一种半透明防火玻璃及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及玻璃新材料领域，特别涉及一种半透明防火玻璃及其制备方法和应用。


背景技术：

2.随着现代社会的快速发展，城市人口越来越多，居民楼和写字楼也越建越多，与之相适应，隔断墙在当今居住和办公空间中的应用也越来越广泛。与木材和轻质复合板等隔断材料相比，玻璃隔断墙具有可透光性和装饰性的特点，其中，半透明的玻璃隔断墙在保证采光的前提下又起到了一定保护隐私的作用，因此，这类半透明的玻璃隔断墙在建筑和装饰领域备受青睐。目前，半透明的玻璃隔断材料主要采用酸洗和喷砂工艺，即：对透明的平板玻璃进行酸洗和喷砂处理。目前，半透明的玻璃隔断墙虽然具备上述透光和装饰效果，但是防火功能欠佳，在发生火灾时，隔烟和隔热的效果差，很难有效控制火势蔓延。
3.目前，市场上防火效果相对较好的玻璃大都是透明的，比如复合型防火玻璃和微晶防火玻璃。
4.复合型防火玻璃是将两片普通玻璃制成夹层，夹层中间灌注“防火液”(如：水玻璃)，防火液的存在会延迟玻璃的软化变形，但是这类复合型防火玻璃产品单位面积重量比较大，生产和运输不便，另外防火液受自身粘度、流平性等因素限制，在灌注过程中易形成厚度差而导致形成的防火层表面不平；同时，现有复合式防火玻璃的防火层自身易产生气泡，这也会造成防火层的实际防火效果降低。
5.微晶防火玻璃是先制备基础玻璃，然后通过晶化处理使基础玻璃析出高熔点的晶体，同时提高剩余玻璃相的软化点，进而达到防火效果，但是，这类玻璃原料成本较高，而且基础玻璃制备过程中存在不可控的“析晶”风险。
6.到目前为止，还未见软化点温度较高、防火性能佳的半透明防火玻璃的报道。


技术实现要素：

7.本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种半透明防火玻璃及其制备方法和应用。
8.本发明是通过如下技术方案实现的：
9.一种半透明防火玻璃，以氧化物摩尔百分比计，所述半透明防火玻璃含有74.89mol％～75.29mol％sio2、12.05mol％～12.44mol％al2o3、7.51mol％～10.53mol％na2o、0～2.50mol％mgo、0mol％～3.00mol％cao、0.12mol％～0.20mol％ceo2；且na2o、mgo和cao的摩尔百分比之和大于al2o3的摩尔百分比。
10.优选地，sio2的含量为74.90mol％～75.15mol％。
11.优选地，al2o3的含量为12.30mol％～12.44mol％。
12.优选地，na2o的含量为9.00mol％～10.00mol％。
13.优选地，mgo的含量为1.30mol％～2.00mol％。
14.优选地，cao的含量为1.00mol％～2.00mol％。
15.优选地，ceo2的含量为0.15mol％～0.20mol％。
16.一种半透明防火玻璃的制备方法，包括以下步骤：
17.s1：根据上述各氧化物摩尔百分比组成，准确称取各原料，混合均匀制成配合料，而后将配合料于1650℃～1690℃熔融并均化，得玻璃熔体；
18.s2：将玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为5.8mm～8.2mm的碎玻璃块，此时，碎玻璃块中不存在气泡；
19.s3：将碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
20.s4：将玻璃粉烘干后，压制成型，得坯体，坯体的初始致密化度为80％～84％，所述初始致密化度是指坯体的密度与步骤s2中得到的碎玻璃块的密度的比值；
21.s5：将坯体于1200℃～1250℃煅烧1小时～1.5小时后，冷却至室温，得玻璃初品；
22.s6：将玻璃初品进行研磨抛光，即得半透明防火玻璃；其中，半透明防火玻璃的致密化度为95％～97％，所述半透明防火玻璃的致密化度是指半透明防火玻璃的密度与步骤s2中得到的碎玻璃块的密度的比值。
23.优选地，所述半透明防火玻璃的制备方法，包括以下步骤：
24.s1：根据上述各氧化物摩尔百分比，准确称取各原料，混合均匀制成配合料，而后将配合料在高温炉中于1650℃～1690℃熔融并均化，得玻璃熔体；
25.s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为5.8mm～8.2mm的碎玻璃块；
26.s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
27.s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干后，进行压制成型，获得厚度为7mm的坯体；其中，坯体的致密化度为80％～84％，坯体的致密化度是指坯体的密度与碎玻璃块的密度的比值；
28.s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1200℃～1250℃煅烧1小时～1.5小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；
29.s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃；其中，半透明防火玻璃的致密化度为95％～97％，半透明防火玻璃的致密化度为半透明防火玻璃的密度与步骤s2中得到的碎玻璃块的密度的比值。
30.优选地，步骤s1中，所用的原料为石英砂、氧化铝、纯碱、氧化镁、方解石、二氧化铈。
31.一种半透明防火玻璃在室内装饰、建筑领域或电子设备领域中的应用。
32.相对于现有技术，本技术的有益技术效果为：
33.1)本发明旨在通过玻璃组分的选取以及组分用量之间的配伍关系进行特定设置，使得制备的玻璃具有高软化点温度(最高可达1150℃)和高致密化度(最高可达97％)的特点，从而提高玻璃的防火性能；此外，由于本技术中组分的选取以及组分用量之间的配伍关系特定设置，本技术步骤s5在对坯体进行煅烧后能够得到具有半透明效果的玻璃初品，这主要是由于坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉仅发生表面析晶，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化
度，另一方面这些少量晶体在煅烧和冷却过程后会被包裹在半透明防火玻璃内部，有利于可见光的散射，进而赋予其半透明的效果，经xrd检测可知，本技术制备得到的半透明防火玻璃的结晶度在4.6％～5.6％之间。
34.2)由于步骤s5得到的玻璃初品表面较粗糙，因此，通过步骤s6对玻璃初品进行研磨抛光从而得到表面光滑的半透明防火玻璃，进而使得半透明防火玻璃具有良好的装饰效果；
35.3)本技术制备的这类半透明防火玻璃也能对应用该类半透明防火玻璃的电子设备在高温环境下使用时起到防护作用；
36.4)本技术中组分的选取以及组分用量之间的配伍关系的特殊设置，具体如下：本技术中半透明防火玻璃的组成中na2o+mgo+cao的摩尔百分比不小于al2o3的摩尔百分比，该上述组分及组分含量关系的特殊设置可有效诱导al
3+
在玻璃中主要以[alo4]配位的形式存在，而四配位的[alo4]四面体能够与[sio4]四面体连接共同构成玻璃网络结构，因此，本技术通过该上述特殊的组分配伍关系赋予了半透明防火玻璃较高的粘度以及较高的软化点温度(对应粘度约为10
7.6
泊)，进而赋予本技术中半透明防火玻璃优异的防火性能；此外，本技术中，sio2是网络形成体氧化物，是形成玻璃的主要成分，如果sio2低于74.89mol％，则玻璃粘度较低，温度达到1100℃时有软化的倾向，如果超过75.29mol％，则玻璃熔化困难，故此，sio2的摩尔百分比选择74.89mol％～75.29mol％较佳；al2o3是玻璃中间体氧化物，al
3+
在玻璃存在4、5和6等配位，适量的al
3+
含量有利于其主要以4配位的形式存在，如果al2o3低于12.05mol％，则玻璃粘度较低，超过12.44mol％，则玻璃熔化困难，故此，al2o3的摩尔百分比选择12.05mol％～12.44mol％较佳；na2o用于降低玻璃熔化温度，同时充当电价平衡离子促使玻璃中的al
3+
以[alo4]四配位的形式存在，如果na2o低于7.51mol％，则玻璃粘度过大，熔化困难，na2o高于10.53mol％，则高温时玻璃有软化变形的倾向，故此，na2o的摩尔百分比选择7.51mol％～10.53mol％较佳；mgo用于降低玻璃熔化温度，同时起到促进表面析晶的作用，进而促进光散射，但是如果mgo高于2.50mol％，则玻璃粉体煅烧过程中，析晶倾向严重，不利于烧结致密化，故此，mgo的摩尔百分比选择0～2.50mol％较佳；cao可以降低玻璃熔化温度，并促进表面析晶而有利于半透明，但是如果cao高于3.00mol％，致密化程度会因煅过程中的不可控析晶而降低，因此，cao的摩尔百分比选择0～3.00mol％较佳；ceo2在玻璃熔化过程中起到澄清的作用，有利于玻璃熔体中气泡的排出，如果ceo2低于0.12mol％，则澄清时间较长，ceo2高于0.20mol％，则澄清效果不再增强，故此，ceo2的摩尔百分比选择0.12mol％～0.20mol％较佳。
[0037]
综上，本技术通过组分的选取以及组分用量之间的配伍关系的特殊设置，使得本技术既具有了半透明的效果，又不会因为进行煅烧时构成坯体的玻璃粉析出过多晶体而影响半透明防火玻璃的致密化度，进而损伤玻璃的防火性能；而且，本技术半透明防火玻璃在制备过程中并没有使用昂贵的原料，故此，本技术半透明防火玻璃还具有成本低，原材料易得的优点。
附图说明
[0038]
图1为实施例一中制备的碎玻璃块检测样本以及步骤s3得到的玻璃粉的热分析曲线图；
[0039]
图2为实施例一中制备的半透明防火玻璃粉状检测样本的x射线衍射图谱；
[0040]
图3为实施例二中制备的碎玻璃块检测样本以及步骤s3得到的玻璃粉的热分析曲线图；
[0041]
图4为实施例二中制备半透明防火玻璃粉状检测样本的x射线衍射图谱；
[0042]
图5为实施例三中制备的碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉的热分析曲线图；
[0043]
图6为实施例三中制备的半透明防火玻璃粉状检测样本的x射线衍射图谱；
[0044]
图7为实施例四中制备的碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉的热分析曲线图；
[0045]
图8为实施例四中制备的半透明防火玻璃粉状检测样本的x射线衍射图谱；
[0046]
图9为实施例五中制备的碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉的热分析曲线图；
[0047]
图10为实施例五中制备的半透明防火玻璃粉状检测样本的x射线衍射图谱；
[0048]
图11为实施例六中制备的碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉的热分析曲线图；
[0049]
图12为实施例六中制备的半透明防火玻璃粉状检测样本的x射线衍射图谱。
具体实施方式
[0050]
以下通过具体实施例对本发明一种半透明防火玻璃做进一步说明，其中实施例五为最佳实施例。实施例一至实施例六的半透明防火玻璃的组成表(mol％)及其相关参数，如表1所示：
[0051]
表1
[0052][0053]
实施例一：
[0054]
一种半透明防火玻璃，是通过如下半透明防火玻璃制备方法制备的，所述半透明
防火玻璃制备方法，包括如下步骤：
[0055]
s1：按照表1所示的实施例一的氧化物摩尔百分比组成，准确称取如下重量份数的原料：石英砂69.87份、氧化铝18.97份、纯碱17.34份、氧化镁1.27份、二氧化铈0.32份，而后，将该上述原料混合均匀制成配合料，而后将配合料于1690℃熔融并均化，得玻璃熔体；
[0056]
s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为5.8mm的碎玻璃块；
[0057]
s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
[0058]
s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干，而后，进行压制成型，获得厚度7mm的坯体，坯体的致密化度，见表1；
[0059]
s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1250℃煅烧1.5小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；该步骤s5中，在对坯体进行煅烧时，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化度，另一方面在经过随炉冷却之后，这些少量晶体会被包裹在玻璃初品内部，而该上述少量晶体的存在则会有利于可见光的散射，进而赋予玻璃初品的半透明效果；
[0060]
s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃，透明防火玻璃的厚度为5.0mm，半透明防火玻璃的致密化度见表1。该步骤s6中，对玻璃初品进行打磨抛光只是用于对玻璃初品的表面粗糙情况进行改善，并不会影响玻璃初品的内部结构，也就是说，具有半透明效果的玻璃初品在经过研磨抛光后会变成具有半透明效果的半透明防火玻璃。
[0061]
将实施例一中步骤s2得到的碎玻璃块打磨至大小为直径为4.0mm、高度为2.0mm的圆柱形的碎玻璃块检测样本，然后分别对碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉分别进行热分析测试(加热速度为20℃/分钟)，测试结果如图1所示；而后，取2g步骤s6得到的半透明防火玻璃并进行研磨得到半透明防火玻璃粉状检测样本，并对半透明防火玻璃粉状检测样本进行xrd测试，测试结果如图2所示；而后本技术又对步骤s6制备的厚度为5.0mm的半透明防火玻璃的软化点温度进行测试，测试结果如表1所示；
[0062]
从图1中可以看出，实施例一中制备的碎玻璃块检测样本的dsc热分析曲线中并未出现析晶峰，相反，步骤s3中得到的玻璃粉的dsc热分析曲线存在明显的析晶峰，因此，碎玻璃块检测样本与步骤s3中得到的玻璃粉在热分析过程中的析晶行为方面的差别表明本技术制备的半透明防火玻璃坯体在煅烧过程发生粉体表面析晶，而不是整体析晶，其原因在于：与块状玻璃相比，粉状玻璃的颗粒尺寸更小，因此，粉状玻璃具有较多的成核的活化位置数，进而具有相对高的晶体含量。
[0063]
从图2中可以看出，图2中的衍射峰存在弥散的“馒头”峰，而且，图2中的衍射峰也存在相对尖锐的衍射峰，这说明，实施例一制备的半透明防火玻璃是由大量的非晶态的玻璃相和少量的晶体构成的。由图2还可知，该晶体为sio2晶体。此外，经过xrd软件计算还可知实施例一制备的半透明防火玻璃的结晶度为5.6％，半透明防火玻璃中这些少量晶体的存在有利于光散射，进而使得实施例一制备的半透明防火玻璃获得半透明的效果。另外，经检测和计算得知，实施例一制备的半透明防火玻璃的致密化度达到了95％(从表1能够看
出)，这说明实施例一制备的半透明防火玻璃的致密化度较佳。
[0064]
此外，从表1中还能够看出，实施例一制备的半透明防火玻璃的软化点温度达到了1148℃，这说明实施例一制备的半透明防火玻璃的防火性能也较佳；为了验证本技术实施例一制备的半透明防火玻璃的防火性能，本技术还按照标准gb/t 15763.1-2009进行耐火测试，测试显示：240分钟后，厚度为5.0mm的半透明防火玻璃仍然保持完整。
[0065]
实施例二：
[0066]
一种半透明防火玻璃，是通过如下半透明防火玻璃制备方法制备的，所述半透明防火玻璃制备方法包括如下步骤：
[0067]
s1：按照表1所示的实施例二的氧化物摩尔百分比组成，准确称取如下重量份数的原料：石英砂69.31份、氧化铝19.13份、纯碱15.56份、方解石4.64份、二氧化铈0.43份；而后，将该上述原料混合均匀制成配合料，而后将配合料于1680℃熔融并均化，得玻璃熔体；
[0068]
s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为7.3mm的碎玻璃块；
[0069]
s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
[0070]
s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干，而后，进行压制成型，获得厚度7mm的坯体，坯体的致密化度见表1；
[0071]
s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1250℃煅烧1.0小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；该步骤s5中，在对坯体进行煅烧时，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化度，另一方面在经过随炉冷却之后，这些少量晶体会被包裹在玻璃初品内部，而该上述少量晶体的存在则会有利于可见光的散射，进而赋予玻璃初品的半透明效果；
[0072]
s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃，透明防火玻璃的厚度为5.0mm，半透明防火玻璃的致密化度见表1。该步骤s6中，对玻璃初品进行打磨抛光只是用于对玻璃初品的表面粗糙情况进行改善，并不会影响玻璃初品的内部结构，也就是说，具有半透明效果的玻璃初品在经过研磨抛光后会变成具有半透明效果的半透明防火玻璃。
[0073]
将实施例二中步骤s2得到的碎玻璃块打磨至大小为直径为4.0mm、高度为2.0mm的圆柱形的碎玻璃块检测样本，然后分别对碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉分别进行热分析测试(加热速度为20℃/分钟)，测试结果如图3所示；而后，取2g步骤s6得到的半透明防火玻璃并进行研磨得到半透明防火玻璃粉状检测样本，并对半透明防火玻璃粉状检测样本进行xrd测试，测试结果如图4所示；而后，本技术又对步骤s6制备的厚度为5.0mm的半透明防火玻璃的软化点温度进行测试，测试结果如表1所示；
[0074]
从图3中可以看出，实施例二中制备的碎玻璃块检测样本的dsc热分析曲线中并未出现析晶峰，相反，实施例二中步骤s3中得到的玻璃粉的dsc热分析曲线存在明显的析晶峰，因此，碎玻璃块检测样本与步骤s3中得到的玻璃粉在热分析过程中的析晶行为方面的差别表明本技术制备的半透明防火玻璃坯体在煅烧过程易发生粉体表面析晶，而不是粉体整体析晶，其原因在于：与块状玻璃相比，粉状玻璃的颗粒尺寸更小，因此具有较多的成核
的活化位置数，进而具有相对高的晶体含量。
[0075]
从图4中可以看出，图4中的衍射峰存在弥散的“馒头”峰，而且，图4中的衍射峰也存在相对尖锐的衍射峰，这说明，实施例二制备的半透明防火玻璃是由大量的非晶态的玻璃相和少量的晶体构成的。由图4还可知，该晶体为caal2si2o8晶体，且经过xrd软件计算还可知实施例二制备的半透明防火玻璃的结晶度为4.6％，而这些少量晶体的存在有利于光散射，进而使得实施例二制备的半透明防火玻璃获得半透明的效果。另外，经检测和计算得知，实施例二制备的半透明防火玻璃的致密化度达到了96％(从表1能够看出)，这说明实施例二制备的半透明防火玻璃的致密化度较佳。
[0076]
此外，从表1中还能看出，实施例二制备的半透明防火玻璃的软化点温度达到了1143℃，这说明实施例二制备的半透明防火玻璃的防火性能也较佳；为了验证实施例二制备的半透明防火玻璃的防火性能，本技术还按照标准gb/t15763.1-2009进行耐火测试，测试显示：240分钟后，厚度为5.0mm的半透明防火玻璃仍然保持完整。
[0077]
实施例三：
[0078]
一种半透明防火玻璃，是通过半透明防火玻璃是通过如下半透明防火玻璃制备方法制备的，所述半透明防火玻璃制备方法包括如下步骤：
[0079]
s1：按照表1所示的实施例三的氧化物摩尔百分比组成，准确称取如下重量份数的原料：石英砂69.75份、氧化铝19.41份、纯碱12.36份、氧化镁1.58份、方解石3.89份、二氧化铈0.43份；而后，将该上述原料混合均匀制成配合料，而后将配合料于1670℃熔融并均化，得玻璃熔体；
[0080]
s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为8.1mm的碎玻璃块；
[0081]
s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
[0082]
s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干后，进行压制成型，获得厚度7mm的坯体，坯体的致密化度见表1；
[0083]
s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1200℃煅烧1.0小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；该步骤s5中，在对坯体进行煅烧时，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化度，另一方面在经过随炉冷却之后，这些少量晶体会被包裹在玻璃初品内部，而该上述少量晶体的存在则会有利于可见光的散射，进而赋予玻璃初品的半透明效果；
[0084]
s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃，半透明防火玻璃的厚度为5.0mm，半透明防火玻璃的致密化度为97％。该步骤s6中，对玻璃初品进行打磨抛光只是用于对玻璃初品的表面粗糙情况进行改善，并不会影响玻璃初品的内部结构，也就是说，具有半透明效果的玻璃初品在经过研磨抛光后会变成具有半透明效果的半透明防火玻璃。
[0085]
将实施例三中步骤s2得到的碎玻璃块打磨至大小为直径为4.0mm、高度为2.0mm的圆柱形的碎玻璃块检测样本，然后分别对碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉分别进行热分析测试(加热速度为20℃/分钟)，测试结果如图5所示；而后，取2g步骤s6得到的
半透明防火玻璃并进行研磨得到半透明防火玻璃粉状检测样本，并对半透明防火玻璃粉状检测样本进行xrd测试，测试结果如图6所示；而后，本技术又对步骤s6制备的厚度为5.0mm的半透明防火玻璃的软化点温度进行测试，测试结果如表1所示；
[0086]
从图5中可以看出，实施例三中制备的碎玻璃块检测样本的dsc热分析曲线中并未出现析晶峰，相反，实施例三中步骤s3中得到的玻璃粉的dsc热分析曲线存在明显的析晶峰，因此，碎玻璃块检测样本与步骤s3中得到的玻璃粉在热分析过程中的析晶行为方面的差别表明本技术制备的半透明防火玻璃坯体在煅烧过程易发生粉体表面析晶，而不是粉体整体析晶，其原因在于：与块状玻璃相比，粉状玻璃的颗粒尺寸更小，因此具有较多的成核的活化位置数，进而具有相对高的晶体含量。
[0087]
从图6还能够看出，图6中的衍射峰存在弥散的“馒头”峰，而且，图6中的衍射峰也存在相对尖锐的衍射峰，这说明，实施例三制备的半透明防火玻璃是由大量的非晶态的玻璃相和少量的晶体构成的。由图6还可知，该上述晶体包括sio2晶体和caal2si2o8晶体，此外，通过xrd软件计算还可知实施例三制备的半透明防火玻璃的结晶度为4.9％。而这些少量晶体的存在则会有利于光散射，进而使得实施例三制备的半透明防火玻璃获得半透明的效果。另外，经检测和计算得知，实施例三制备的半透明防火玻璃的致密化度达到了97％(从表1能够看出)，这说明实施例三制备的半透明防火玻璃的致密化度较佳。
[0088]
此外，从表1中还能够看出，实施例三制备的半透明防火玻璃的软化点温度达到了1135℃，这说明实施例三制备的半透明防火玻璃的防火性能也较佳；为了验证实施例三制备的半透明防火玻璃的防火性能，本技术还按照标准gb/t15763.1-2009进行耐火测试，测试显示：240分钟后，厚度为5.0mm的半透明防火玻璃仍然保持完整。
[0089]
实施例四：
[0090]
一种半透明防火玻璃，是通过如下半透明防火玻璃制备方法制备的，所述半透明防火玻璃制备方法包括如下步骤：
[0091]
s1：按照表1所示的实施例四的氧化物摩尔百分比组成，准确称取如下重量份数的原料：石英砂69.27份、氧化铝19.43份、纯碱13.59份、氧化镁0.79份、方解石4.64份、二氧化铈0.53份；而后，将该上述原料混合均匀制成配合料，而后将配合料于1650℃熔融并均化，得玻璃熔体；
[0092]
s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为7.8mm的碎玻璃块；；
[0093]
s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
[0094]
s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干后，进行压制成型，获得厚度7mm的坯体，坯体的致密化度见表1；
[0095]
s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1220℃煅烧1.0小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；该步骤s5中，在对坯体进行煅烧时，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化度，另一方面在经过随炉冷却之后，这些少量晶体会被包裹在玻璃初品内部，而该上述少量晶体的存在则会有利于可见光的散射，进而赋予玻璃初品的半透明效果；
[0096]
s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃，半透明防火玻璃的厚度为5.0mm，半透明防火玻璃的致密化度为96％。该步骤s6中，对玻璃初品进行打磨抛光只是用于对玻璃初品的表面粗糙情况进行改善，并不会影响玻璃初品的内部结构，也就是说，具有半透明效果的玻璃初品在经过研磨抛光后会变成具有半透明效果的半透明防火玻璃。
[0097]
将实施例四中步骤s2得到的碎玻璃块打磨至大小为直径为4.0mm、高度为2.0mm的圆柱形的碎玻璃块检测样本，然后分别对碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉分别进行热分析测试(加热速度为20℃/分钟)，测试结果如图7所示；而后，取2g步骤s6得到的半透明防火玻璃并进行研磨得到半透明防火玻璃粉状检测样本，并对半透明防火玻璃粉状检测样本进行xrd测试，测试结果如图8所示；而后本技术又对步骤s6制备的厚度为5.0mm的半透明防火玻璃的软化点温度进行测试，测试结果如表1所示；
[0098]
从图7中可以看出，实施例四中制备的碎玻璃块检测样本的dsc热分析曲线中并未出现析晶峰，相反，实施例四中步骤s3中得到的玻璃粉的dsc热分析曲线存在明显的析晶峰，因此，碎玻璃块检测样本与步骤s3中得到的玻璃粉在热分析过程中的析晶行为方面的差别表明本技术制备的半透明防火玻璃坯体在煅烧过程易发生粉体表面析晶，而不是粉体整体析晶，其原因在于：与块状玻璃相比，粉状玻璃的颗粒尺寸更小，因此具有较多的成核的活化位置数，进而具有相对高的晶体含量。
[0099]
从图8中可以看出，图8中的衍射峰存在弥散的“馒头”峰，而且，图8中的衍射峰也存在相对尖锐的衍射峰，这说明，实施例四制备的半透明防火玻璃是由大量的非晶态的玻璃相和少量的晶体构成的。由图8还可知，该晶体包括sio2晶体和caal2si2o8晶体，且经过xrd软件计算可知实施例四制备的半透明防火玻璃的结晶度为5.2％，而这些少量晶体的存在则有利于光散射，进而使得实施例四制备的半透明防火玻璃获得半透明的效果。另外，经检测和计算得知，实施例四制备的半透明防火玻璃的致密化度达到了96％(从表1能够看出)，这说明实施例四制备的半透明防火玻璃的致密化度较佳。
[0100]
此外，从表1中能够看出，实施例四制备的半透明防火玻璃的软化点温度达到了1137℃，这说明实施例四制备的半透明防火玻璃的防火性能也较佳；为了验证实施例四制备的半透明防火玻璃的防火性能，本技术还按照标准gb/t15763.1-2009进行耐火测试，测试显示：240分钟后，厚度为5.0mm的半透明防火玻璃仍然保持完整。
[0101]
实施例五：
[0102]
一种半透明防火玻璃，是通过如下半透明防火玻璃制备方法制备的，所述半透明防火玻璃制备方法包括如下步骤：
[0103]
s1：按照表1所示的实施例五的氧化物摩尔百分比组成，准确称取如下重量份数的原料：石英砂69.26份、氧化铝19.51份、纯碱15.91份、氧化镁0.94份、方解石1.93份、二氧化铈0.48份；而后，将该上述原料混合均匀制成配合料，而后将配合料于1685℃熔融并均化，得玻璃熔体；
[0104]
s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为8.2mm的碎玻璃块；
[0105]
s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
[0106]
s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干后，进行压制成型，获得厚度7mm的坯体，坯体的致
密化度为88％；
[0107]
s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1240℃煅烧1.5小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；该步骤s5中，在对坯体进行煅烧时，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化度，另一方面在经过随炉冷却之后，这些少量晶体会被包裹在玻璃初品内部，而该上述少量晶体的存在则会有利于可见光的散射，进而赋予玻璃初品的半透明效果；
[0108]
s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃，半透明防火玻璃的厚度为5.0mm，半透明防火玻璃的致密化度为97％。该步骤s6中，对玻璃初品进行打磨抛光只是用于对玻璃初品的表面粗糙情况进行改善，并不会影响玻璃初品的内部结构，也就是说，具有半透明效果的玻璃初品在经过研磨抛光后会变成具有半透明效果的半透明防火玻璃。
[0109]
将实施例五中步骤s2得到的碎玻璃块打磨至大小为直径为4.0mm、高度为2.0mm的圆柱形的碎玻璃块检测样本，然后分别对碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉分别进行热分析测试(加热速度为20℃/分钟)，测试结果如图9所示；而后，取2g步骤s6得到的半透明防火玻璃并进行研磨得到半透明防火玻璃粉状检测样本，并对步骤s6得到半透明防火玻璃粉状检测样本进行xrd测试，测试结果如图10所示；而后本技术又对步骤s6制备的厚度为5.0mm的半透明防火玻璃的软化点温度进行测试，测试结果如表1所示；
[0110]
从图9中可以看出，实施例五中制备的碎玻璃块检测样本的dsc热分析曲线中并未出现析晶峰，相反，实施例五中步骤s3中得到的玻璃粉的dsc热分析曲线存在明显的析晶峰，因此，碎玻璃块检测样本与步骤s3中得到的玻璃粉在热分析过程中的析晶行为方面的差别表明本技术制备的半透明防火玻璃坯体在煅烧过程易发生粉体表面析晶，而不是粉体整体析晶，其原因在于：与块状玻璃相比，粉状玻璃的颗粒尺寸更小，因此具有较多的成核的活化位置数，进而具有相对高的晶体含量。
[0111]
从图10中还可以看出，图10中的衍射峰存在弥散的“馒头”峰，而且，图10中的衍射峰也存在相对尖锐的衍射峰，这说明，实施例五制备的半透明防火玻璃是由大量的非晶态的玻璃相和少量的晶体构成的。由图10还可知，该晶体包括sio2晶体和caal2si2o8晶体，且经过xrd软件计算可知实施例五制备的半透明防火玻璃的结晶度为5.4％，而这些少量晶体的存在有利于光散射，进而使得实施例五制备的半透明防火玻璃获得半透明的效果。另外，经检测和计算得知，实施例五制备的半透明防火玻璃的致密化度达到了97％(从表1能够看出)，这说明实施例五制备的半透明防火玻璃的致密化度较佳。
[0112]
此外，从表1中能够看出，实施例五制备的半透明防火玻璃的软化点温度达到了1150℃，这说明实施例五制备的半透明防火玻璃的防火性能也较佳；为了验证实施例五制备的半透明防火玻璃的防火性能，本技术还按照标准gb/t15763.1-2009进行耐火测试，测试显示：240分钟后，厚度为5.0mm的半透明防火玻璃仍然保持完整。
[0113]
实施例六：
[0114]
一种半透明防火玻璃，是通过如下半透明防火玻璃制备方法制备的，所述半透明防火玻璃制备方法包括如下步骤：
[0115]
s1：按照表1所示的实施例六的氧化物摩尔百分比组成，准确称取如下重量份数的原料：石英砂69.54份、氧化铝19.43份、纯碱13.97份、氧化镁1.26份、方解石3.10份、二氧化铈0.43份；而后，将该上述原料混合均匀制成配合料，而后将配合料于1670℃熔融并均化，得玻璃熔体；
[0116]
s2：将步骤s1得到的玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为6.5mm的碎玻璃块；；
[0117]
s3：将步骤s2得到的碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；
[0118]
s4：将步骤s3得到的玻璃粉烘干后，进行压制成型，获得厚度7mm的坯体，坯体的致密化度见表1；
[0119]
s5：将步骤s4得到的坯体在梭式窑炉内于1230℃煅烧1.5小时后，随炉冷却至室温，得玻璃初品；该步骤s5中，在对坯体进行煅烧时，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，而不会出现整体析晶，具体来说，坯体在进行煅烧的过程中，构成坯体的玻璃粉的表面会析出少量的晶体，一方面不会影响玻璃粉体的煅烧活性，仍然可以通过粘性流动烧结获得较高的致密化度，另一方面在经过随炉冷却之后，这些少量晶体会被包裹在玻璃初品内部，而该上述少量晶体的存在则会有利于可见光的散射，进而赋予玻璃初品的半透明效果；
[0120]
s6：将步骤s5得到的玻璃初品进行研磨抛光后，即得半透明防火玻璃，半透明防火玻璃的厚度为5.0mm，半透明防火玻璃的致密化度为95％。该步骤s6中，对玻璃初品进行打磨抛光只是用于对玻璃初品的表面粗糙情况进行改善，并不会影响玻璃初品的内部结构，也就是说，具有半透明效果的玻璃初品在经过研磨抛光后会变成具有半透明效果的半透明防火玻璃。
[0121]
将实施例六中步骤s2得到的碎玻璃块打磨至大小为直径为4.0mm、高度为2.0mm的圆柱形的碎玻璃块检测样本，然后分别对碎玻璃块检测样本以及步骤s3中得到的玻璃粉分别进行热分析测试(加热速度为20℃/分钟)，测试结果如图11所示；而后，取2g步骤s6得到的半透明防火玻璃并进行研磨得到半透明防火玻璃粉状检测样本，并对步骤s6得到半透明防火玻璃粉状检测样本进行xrd测试，测试结果如图12所示；而后本技术又对步骤s6制备的厚度为5.0mm的半透明防火玻璃的软化点温度进行测试，测试结果如表1所示；
[0122]
从图11中可以看出，实施例六制备的中碎玻璃块检测样本的dsc热分析曲线中并未出现析晶峰，相反，实施例六中步骤s3中得到的玻璃粉的dsc热分析曲线存在明显的析晶峰，因此，碎玻璃块检测样本与步骤s3中得到的玻璃粉在热分析过程中的析晶行为方面的差别表明本技术制备的半透明防火玻璃坯体在煅烧过程易发生粉体表面析晶，而不是整体析晶，其原因在于：与块状玻璃相比，粉状玻璃的颗粒尺寸更小，因此具有较多的成核的活化位置数，进而具有相对高的晶体含量。
[0123]
图12中的衍射峰存在弥散的“馒头”峰，而且，图12中的衍射峰也存在相对尖锐的衍射峰，这说明，实施例六制备的半透明防火玻璃是由大量的非晶态的玻璃相和少量的晶体构成的。由图12还可知，该晶体包括sio2晶体和caal2si2o8晶体，且经过xrd软件计算实施例六制备的半透明防火玻璃的结晶度为5.5％，而这些少量晶体的存在有利于光散射，进而使得实施例六制备的半透明防火玻璃获得半透明的效果。另外，经检测和计算得知，实施例六制备的半透明防火玻璃的致密化度达到了95％(从表1能够看出)，这说明实施例六制备
的半透明防火玻璃的致密化度较佳。
[0124]
此外，从表1中能够看出，实施例六制备的半透明防火玻璃的软化点温度达到了1140℃，这说明实施例六制备的半透明防火玻璃的防火性能也较佳；为了验证本技术实施例六制备的半透明防火玻璃的防火性能，本技术还按照标准gb/t 15763.1-2009进行耐火测试，测试显示：240分钟后，厚度5.0mm的半透明防火玻璃仍然保持完整。
[0125]
本技术制备的半透明防火玻璃可应用于室内装饰、建筑领域或电子设备领域。
[0126]
本技术实施例中仅公开了防火玻璃的厚度，事实上，本领域人员可根据需要对产品形状和尺寸规格进行灵活设计，其他形状和尺寸规格的半透明防火玻璃也在本专利的保护范围内。

技术特征：
1.一种半透明防火玻璃，其特征在于：以氧化物摩尔百分比计，所述半透明防火玻璃含有74.89mol％～75.29mol％sio2、12.05mol％～12.44mol％al2o3、7.51mol％～10.53mol％na2o、0～2.50mol％mgo、0mol％～3.00mol％cao、0.12mol％～0.20mol％ceo2；且na2o、mgo和cao的摩尔百分比之和不小于al2o3的摩尔百分比。2.根据权利要求1所述的半透明防火玻璃，其特征在于：sio2的含量为74.90mol％～75.15mol％。3.根据权利要求1所述的半透明防火玻璃，其特征在于：al2o3的含量为12.30mol％～12.44mol％。4.根据权利要求1所述的半透明防火玻璃，其特征在于：na2o的含量为9.00mol％～10.00mol％。5.根据权利要求1所述的半透明防火玻璃，其特征在于：mgo的含量为1.30mol％～2.00mol％。6.根据权利要求1所述的半透明防火玻璃，其特征在于：cao的含量为1.00mol％～2.00mol％。7.根据权利要求1所述的半透明防火玻璃，其特征在于：ceo2的含量为0.15mol％～0.20mol％。8.一种半透明防火玻璃的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：根据上述各氧化物摩尔百分比组成，准确称取各原料，混合均匀制成配合料，而后将配合料于1650℃～1690℃熔融并均化，得玻璃熔体；s2：将玻璃熔体通过水淬获得d90粒径为5.8mm～8.2mm的碎玻璃块；s3：将碎玻璃块进行球磨，过筛后得到尺寸为200目～300目的玻璃粉；s4：将玻璃粉烘干后，压制成型，得坯体；其中，坯体的致密化度为80％～84％，所述坯体的致密化度是指坯体的密度与碎玻璃块的密度的比值；s5：将坯体于1200℃～1250℃煅烧1小时～1.5小时后，冷却至室温，得玻璃初品；s6：将玻璃初品进行研磨抛光，即得半透明防火玻璃；其中，半透明防火玻璃的致密化度为95％～97％，所述半透明防火玻璃的致密化度是指半透明防火玻璃的密度与碎玻璃块的密度的比值。9.根据权利要求8所述的一种半透明防火玻璃的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所用的原料为石英砂、氧化铝、纯碱、氧化镁、方解石、二氧化铈。10.一种半透明防火玻璃在室内装饰、建筑领域或电子设备领域中的应用。

技术总结
本发明涉及一种半透明防火玻璃及其制备方法和应用。本发明以氧化物摩尔百分比计，所述半透明防火玻璃含有74.89mol％～75.29mol％SiO2、12.05mol％～12.44mol％Al2O3、7.51mol％～10.53mol％Na2O、0～2.50mol％MgO、0mol％～3.00mol％CaO、0.12mol％～0.20mol％CeO2；且Na2O、MgO和CaO的摩尔百分比之和不小于Al2O3的摩尔百分比。本申请制备的半透明防火玻璃，不仅具有半透明的效果，而且防火性能佳。而且防火性能佳。而且防火性能佳。


技术研发人员：赵成水 赵祥 房宏 谭启煜 齐圣卫 张学利
受保护的技术使用者：淄博市宝泉轻工制品有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/9/20