一種蓋板玻璃化學強化方法、由此得到的玻璃及其應用
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃生產(chǎn)技術(shù)領域，具體地，涉及一種蓋板玻璃化學強化方法、由此得 到的玻璃及其應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著液晶電視、平板電腦、手機等廣泛普及，在使用過程中難免發(fā)生接觸、摩擦和 碰觸，造成顯示屏表面粗糙，光潔度下降，影響使用效果，更有可能導致屏幕破裂，因此對顯 示屏玻璃的強度和力學性能提出了更高的要求。此外在使用過程中由于環(huán)境中存在大量的 細菌、真菌、藻類等，很容易在觸摸屏表面生長和繁殖，并且隨著這些微生物的新陳代謝，會 產(chǎn)生化學副產(chǎn)物侵蝕觸摸屏，使其靈敏度減弱，此外，一定數(shù)量的菌類還會影響觸摸屏的光 學性能，減小光透過率。而觸摸屏都是操作者直接接觸的，不同的操作者直接很容易出現(xiàn)間 接接觸，如此接觸傳播，成為了一個公眾細菌源，因此觸摸屏的防菌功能也成為急需解決的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種蓋板玻璃化學強化方 法、由此得到的玻璃及其應用。
[0004] 本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，在進行化學強化處理時，將蓋板玻璃與含有K +和Cs+的混合熔鹽進行接觸，熔鹽溶液中銫離子的添加，能夠縮短離子交換時間，提高離子 交換效率，使得強化得到的玻璃具有高的硬度、抗壓強度、抗彎強度和彈性模量等。
[0005] 因此，為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種蓋板玻璃化學強化方法， 該方法包括:將蓋板玻璃與含有K+和Cs+的混合熔鹽進行接觸，接觸的條件包括:溫度為350-450°(3，時間為3-1011。
[0006] 第二方面，本發(fā)明提供了本發(fā)明上述方法得到的玻璃。
[0007] 第三方面，本發(fā)明提供了本發(fā)明的玻璃在制備顯示器中的應用。
[0008] 蓋板玻璃(尤其是超薄蓋板玻璃基板)采用本發(fā)明的方法進行化學強化后，具有高 的硬度、抗壓強度、抗彎強度、彈性模量和優(yōu)良的耐磨性能，適合用作液晶電視、平板電腦、 觸摸屏手機等的屏幕保護用玻璃。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，通過在經(jīng)過前述化 學強化處理后，在玻璃的表面形成Ti〇 2涂層，利用Ti〇2光催化作用能夠提供殺菌、防臭、除污 能力。另外，本發(fā)明的方法，強化時間短、效率高、成本低。
[0009] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0010] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0011] 第一方面，本發(fā)明提供了 一種蓋板玻璃化學強化方法，該方法包括:將蓋板玻璃與 含有K+和Cs+的混合熔鹽進行接觸，接觸的條件包括:溫度為350-450°C，時間為3-10h。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選情況下，接觸的條件包括:溫度為370-420°C，時間為4-6h〇
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選情況下，在含有K+和Cs +的混合熔鹽中，含K+熔鹽選自 KN〇3、KOH、KCl和K2SO4中的一種或多種，含Cs+熔鹽選自CsN〇3、CsOH、CsC1和Cs2S〇4中的一種 或多種;進一步優(yōu)選地，含有K+和Cs+的混合熔鹽中還含有Al 2〇3。為了進一步提高化學強化 的效果，優(yōu)選地，以含有K+和Cs+的混合熔鹽的重量為基準，含K+熔鹽的含量為92.5-98wt %， 含Cs+熔鹽的含量為0.5-6wt %，Al2〇3的含量為0.5-1.5wt % ;進一步優(yōu)選地，以含有K+和Cs+ 的混合熔鹽的重量為基準，混合熔鹽中含有90-98wt %的KN〇3、0.5-1.5wt %的Κ0Η、0.5-lwt % 的KC1、0 · 5-1 · 5wt % 的 AI2O3 和0 · 5-6wt % 的 CsN03。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選情況下，該方法還包括:在接觸之前，將蓋板玻璃依次進 行機械研磨處理、拋光處理、清洗處理和烘干處理。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的方法，對于機械研磨處理沒有特別的限定，可以為本領域常見的各 種機械研磨處理，此為本領域技術(shù)人員所公知，在此不再贅述。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的方法，對于拋光處理沒有特別的限定，可以為本領域常見的各種拋 光處理。優(yōu)選情況下，拋光處理的方法包括:使用5-10微米氧化鋪拋光粉拋光30_120min。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的方法，對于清洗處理沒有特別的限定，可以為本領域常見的各種清 洗處理。優(yōu)選情況下，清洗處理的方式為超聲波清洗處理，超聲波清洗處理的條件包括:頻 率為 20-100kHz，時間為10-30min。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的方法，對于烘干處理沒有特別的限定，可以為本領域常見的各種烘 干處理。優(yōu)選情況下，烘干處理的條件包括:溫度為60-120°C，時間為30-60min。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的方法，本發(fā)明的發(fā)明人在研究中還進一步發(fā)現(xiàn)，在化學強化后在玻 璃表面形成Ti02涂層，能夠利用Ti0 2光催化作用提供殺菌、防臭、除污能力，因此，優(yōu)選情況 下，該方法還包括:將接觸得到的產(chǎn)物依次進行清洗處理、烘干處理和Ti0 2涂層形成處理。 進一步優(yōu)選地，形成的Ti〇2涂層的厚度為40-50nm。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的方法，對于在Ti〇2涂層形成處理前進行的清洗處理和烘干處理沒有 特別的限定，可以分別為本領域常見的各種清洗處理和烘干處理，優(yōu)選情況下，清洗處理的 方式為超聲波清洗處理，超聲波清洗處理的條件包括:頻率為20-100kH Z，時間為10-30min; 烘干處理的條件包括:溫度為60-120°C，時間為30-60min。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的方法，對于形成Ti02涂層的方法沒有特別的限定，可以為能夠形成 Ti02涂層的各種方法，優(yōu)選情況下，Ti02涂層形成處理的方式為等離子體濺射處理或液相沉 積處理，進一步優(yōu)選地，等離子體濺射處理的方法包括：以TiCl 4和02為反應前驅(qū)物進行薄膜 制備，并摻雜N2,放電電壓Vpp為15-30kv，放電頻率為0.5-1.5沾^，反應氣壓為20-1000卩3。 [0022]第二方面，本發(fā)明提供了上述方法得到的玻璃。
[0023] 本發(fā)明的玻璃，表面應力在700MPa以上，應力層深度在40μπι以上，抗壓強度在 750MPa以上，抗彎強度在580MPa以上，彈性模量在60GPa以上，維氏硬度在600kgf/mm2以上。 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式，表面應力為750-900MPa，應力層深度為45-70μπι，抗壓 強度為780-900MPa，抗彎強度為620-700MPa，彈性模量為65-80GPa，維氏硬度為650-800kgf/mm 2。根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實施方式，通過在玻璃表面上形成Ti02涂層，使得 玻璃對金黃色葡萄球菌的致死率在99.5 %以上，對大腸桿菌的致死率在99.5 %以上。
[0024]第三方面，本發(fā)明提供了上述玻璃在制備顯示器中的應用。對于顯示器沒有特別 的限定，可以為電子產(chǎn)品領域常見的各種顯示器，例如可以為液晶電視、平板電腦、觸摸屏 手機等顯示器，具體地，可以用于制備顯示器件用蓋板玻璃、作為屏幕保護用玻璃材料。
[0025] 實施例
[0026] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。以下實施例中，如無特別說明，所用的 各材料均可通過商購獲得，如無特別說明，所用的方法為本領域的常規(guī)方法。
[0027]以下實施例和對比例中，維氏硬度按照標準ASTM E-384進行測定，單位為kgf/ mm2。
[0028] 采用FSM-6000LE表面應力儀測定化學強化后玻璃的表面應力(單位為MPa)和應力 層厚度(單位為μπ〇。
[0029] 按照標準JC/T2130-2012測定化學強化后玻璃的抗壓強度，單位為MPa。
[0030] 按照標準BS ΕΝ 1288-3-2000測定化學強化后玻璃的抗彎強度，單位為MPa。
[0031] 彈性模量按照標準GB/T7962進行測定，單位為GPa。
[0032] 金黃色葡萄球菌的致死率按照GB 21551.1-2008《家用和類似用途電器的抗菌、除 菌、凈化功能通則》進行測定。
[0033] 大腸桿菌的致死率的測定方法按照GB 21551.1-2008《家用和類似用途電器的抗 菌、除菌、凈化功能通則》進行測定。
[0034] 實施例1
[0035] (1)先將蓋板玻璃進行機械研磨，然后使用氧化鈰拋光粉拋光40min，再用去離子 水在50kHz下超聲波清洗20min，然后在100°C下烘干35min。
[0036] (2)配制混合熔鹽，其中，以混合熔鹽的重量為基準，混合熔鹽中含有96wt%的 〇3、0.8界七％的1(0!1、0.6￥七％的1((：1、0.8￥七％的厶12〇3和1.8￥七％的〇8從)3。
[0037] (3)將配制好的混合熔鹽混合均勻，放入強化容器中，并在400°C的馬弗爐中，預 熔。
[0038] (4)將待強化蓋板玻璃放入已經(jīng)熔化成溶液的混合熔鹽中，溫度恒定在400°C，保 溫5h。
[0039] (5)將蓋板玻璃從混合熔鹽中取出，冷卻至25°C，然后用去離子水在50kHz下超聲 波清洗20min，再在100°C下烘干35min。
[0040] (6)使用等離子體濺射法在玻璃表面形成一層厚度為45nm的Ti02涂層，其中，等離 子體濺射法的方法包括：以TiCl4和02為反應前驅(qū)物進行薄膜制備，并摻雜犯，放電電壓Vpp 為18kv，放電頻率為0.5kHz，反應氣壓為400Pa。
[0041 ]對制備好的玻璃樣品進行理化性能檢測，結(jié)果見表1。
[0042] 實施例2
[0043] (1)先將蓋板玻璃進行機械研磨，然后使用氧化鈰拋光粉拋光60min，再用去離子 水在80kHz下超聲波清洗lOmin，然后在120°C下烘干30min。
[0044] (2)配制混合熔鹽，其中，以混合熔鹽的重量為基準，混合熔鹽中含有90wt%的 KN〇3、1 · 5wt % 的 KOH、lwt % 的 KC1、1 · 5wt % 的 Ah〇3 和 6wt % 的 CsN03。
[0045] (3)將配制好的混合熔鹽混合均勻，放入強化容器中，并在370°C的馬弗爐中，預 熔。
[0046]