Раствор для обработки стеклоизделий Советский патент 1984 года по МПК C03C15/00 

О)

ел 111 Изобретение относится к предвари тельной обработке, стеклоиэделий и может быть использовано, преимущественно, перед упрочнением стеклои-иг.елий методом низкотемпературного ионнего обмена. Известен.травильный раствор для обработки стеклоизделий перед упрочн нием, включающий 7н HF и Зн Н„йО, Недостатком указанного травильног раствора является наличие в его составе HF. В результате образования на поверхности стекла нерастворимых фто ристых соединений происходит неравномерное травление стекла, что при-водит к ухудшению механической прочности. Кроме того, использование рас воров., содержащихся HF, является нежелательным по технике безопасност труда на производстве. Наиболее близким к изобретению по составу является раствор 2 для обработки поверхности стекла, включающий мае.%: HjP04HnH н2ЗОЛИЛИ нее 0,3-1,5 0,5-2,0 Остальное HjO Присутствие в растворе ацетата аммония уменьшает концентрацию прото нов за счет образования слабо диссоциирующего соединения CHjCOOH, что затрудняет протекание процессов обмена Н f - поверхности стек ла. Это, в свою очередь, не способствует дополнительному внедрению ионов К в стекло при ионном обмене в результате чего не достигается увеличение прочности стеклоизделий при ударном воздействии. Цель изобретения - повышение степени упрочнения и прочности на удар, Поставленная цель достигается тем, что раствор для обработки стеклоизделий, преимущественно, перед ионообменным упрочнением, включающий Н,,РО и Н,,0, дополнительно содержит NH OH-HCI и HjO. при следующем соотношении компонентов, в мас.%. 2,0-5,0 58,0-94,5 NH,OH-HCI 0,5-2,0 ,0-5,0 Раствор ортофосфорной кислоты способствует химическому модифицированию поверхностного.слоя стекла, а также изменению его структуры. За счет разрыва связей Si-0-Si5 и ESi-0-Na в результате протекания обменного процесса проис 2 ходит образование гидратированного слоя, обогащенного группами - Si-OH. Этот деполимеризовачный слой (глубигшй менее 1 мкм) с высокой молекулярной подвгшностью обладает усиленной релаксационной способностью, что ведет к повышению прочности стекла , Повышенное содержание протонов в поверхности стекла интенсифицирует ионообменное упрочнение в расплаве KNO- за счет включения в диффузион+ f ные процессы замещения Н на ионы К из расплава. Введение в ванну солянокислого гидроксиламина 0,5-2,0 мае, % приводит к увеличению степени диссоциации ортофосфорной кислоты за счет смеш;ения равнов--сия диссоциации в сторону распада молекул . Наличие в растворе в количестне мае. % обеспечивает в присутствии NHjOH-HCI очистку поверхности от органических загрязнений (за счет их окисления) и тем самым способствует повышению эффективности кислотного воздействия, а также последу ощего ионного обмена. Одновреме1:ное действие всех реагентов раствора обеспечивает образование в поверхности стекла гидратированного слоя, который существенно интегЕсифицирует ионообменное упрочнение в расплаве KNO,j , в результате наблюдается дополнительное возрастание степени упрочнения и прочности при ударном воздействии. 0 тофосфорная кислота в отличие от плавиковой кислоты не приводит к иятенсивному травлению поверхностного слоя стекла, поэтому ухудшения оптических свойств стеклоизделий не происходит, примеры. Составь предлагаемого раствора для обработки стеклоизделий перед ионообменным упрочнением приведены в табл „ 1 . В табл. 2 приведены физико-механические свойства стеклоизделий после упрочнения„ Для упрочнения использовали листовое промьплленное стекло (стекла для запдатных очков 0 50 мм, толщиной 2 мм) . Упрочнение п оводили в расплаве KKOj марки ч при температуре расплава 420°С м длительности выержки 2 ч с применением предварительной обработки в предлагаемьк растворах и без этой обработки. Степень упрочнения характеризует возрас такие прочности сгекла при центральном симметричном изгибе после ионного обмена по сравнению с прочность исходного неупрочненного стекла. Прочность на удар оценивают по величине энергии удара стальным шаром весом 50 г, который выдерживают без разрушения 90 % стеклоизделий.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что обработка стекла перед ионообменным упрочнением в растворах предлагаемых составов позволяет дополнительно повысить механические характеристики упрочненного стекла, в частности прочность при ударном воздействии.

Технологичность предлагаемого раствора, возможность совмещения

предварительной обработки с мойкой стекла дает возможность без дополнительных затрат существенно повысить технико-зкономические показатели 5 процесса упрочнения.

Недефкцитность компонентов, а так же небольшой их расход будут способствовать широкому внедрению предва10 рительной обработки в этом растворе на действующих и вновь создаваемых линиях по упрочнению стекла.

Получение стеклоизделий с повы шейными механическими характеристи15 ками расширит области применения упрочненного -стекла, увеличит срок службы изделий. .

Экономический эффект составит ориентировочно 57,8 тыс. руб.

Таблица 1

РАСТВОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕКЛОИЗДЕЖЙ, преимущественно, перед ионообменным упрочнением, включающий Н,,РО I HjO, отличающий с я тем, что, с целью повышения степени упрочнения и прочности на удар, он дополнительно содержит NHjOH-HCP и Н202 при следующем соотношении компонентов, мае. %: HjPO; 2-5 88-94,5 NH OH-HCP 0,5-2 3-5

Примечание.

Таблица 2 Параметры процесса обработки стекла 22°С - 1 ч Режим ионообменного упрочнения в KNO А20°С - 2 ч,