一種高強度超薄玻璃及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高強度超薄玻璃及其制備方法，該高強度超薄玻璃包括玻璃基體，玻璃基體的表面附有至少一層具有應力的鍍膜層，鍍膜層的膨脹系數與玻璃基體的膨脹系數不同。本發明采用鍍膜的方式，利用玻璃基體同鍍膜層的膨脹系數不同，使得鍍膜層在玻璃基體表面成膜時，鍍膜層相對玻璃基體出現形變，從而在玻璃基體表面形成另外的均勻分布的應力，這個應力可以再次提升玻璃強度，并且降低玻璃在受到沖擊時的形變量，為強化后玻璃的強度再次提升做出了有效的補充。
【專利說明】一種高強度超薄玻璃及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高強度超薄玻璃，可以被廣泛的應用于各個領域，尤其是指適合于顯示器表面的觸摸屏玻璃和保護玻璃。
【背景技術】
[0002]玻璃材料越來越多地應用于電子領域，其優越的表面硬度以及結構強度是玻璃材料的典型特征，電子終端的設計越來越趨向于大尺寸和薄型化，為此高強度薄玻璃被大量應用。這種玻璃最大的特點就是初始強度不夠，必須要采用離子交換化學強化法在鹽浴環境中進行離子交換增韌來增加強度。但對于厚度低于0.7mm的超薄玻璃，尤其是當厚度低于0.5mm時，單純通過離子交換來增加玻璃強度已經不能完全使得玻璃的強度達到設計和使用要求。比如:1)當玻璃的厚度低于0.7_時，即便玻璃經過離子交換增韌，其抗彎強度和抗沖擊強度仍然不能達到要求；2)厚度低于0.7mm的觸摸屏或顯示屏保護玻璃，經過離子交換增韌后，即便玻璃的抗彎強度和抗沖擊強度能夠達到足夠的強度，但在受到沖擊后，由于存在較大的形變量，沖擊力會直接轉移到顯示屏上，導致顯示屏破裂。因此，有必要對現有的超薄玻璃強化技術做出革新。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高強度超薄玻璃及其制備方法，以改善現有技術中超薄玻璃強度不高的問題。
[0004]本發明所采用的技術方案是提供一種高強度超薄玻璃，所述玻璃包括玻璃基體，所述玻璃基體的表面附有至少一層具有應力的鍍膜層，所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
[0005]本發明還提供一種高強度超薄玻璃的制備方法，包括以下步驟:在大氣環境下，在玻璃基體表面涂裝有鍍層，通過熱固化或紫外固化鍍層，降低溫度至常溫，取得表面附有鍍膜層的鍍膜玻璃；所述鍍層具有熱應力；所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
[0006]本發明還提供另外一種高強度超薄玻璃的制備方法，包括以下步驟:通過真空鍍膜的方式在玻璃基體表面附著鍍層，降低溫度至常溫，打開真空取得表面附有鍍膜層的鍍膜玻璃；所述鍍層具有熱應力；所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
[0007]本發明的有益效果在于:采用鍍膜的方式，利用玻璃基體同鍍膜層的膨脹系數不同，使得鍍膜層在玻璃基體表面成膜時，鍍膜層相對玻璃基體出現形變，從而在玻璃基體表面形成另外的均勻分布的應力，這個應力可以再次提升玻璃強度，并且降低玻璃在受到沖擊時的形變量，為強化后玻璃的強度再次提升做出了有效的補充。
【具體實施方式】
[0008]為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0009]本發明提供一種高強度超薄玻璃，所述玻璃包括玻璃基體，所述玻璃基體的表面附有至少一層具有應力的鍍膜層，所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
[0010]其中，玻璃基體可以為任意需要提高強度的玻璃，優選已進行化學離子交換強化后的玻璃，在已強化玻璃附有具有應力的鍍膜層，進一步提升玻璃強度。玻璃基體優選厚度小于等于0.7mm的玻璃，更優選為厚度小于等于0.5mm的玻璃。玻璃基體上可附有一層或多層鍍膜層，一層或多層鍍膜層的綜合膨脹系數與玻璃基體的膨脹系數不同。鍍膜層在玻璃基體表面成膜時，相對玻璃基體出現形變，在表面形成另外的均勻分布的應力，提升了玻璃的強度。
[0011 ] 進一步地，鍍膜層附于玻璃基體的沖擊面(即外表面)，具有壓應力。具有壓應力的鍍膜層在20°c條件下，一層或多層鍍膜層的綜合的線熱膨脹系數低于9X10_6/°C。
[0012]進一步地，鍍膜層附于玻璃基體的非沖擊面(即內表面)，具有張應力。具有張應力的鍍膜層在20°C條件下，一層或多層鍍膜層的綜合的線熱膨脹系數大于6X10_6/°C。
[0013]所述玻璃強度高厚度超薄，適應于現代電子終端產品設計發展的趨勢，尤其適用于需要抗彎強度和抗沖擊強度較高的觸摸屏或顯示屏保護玻璃，具有廣泛的應用。
[0014]本發明還提供一種高強度超薄玻璃的制備方法，包括以下步驟:在大氣環境下，在玻璃基體表面涂裝有鍍層，通過熱固化或紫外固化鍍層，降低溫度至常溫，取得表面附有鍍膜層的鍍膜玻璃；所述鍍層具有熱應力；所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
[0015]其中，涂裝的方式為嗔涂、淋涂、棍涂、刮涂、旋涂或提拉。
[0016]本發明還提供另外一種高強度超薄玻璃的制備方法，包括以下步驟:通過真空鍍膜的方式在玻璃基體表面附著鍍層，降低溫度至常溫，打開真空取得表面附有鍍膜層的鍍膜玻璃；所述鍍層具有熱應力；所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
[0017]以下結合具體參數進一步說明。
[0018]實施例1
[0019]取異丙醇鋁50%、氧氯化鋯30%、乙醇17%、硝酸3%經過48h，25°C恒溫85_95°C，10h熟化、使用慢提拉的方式，先在鍍膜液中浸潰3-6S，然后以8-9cm/min速度提拉鍍膜后，自然涼干15min后，在干燥箱中80-100°C干燥30min、在玻璃基體沖擊面均勻附著鍍層，通入氨氣催化20-120min，經過350_550°C，30_60min熱固化，緩慢降低溫度(以平均每分鐘
0.5°C的速度)至常溫，取得鍍膜玻璃。經測量，該鍍膜層的厚度為75nm，綜合線熱膨脹系數為 5.4X10-6/。。。
[0020]實施例2
[0021]取鈦酸丁酯60%、乙醇35%、鹽酸5%經過48h，25°C恒溫85_95°C，10h熟化、使用慢提拉的方式，先在鍍膜液中浸潰3-6s，然后以8-9cm/min速度提拉鍍膜后，自然涼干15min后，在干燥箱中80-100°C干燥30min、在玻璃基體沖擊面均勻附著鍍層，通入氨氣催化20-120min，經過350_550°C，30_60min熱固化，緩慢降低溫度(以平均每分鐘0.5°C的速度)
至常溫，取得氧化鈦鍍膜玻璃。經測量，該氧化硅鍍膜層的厚度為80nm，綜合線熱膨脹系數為 2.8X1(T6/°C。
[0022]實施例3
[0023]取正硅酸乙酯50%、乙醇49%、鹽酸1%經過48h，25 V恒溫85_95 V，10h熟化、使用慢提拉的方式，先在鍍膜液中浸潰3-6s，然后以8-9cm/min速度提拉鍍膜后，自然涼干15min后，在干燥箱中80-100°C干燥30min、在玻璃基體沖擊面均勻附著鍍層，通入氨氣催化20-120min。重復以上操作，可在基體上附著多層薄膜。再經過350_550°C，30_60min熱固化，緩慢降低溫度(以平均每分鐘0.5°C的速度)至常溫，取得多層氧化硅鍍膜玻璃。經測量，該氧化硅鍍膜層的厚度為150nm，綜合線熱膨脹系數為6.3X10_6/°C。
[0024]實施例4物理性能測試
[0025]試驗方法:通過做彎曲測試和沖擊測試對比普通超薄強化玻璃以及帶有鍍膜高強度超薄強化玻璃(實施例3中的樣本玻璃)；
[0026]玻璃基板:NEG CX-01TW溢流下拉鋁硅玻璃；
[0027]玻璃尺寸:100*60*0.7mm ;
[0028]玻璃離子交換條件:440°C，7小時；
[0029]鍍膜玻璃規格:采用實施例3中的方法，在強化后玻璃表面進行鍍膜。
[0030]玻璃表面應力和應力深度測量儀:FSM6000表面應力儀；
[0031]玻璃強度測量儀:Instron四點彎曲測量儀(上跨距:30mm,下跨距:60mm)；
[0032]沖擊測試:落球試驗架，130g不銹鋼球從20cm開始自由落體，如果玻璃不碎，升高5cm沖擊，直至玻璃破碎；
[0033]表1普通超薄強化玻璃應力及破碎高度測試
[0034]
【權利要求】
1.一種高強度超薄玻璃，其特征在于，所述玻璃包括玻璃基體，所述玻璃基體的表面附有至少一層具有應力的鍍膜層，所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
2.根據權利要求1所述的高強度超薄玻璃，其特征在于，所述玻璃基體為強化后的玻3?。
3.根據權利要求1所述的高強度超薄玻璃，其特征在于，所述玻璃的厚度小于等于0.7毫米。
4.根據權利要求1所述的高強度超薄玻璃，其特征在于，所述鍍膜層附于玻璃基體的沖擊面，且所述鍍膜層所具有的應力為壓應力。
5.根據權利要求4所述的鍍膜層，其特征在于，所述鍍膜層在20攝氏度的情況下其綜合線熱膨脹系數低于9 X 10_6/°C。
6.根據權利要求1所述的高強度超薄玻璃，其特征在于，所述鍍膜層附于玻璃基體的非沖擊面，且所述鍍膜層所具有的應力為張應力。
7.根據權利要求6所述的鍍膜層，其特征在于，所述鍍膜層在20攝氏度的情況下其綜合線熱膨脹系數大于6 X 10_6/°C。
8.一種高強度超薄玻璃的制備方法，其特征在于 ，包括以下步驟:在大氣環境下，在玻璃基體表面涂裝有鍍層，通過熱固化或紫外固化鍍層，降低溫度至常溫，取得表面附有鍍膜層的鍍膜玻璃；所述鍍層具有熱應力；所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述涂裝的方式為噴涂、淋涂、輥涂、刮涂、旋涂或提拉。
10.一種高強度超薄玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:通過真空鍍膜的方式在玻璃基體表面附著鍍層，降低溫度至常溫，打開真空取得表面附有鍍膜層的鍍膜玻璃；所述鍍層具有熱應力；所述鍍膜層的膨脹系數與所述玻璃基體的膨脹系數不同。
【文檔編號】B32B33/00GK103722816SQ201310746974
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】胡偉, 陳鵬, 盧德球, 陳芳華 申請人:深圳市東麗華科技有限公司