本发明涉及玻璃表面处理技术领域，具体涉及一种高铝玻璃蒙砂粉及其使用方法。
背景技术：
玻璃具有透明度好、机械强度高、质地均匀、表面光滑等独特的优势，广泛应用于建筑、装饰、仪器、日用品、电子等行业。其中，玻璃已经在电视、电脑、手机等电子行业中实现了超大规模化的应用，形成了相关行业的产业化生产系统。但是，由于玻璃产品制作的不完善性，造成了高强度的光污染，使得电子产品对人们的视力健康造成了威胁。因此，如何消除玻璃产品的光污染问题成为了国际科学界研究的热点。目前，一般采用玻璃蒙砂的方法来增加玻璃表面的粗糙度，从而减少光污染。玻璃蒙砂是玻璃深加工的一种方法，具体指的是用玻璃蒙砂粉配成的溶液对玻璃表面进行处理。
高铝玻璃指的是al2o3含量大于12％的玻璃，具有硬度大、化学稳定性好、机械强度高、耐高压、耐高温、导热率低等优点，在电子行业具有大规模应用。然而，现有技术中的蒙砂粉主要针对普通的钠钙玻璃设计，对于高铝玻璃的蚀刻稳定性差，生产量率低，尤其是无法达到电子行业高铝玻璃对表面粗糙度的精密要求。
例如cn104724939a公开了一种挡风玻璃防眩蒙砂粉，具体组分和组成如下：氟化铵14.5％、氟化氢铵14.5％、氟化氢镁13.5％、氟化氢铝13.5％作为主要原料，草酸3.5％、醋酸钠2.5％、硅酸钠2.5％、氟硼酸铵2.5％和氟硼酸钠2％作为离子强度调节剂，al2o314％和sio214％作为黏度调节剂，十二烷基磺酸钠1％、纤维素mcc1％、六偏磷酸钠0.5％和聚丙酸钠0.5％作为表面活性剂。所述蒙砂粉中固体酸的含量较低，对于高铝玻璃的蚀刻性能较差，生产量率低，且无法达到电子行业高铝玻璃对表面粗糙度的精密要求。
cn1400184a公开了一种环保型灯泡内壳蒙砂液的制备方法，所述蒙砂粉的具体组分和组成如下：氟化氢铵30-60份，氟化物5-30份，氟硅酸盐5-30份，氟硼酸盐5-30份，瓜尔胶1-10份，有机酸1-10份，钡盐1-10份，高分子多糖化合物2-15份；将所述蒙砂粉和工业盐酸按1:0.1-2进行混合反应，然后将得到的蒙砂液用于蒙砂操作。所述蒙砂粉中固体酸的含量较低，使得使用前需要用工业盐酸进行熟化，既具有腐蚀性、安全性和环保性等问题，又无法适用于高铝玻璃，且无法达到电子行业高铝玻璃对表面粗糙度的精密要求。
针对高铝玻璃的特点，有的研究员通过直接添加氢氟酸来提高蒙砂液的酸度，增强蚀刻性能，例如cn110563341a公开了一种高铝玻璃蒙砂液，包括按重量份计的以下组分：氟化氢铵30-45份、柠檬酸5-15份、硫酸钡2-5份、淀粉4-10份、膨润土2-6份、三氯化铁10-20份、氟化钾5-15份、硝酸钾6-13份、氢氟酸2-6份和水10-30份。所述蒙砂液通过氢氟酸和柠檬酸的同时添加，虽然可以对高铝玻璃进行有效蚀刻，但是具有蚀刻速率过快，不易控制的问题，而且具有腐蚀性、安全性和环保性等问题。
综上所述，亟需开发一种针对高铝玻璃的行之有效的蒙砂粉及其使用方法。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高铝玻璃蒙砂粉及其使用方法，所述蒙砂粉通过采用氨基磺酸作为酸度调节剂，并进一步优化限定其质量百分含量，使得加水熟化后的蒙砂液具有酸度适宜、体系均一稳定的优点，可以实现高铝玻璃的有效蒙砂和控制作用，具有广泛的适用性。
为达此目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种高铝玻璃蒙砂粉，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
在本发明所述高铝蒙砂粉中，氟化铵和氟化氢钾作为氟离子侵蚀剂，起到提供水溶性氟离子的作用；氨基磺酸作为酸度调节剂，可以提供氢离子，起到酸度调节的作用，并能和氟离子生成氢氟酸用于高铝玻璃的蚀刻反应；沉淀硫酸钡作为填充剂，淀粉作为分散剂，羧甲基纤维素作为增稠剂，三者配合使用，可以保证加水熟化得到的蒙砂液具有适宜的粘度和流动性，并且整个体系均一稳定；氟化镁、氟硅酸钠和氟铝酸钾作为颗粒上砂剂，在蚀刻反应之后附着在高铝玻璃表面，进而通过化学反应在蚀刻后的表面形成“砂层”，从而完成蒙砂操作。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉采用氨基磺酸作为酸度调节剂，一方面通过氨基磺酸良好的水溶性，有助于蒙砂粉加水使用过程中达到适宜酸度，从而对高铝玻璃进行有效蚀刻；另一方面，相比于传统无机强酸，作为固体有机酸的氨基磺酸能够缓慢地释放氢离子，从而使得蚀刻反应比较温和，防止局部反应过强而造成蚀刻不均匀的问题。
此外，本发明所述高铝玻璃蒙砂粉将氨基磺酸的质量百分含量限定在15-25％，可以保证加水熟化后的蒙砂液具有酸度适宜、体系均一稳定的优点，能够将高铝玻璃表面粗糙度ra控制在0.1-2.0μm之间，具有广泛的适用性。如果氨基磺酸的质量百分含量过高，则会造成体系中的颗粒上砂剂无法有效附着在高铝玻璃表面，进而无法完成形成“砂层”的化学反应；如果氨基磺酸的质量百分含量过低，在加水熟化得到的蒙砂液中，会造成氟离子侵蚀剂过量，进而导致氟离子侵蚀剂结晶析出，使得体系粘度增大甚至变成膏状，在高铝玻璃表面造成漏蒙的问题。
本发明所述高铝玻璃指的是al2o3含量大于12％的玻璃。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉中，所述氟化铵的质量百分含量为30-35％，例如30％、31％、32％、33％、34％或35％等，所述氟化氢钾的质量百分含量为15-20％，例如15％、16％、17％、18％、19％或20％等，所述氨基磺酸的质量百分含量为15-25％，例如15％、16％、18％、20％、21％、23％或25％等，所述沉淀硫酸钡的质量百分含量为8-10％，例如8％、8.2％、8.5％、8.8％、9％、9.3％、9.5％、9.7％、9.9％或10％等，所述氟化镁的质量百分含量为5-8％，例如5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等，所述氟硅酸钠的质量百分含量为5-8％，例如5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等，所述氟铝酸钾的质量百分含量为8-10％，例如8％、8.3％、8.5％、8.8％、9％、9.2％、9.5％、9.8％或10％等，所述淀粉的质量百分含量为2-3％，例如2％、2.2％、2.4％、2.5％、2.6％、2.8％或3％等，所述羧甲基纤维素的质量百分含量为0.1-0.5％，例如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％等，以上数值范围并不仅限于所列举的数值，所述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述沉淀硫酸钡一般采用如下方法制得：由硫化钡溶液与除去钙、镁后的芒硝溶液混合，于80℃进行反应，生成沉淀，经抽滤、水洗和酸洗后，调节ph值至5～6，再过滤、干燥、粉碎，制得沉淀硫酸钡。沉淀硫酸钡的外观是白色无定形粉末，相对密度为4.50(15℃)，熔点为1580℃，由于具有较高的折射率(1.63～1.65)，表现出颜色较白并有一定的遮盖力，几乎不溶于水、乙醇和酸，是一种化学性质稳定的填充剂。
作为本发明优选的技术方案，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
作为本发明优选的技术方案，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述高铝玻璃蒙砂粉的使用方法，所述使用方法包括如下步骤：
(1)将高铝玻璃蒙砂粉和水混合后进行熟化，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的高铝玻璃工件进行蒙砂。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉的使用方法采用水即可进行熟化，不仅可以满足高铝玻璃蒙砂的蚀刻要求，还避免使用了传统无机强酸，防止了无机强酸因挥发性和腐蚀性造成的安全问题，而且用水熟化对工人身体的伤害性较低，同时降低了对环境的不良影响。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂粉和水的质量比例为1:0.2-0.5，例如1:0.2、1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45或1:0.5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉的使用方法通过调节高铝玻璃蒙砂粉和水的质量比例，可以针对待蒙砂的高铝玻璃的具体组成微调蒙砂液的酸度，从而实现对表面粗糙度ra的控制，提高良品率。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述熟化的温度为40-60℃，例如40℃、43℃、45℃、47℃、50℃、52℃、55℃、58℃或60℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述熟化的时间为24-48h，例如24h、26h、28h、30h、32h、34h、36h、38h、40h、42h、44h、46h或48h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉的使用方法通过控制加水熟化的温度和时间，一方面可以保证熟化反应快速、充分地进行，另一方面有助于蒙砂液均一稳定体系的生成。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述蒙砂方式为淋砂。
正如本领域技术人员所熟知的那样，对玻璃制品蒙砂的方法有浸泡和淋砂两种。用浸泡的方法对玻璃制品进行蒙砂，需要将蒙砂粉置于蒙砂箱中，然后加入一定比例的酸或水配制成蒙砂液，再将待蒙砂的玻璃制品浸泡在蒙砂液中达到蒙砂目的。而当采用淋砂方式进行蒙砂时，需要准备蒙砂箱、耐酸泵、放置待蒙砂玻璃制品的玻璃托台，然后通过耐酸泵将蒙砂箱中的蒙砂液垂直淋在待蒙砂玻璃制品上，进而达到单面蒙砂的目的。
本发明蒙砂方式采用淋砂，一方面，浸泡的蒙砂方式会造成高铝玻璃表面上的液位深度不均一，从而造成表面受力不均的问题，进而导致高铝玻璃表面产生细微的条纹及异色，无法满足电子行业对高铝玻璃外观均匀无瑕疵的质量要求；另一方面，淋砂的方式由于管口高度一致，保证了高铝玻璃表面在压力上的均一稳定，有效地避免了条纹及异色的问题，从而满足电子行业严苛的质量要求。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述蒙砂的温度为30±2℃。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述蒙砂的时间为60-300s，例如60s、80s、100s、120s、150s、180s、200s、210s、240s、250s、280s或300s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉的使用方法通过控制蒙砂过程的温度和时间，一方面可以有效防止温度过低造成氟离子侵蚀剂结晶析出，保证了淋砂过程中耐酸泵不会被堵塞；另一方面可以控制蚀刻程度，达到高铝玻璃表面粗糙度ra的质量要求。
作为本发明优选的技术方案，所述使用方法包括如下步骤：
(1)将高铝玻璃蒙砂粉和水按照质量比例为1:0.2-0.5进行混合，然后在40-60℃下熟化24-48h，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)采用淋砂的方式，将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的高铝玻璃工件进行蒙砂，其中控制蒙砂的温度为30±2℃，蒙砂的时间为60-300s。
本发明所述高铝玻璃蒙砂粉适用范围广泛，可以适用于康宁gg3型高铝玻璃、康宁gg5型高铝玻璃、康宁gg6型高铝玻璃、康宁gg7型高铝玻璃、旭硝子agc型高铝玻璃、南玻高铝玻璃等多种厂家多种型号的高铝玻璃产品。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所述高铝玻璃蒙砂粉通过采用氨基磺酸作为酸度调节剂，并进一步优化限定其质量百分含量，不仅避免了传统无机强酸熟化造成的腐蚀性、安全性和环保性等问题，还使得加水熟化后的蒙砂液具有酸度适宜、体系均一稳定的优点，以将高铝玻璃表面粗糙度ra控制在0.1-2.0μm之间；
(2)本发明所述高铝玻璃蒙砂粉成分简单易得，成本低，适用范围广泛；
(3)本发明所述高铝玻璃蒙砂粉的使用方法用水进行熟化，对工人身体的伤害性较低，同时降低了对环境的不良影响。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
采用所述高铝玻璃蒙砂粉用于康宁gg5型高铝玻璃工件的蒙砂操作，具体使用方法包括如下步骤：
(1)将所述高铝玻璃蒙砂粉和水按照质量比例为1:0.2进行混合，然后在40℃下熟化48h，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)采用淋砂的方式，将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的康宁gg5型高铝玻璃工件进行蒙砂，其中控制蒙砂的温度为30±2℃，蒙砂的时间为60s。
本实施例所得康宁gg5型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为0.1μm。
实施例2
本实施例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
采用所述高铝玻璃蒙砂粉用于旭硝子agc型高铝玻璃工件的蒙砂操作，具体使用方法包括如下步骤：
(1)将所述高铝玻璃蒙砂粉和水按照质量比例为1:0.5进行混合，然后在60℃下熟化24h，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)采用淋砂的方式，将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的旭硝子agc型高铝玻璃工件进行蒙砂，其中控制蒙砂的温度为30±2℃，蒙砂的时间为300s。
本实施例所得旭硝子agc型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为0.3μm。
实施例3
本实施例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
采用所述高铝玻璃蒙砂粉用于康宁gg6型高铝玻璃工件的蒙砂操作，具体使用方法包括如下步骤：
(1)将所述高铝玻璃蒙砂粉和水按照质量比例为1:0.2进行混合，然后在40℃下熟化48h，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)采用淋砂的方式，将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的康宁gg6型高铝玻璃工件进行蒙砂，其中控制蒙砂的温度为30±2℃，蒙砂的时间为60s。
本实施例所得康宁gg6型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为0.5μm。
实施例4
本实施例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
采用所述高铝玻璃蒙砂粉用于康宁gg7型高铝玻璃工件的蒙砂操作，具体使用方法包括如下步骤：
(1)将所述高铝玻璃蒙砂粉和水按照质量比例为1:0.5进行混合，然后在60℃下熟化24h，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)采用淋砂的方式，将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的康宁gg7型高铝玻璃工件进行蒙砂，其中控制蒙砂的温度为30±2℃，蒙砂的时间为300s。
本实施例所得康宁gg7型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为1.2μm。
实施例5
本实施例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉，所述高铝玻璃蒙砂粉按照质量百分含量包括以下组分：
采用所述高铝玻璃蒙砂粉用于康宁gg3型高铝玻璃工件的蒙砂操作，具体使用方法包括如下步骤：
(1)将所述高铝玻璃蒙砂粉和水按照质量比例为1:0.3进行混合，然后在50℃下熟化36h，得到高铝玻璃蒙砂液；
(2)采用淋砂的方式，将步骤(1)所述高铝玻璃蒙砂液对待蒙砂的康宁gg3型高铝玻璃工件进行蒙砂，其中控制蒙砂的温度为30±2℃，蒙砂的时间为100s。
本实施例所得康宁gg3型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为2.0μm。
对比例1
本对比例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉及其使用方法，除了将氟离子侵蚀剂和固体有机酸的组成替换如下(氟离子侵蚀剂的含量高于保护范围，固体有机酸的含量低于保护范围)，其他条件和实施例1完全相同。
本对比例所得康宁gg5型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为0.04μm。
对比例2
本对比例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉及其使用方法，除了将氟离子侵蚀剂和固体有机酸的组成替换如下(氟离子侵蚀剂的含量低于保护范围，固体有机酸的含量高于保护范围)，其他条件和实施例1完全相同。
本对比例所得康宁gg5型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为2.5μm。
对比例3
本对比例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉及其使用方法，除了将氨基磺酸替换为草酸，其他条件和实施例1完全相同。
本对比例所得康宁gg5型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为0.03μm。
对比例4
本对比例提供了一种高铝玻璃蒙砂粉及其使用方法，除了将氨基磺酸替换为酒石酸，其他条件和实施例1完全相同。
本对比例所得康宁gg5型高铝玻璃工件的玻璃表面粗糙度ra为0.05μm。
实施例1-5所述高铝玻璃蒙砂粉通过采用氨基磺酸作为酸度调节剂，并进一步优化限定其质量百分含量，加水熟化后的蒙砂液具有酸度适宜、体系均一稳定的优点，可以将高铝玻璃表面粗糙度ra控制在0.1-2.0μm之间，实现高铝玻璃的有效蒙砂和控制作用，尤其适用于电子行业；其中，相比于实施例4和5，实施例1-3所述高铝玻璃蒙砂粉的配比对应优选范围，可以进一步将高铝玻璃表面粗糙度ra控制在0.1-0.5μm之间；
相比之下，对比例1由于氟离子侵蚀剂的含量高于保护范围，固体有机酸的含量低于保护范围，导致加水熟化后的蒙砂液酸度较低且体系粘度较大，对于高铝玻璃的蚀刻性能较差，导致玻璃表面粗糙度ra仅为0.04μm；对比例2由于氟离子侵蚀剂的含量低于保护范围，固体有机酸的含量高于保护范围，导致加水熟化后的蒙砂液酸度较强且粘度较高，对于高铝玻璃的蚀刻性过于剧烈，导致玻璃表面均匀度较差，粗糙度ra高达2.5μm；而对比例3和4由于采用等量的草酸和酒石酸替代氨基磺酸，导致加水熟化后的蒙砂液酸度较低，对于高铝玻璃的蚀刻性能较差，无法将高铝玻璃表面粗糙度ra控制在0.1-2.0μm之间。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。