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鈉鈣瓶罐中添加助熔劑或者活性成分
- 分類:技術保障
- 作者:
- 來源:
- 發布時間:2021-08-29 21:53
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【概要描述】瓶罐玻璃因其具有良好的化學穩定性而對內裝物無污染;因氣密性與耐高溫性能、一定的機械強度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的檔次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒類、飲料、醫藥等行業的產品包裝。
鈉鈣瓶罐中添加助熔劑或者活性成分
【概要描述】瓶罐玻璃因其具有良好的化學穩定性而對內裝物無污染;因氣密性與耐高溫性能、一定的機械強度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的檔次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒類、飲料、醫藥等行業的產品包裝。
- 分類:技術保障
- 作者:
- 來源:
- 發布時間:2021-08-29 21:53
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瓶罐玻璃因其具有良好的化學穩定性而對內裝物無污染;因氣密性與耐高溫性能、一定的機械強度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的檔次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒類、飲料、醫藥等行業的產品包裝。
抗壓及機械強度、化學穩定性是瓶罐玻璃的主要性能。而玻璃成分中SiO2、Al2O3、CaO、R2O的含量對這些特性有決定性作用,用量不能改變。如何降低玻璃熔化能耗、節能生產,只能從促進硅酸鹽的形成階段、降低玻璃的粘度和表面張力、加速玻璃的澄清和均勻化入手。一般增加一些微量助熔劑、活性劑原料或者微量元素。
1.1 添加微量的Li2O
Li+不屬于惰性氣體型離子、離子半徑小、電場強度大,在高溫時于結構中形成不對稱中心,并能極化氧離子,起到減輕和破壞硅氧鍵(O/Si)的作用。因此Li2O在玻璃中比K2O、Na2O更強的斷鍵作用,是一種強助熔劑。在玻璃配方中引入0.1-0.15%左右的Li2O,可以降低玻璃的熔制溫度、加速熔化、提高玻璃產量和質量。[1]
另外在堿硅玻璃中,堿金屬在玻璃中主要是促進熔化的作用。當玻璃中堿金屬氧化物的總含量不變,用一種堿金屬氧化物逐步取代另一種時,玻璃的性質不是呈直線變化,而是出現明顯的極值,從而產生“混合堿效應”。而玻璃中同時存在兩種堿金屬氧化物所帶來的“混堿效應”較單一的Na2O具有更好的助熔作用。
瓶罐玻璃因是包裝容器、使用大眾化、需求量大、產品成本低,才能滿足市場需求。碳酸鋰成本比較高,一般選用含鋰礦物,如:鋰輝石、鋰瓷石等,其中鋰瓷石相對成本最低。該礦物中含有1.3-1.8%的Li2O,同時引入的F又是一種能加速玻璃反應、降低玻璃粘度和表而張力、促進玻璃液澄清和均化、增加玻璃透熱性的玻璃加速劑。所以由鋰瓷石作為玻璃原料,不僅在玻璃配方中引入0.1-0.2%左右的Li2O還能引入0.1-0.2%左右的F,兩者綜合效應可以降低玻璃熔化溫度,起到節能、降低成本,提高經濟效益的目的。
化學成分 |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
R2O |
Fe2O3 |
F |
Li2O |
占比(%) |
69-71 |
17-18.5 |
1.1-1.4 |
5-6.5 |
≤0.08 |
1 |
1.3-1.8 |
表1 江西宜豐鋰瓷石的氧化成分組成
同時從表1可以看出,鋰瓷石的化學成分中除其中含微量鐵Fe2O3之外,其他成分都是普通鈉鈣瓶罐玻璃所需。特別是Al2O3含量達17%左右,可以替代配方中的部分長石、氫氧化鋁原料;5-6.5%的R2O隨同引入,可以節約成本較高的純堿使用量。所以鋰瓷石是普通瓶罐玻璃比較理想的原料。
1.2 添加微量的磷礦粉,引入P2O5作為活性劑
在平板玻璃中添加磷礦粉逐漸成為常例。磷礦石的主要組成是3Ca3(PO4)2、CaF。玻璃熔化反應過程中,磷礦石會和石英砂發生反應,過程如下:
3Ca3(PO4)2+SiO2+Na2CO3↔2[Na2O·2CaO·P2O5]+2CaSiO3+CO2
實驗表明在1250℃以下該反應已經完成,這樣有效的降低了玻璃的生成溫度、加速玻璃的形成。同時P2O5在玻璃中可以降低玻璃的高溫粘度及表面張力。當P2O5加入0.04%時,在1422℃時降低粘度10-30dPa•S,1322℃降低粘度60dPa•S。加入0.0133molP2O5在1300℃時可降低鈉鈣玻璃液表面張力0.012N/m。降低表面張力有助于玻璃的澄清和均化。經驗表明,在玻璃中加入0.35%P2O5,熔化能力可提高4%左右,能耗可以減低4-6%。
1.3 引入促進硅酸鹽形成的WO3
WO3可以和配合料中的SiO2、Al2O3等難熔化合物形成低溫共熔物,加速硅酸鹽形成反應時間。同時WO3又是活性物質,可以降低玻璃液的粘度和表面張力。但WO3是貴金屬,大量使用的化成本增高,作為瓶罐玻璃原料使用不現實,可以選用鎢尾礦代替WO3,經濟、劃算。鎢尾礦中WO3含量0.01%-0.11%,其余的SiO2、Al2O3、CaO、R2O、CaF等都是玻璃的成分組成所需。Fe2O3含量也不高,適合瓶罐使用。
化學成分 |
SiO2 |
Al2O3 |
CaO |
R2O |
Fe2O3 |
WO3 |
CaF |
占比(%) |
76.2-86.3 |
7.8-8.4 |
0.2-1.3 |
3-5 |
0.6-1.6 |
0.01-0.11 |
0.4-5.3 |
表2 江西鎢尾礦的氧化成分組成
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