所述碱金属氧化物不含氧化锂；所述碱金属氧化物至少包括Na2O，或者，所述碱金属氧化物至少包括Na2O和K2O。
6.根据权利要求1-5中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所
7.根据权利要求6所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述碱金属氧化物还包括0～6.00mol％K2O。
8.根据权利要求1-7中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中还包括以下组分：0～10.00mol％的TiO2和0～12.00mol％的ZrO2。
9.根据权利要求1-8中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中还包括以下组分：0～5.00mol％的P2O5和0～5.00mol％的B2O3。
10.根据权利要求1-9中任一项所述离子筛，其特征在于，所述离子筛为颗粒状、片状或多孔状；优选所述离子筛为颗粒状；优选颗粒状离子筛的粒度为1mm～10mm。
11.一种如权利要求1-10任一项所述离子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，进行热处理时，热处理温度为500℃～900℃，热处理时间为1h～6h；和/或者，进行热处理时，控制升温速率为5℃/min～15℃/min，优选升温速率为10℃/min。
13.根据权利要求11或12所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过外力将熔融液压延或拉制成片状离子筛基材；或者，将熔融液倒入水中淬冷处理得到颗粒状离子筛基材；或者，通过向熔融液中投入发泡剂制成多孔状离子筛基材。
14.一种如权利要求1-10中任一项所述离子筛的应用，其特征在于，将所述离子筛加入用于强化玻璃的熔融盐盐浴中，吸附盐浴中的杂质离子。
15.根据权利要求14所述的离子筛的应用，其特征在于，所述盐浴中含有钾离子和/或钠离子和/或锂离子；所述盐浴的温度为350℃～600℃，优选盐浴的温度为450℃～600℃。
16.根据权利要求14或15所述的离子筛的应用，其特征在于，所述离子筛的用量为所述盐浴的0.3wt％～5.0wt％，优选所述离子筛的用量为所述盐浴的0.5wt％～3.0wt％。
17.一种化学强化玻璃的制造方法，其特征在于，包括：
18.根据权利要求17所述的化学强化玻璃的制造方法，其特征在于，所述离子筛的用量为所述盐浴的0.3wt％～5.0wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种离子筛，其特征在于，按氧化物计，所述离子筛中含有sio2、al2o3和碱金属氧化物；所述离子筛中含有霞石晶相，以离子筛的总质量为基准计算，所述离子筛中霞石晶相的含量大于等于30.00wt％。
2.根据权利要求1所述离子筛，其特征在于，所述霞石晶相包括钠霞石晶相、钾霞石晶相中的一种或两种混合；优选为，所述霞石晶相包括钠霞石晶相或者所述霞石晶相包括钠霞石晶相和钾霞石晶相。
3.根据权利要求1或2所述离子筛，其特征在于，所述霞石晶相的含量大于等于45.00wt％；优选为，所述霞石晶相的含量大于等于50.00wt％；更优选为，所述霞石晶相的含量大于等于60.00wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中包括以下组分：
5.根据权利要求1-4中任一项所述离子筛，其特征在于，所述碱金属氧化物不含氧化锂；所述碱金属氧化物至少包括na2o，或者，所述碱金属氧化物至少包括na2o和k2o。
6.根据权利要求1-5中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述碱金属氧化物包括25.00mol％～55.00mol％的na2o。
7.根据权利要求6所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述碱金属氧化物还包括0～6.00mol％k2o。
8.根据权利要求1-7中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中还包括以下组分：0～10.00mol％的tio2和0～12.00mol％的zro2。
9.根据权利要求1-8中任一项所述离子筛，其特征在于，以氧化物的摩尔百分比计算，所述离子筛中还包括以下组分：0～5.00m...
【专利技术属性】
技术研发人员：华文琼，覃文城，袁小彬，吕路，黄昊，谭友洪，
申请(专利权)人：重庆鑫景特种玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：
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