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钠钙瓶罐中添加助熔剂或者活性成分
- 分类:技术保障
- 作者:
- 来源:
- 发布时间: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学稳定性而对内装物无污染;因气密性与耐高温性能、一定的机械强度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的档次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒类、饮料、医药等行业的产品包装。
钠钙瓶罐中添加助熔剂或者活性成分
【概要描述】瓶罐玻璃因其具有良好的化学稳定性而对内装物无污染;因气密性与耐高温性能、一定的机械强度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的档次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒类、饮料、医药等行业的产品包装。
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瓶罐玻璃因其具有良好的化学稳定性而对内装物无污染;因气密性与耐高温性能、一定的机械强度而使用可靠;因透明或多彩而有利于提高商品的档次。所以瓶罐玻璃主要用于食品、酒类、饮料、医药等行业的产品包装。
抗压及机械强度、化学稳定性是瓶罐玻璃的主要性能。而玻璃成分中SiO2、Al2O3、CaO、R2O的含量对这些特性有决定性作用,用量不能改变。如何降低玻璃熔化能耗、节能生产,只能从促进硅酸盐的形成阶段、降低玻璃的粘度和表面张力、加速玻璃的澄清和均匀化入手。一般增加一些微量助熔剂、活性剂原料或者微量元素。
1.1 添加微量的Li2O
Li+不属于惰性气体型离子、离子半径小、电场强度大,在高温时于结构中形成不对称中心,并能极化氧离子,起到减轻和破坏硅氧键(O/Si)的作用。因此Li2O在玻璃中比K2O、Na2O更强的断键作用,是一种强助熔剂。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温度、加速熔化、提高玻璃产量和质量。[1]
另外在碱硅玻璃中,碱金属在玻璃中主要是促进熔化的作用。当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变,用一种碱金属氧化物逐步取代另一种时,玻璃的性质不是呈直线变化,而是出现明显的极值,从而产生“混合碱效应”。而玻璃中同时存在两种碱金属氧化物所带来的“混碱效应”较单一的Na2O具有更好的助熔作用。
瓶罐玻璃因是包装容器、使用大众化、需求量大、产品成本低,才能满足市场需求。碳酸锂成本比较高,一般选用含锂矿物,如:锂辉石、锂瓷石等,其中锂瓷石相对成本最低。该矿物中含有1.3-1.8%的Li2O,同时引入的F又是一种能加速玻璃反应、降低玻璃粘度和表而张力、促进玻璃液澄清和均化、增加玻璃透热性的玻璃加速剂。所以由锂瓷石作为玻璃原料,不仅在玻璃配方中引入0.1-0.2%左右的Li2O还能引入0.1-0.2%左右的F,两者综合效应可以降低玻璃熔化温度,起到节能、降低成本,提高经济效益的目的。
化学成分 |
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 江西宜丰锂瓷石的氧化成分组成
同时从表1可以看出,锂瓷石的化学成分中除其中含微量铁Fe2O3之外,其他成分都是普通钠钙瓶罐玻璃所需。特别是Al2O3含量达17%左右,可以替代配方中的部分长石、氢氧化铝原料;5-6.5%的R2O随同引入,可以节约成本较高的纯碱使用量。所以锂瓷石是普通瓶罐玻璃比较理想的原料。
1.2 添加微量的磷矿粉,引入P2O5作为活性剂
在平板玻璃中添加磷矿粉逐渐成为常例。磷矿石的主要组成是3Ca3(PO4)2、CaF。玻璃熔化反应过程中,磷矿石会和石英砂发生反应,过程如下:
3Ca3(PO4)2+SiO2+Na2CO3↔2[Na2O·2CaO·P2O5]+2CaSiO3+CO2
实验表明在1250℃以下该反应已经完成,这样有效的降低了玻璃的生成温度、加速玻璃的形成。同时P2O5在玻璃中可以降低玻璃的高温粘度及表面张力。当P2O5加入0.04%时,在1422℃时降低粘度10-30dPa•S,1322℃降低粘度60dPa•S。加入0.0133molP2O5在1300℃时可降低钠钙玻璃液表面张力0.012N/m。降低表面张力有助于玻璃的澄清和均化。经验表明,在玻璃中加入0.35%P2O5,熔化能力可提高4%左右,能耗可以减低4-6%。
1.3 引入促进硅酸盐形成的WO3
WO3可以和配合料中的SiO2、Al2O3等难熔化合物形成低温共熔物,加速硅酸盐形成反应时间。同时WO3又是活性物质,可以降低玻璃液的粘度和表面张力。但WO3是贵金属,大量使用的化成本增高,作为瓶罐玻璃原料使用不现实,可以选用钨尾矿代替WO3,经济、划算。钨尾矿中WO3含量0.01%-0.11%,其余的SiO2、Al2O3、CaO、R2O、CaF等都是玻璃的成分组成所需。Fe2O3含量也不高,适合瓶罐使用。
化学成分 |
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 江西钨尾矿的氧化成分组成
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