新型超薄一体化触摸屏钢化离子交换催化剂及使用方法[0002]目前，钢化玻璃(或称离子交换增强玻璃)是根据离子的扩散机理来改变玻璃表面组成，即玻璃表层的金属离子被熔盐中不同的金属离子所置换，使玻璃表面形成压应力层的一种处理工艺。将玻璃浸入硝酸钾熔盐后，玻璃中的钠离子和熔液中的钾离子产生离子交换，由于钾离子比钠离子直径大，钾离子替代钠离子，使玻璃表面产生挤压、膨胀，从而玻璃表面产生应力，增强玻璃抗冲击能力、耐压强度和玻璃的使用寿命。[0003]由于超薄单片一体化触摸屏厚度非常薄，通常采0.55^1.0mm厚度原材，钢化后其正反面因离子交换所产生的应力极易使触摸屏轻微扭曲，大大增加超薄单片一体化触摸屏贴合的难度和效率，成为制约超薄单片一体化触摸屏发展的行业瓶颈。
[0004]本发明的目的就是针对目前上述钢化后其正反面因离子交换所产生的应力极易使触摸屏轻微扭曲，大大增加超薄单片一体化触摸屏贴合的难度和效率，成为制约超薄单片一体化触摸屏发展的行业瓶颈之不足，而提供钢化后其正反面因离子交换所产生的应力极易使触摸屏轻微扭曲 ，大大增加超薄单片一体化触摸屏贴合的难度和效率，成为制约超薄单片一体化触摸屏发展的行业瓶颈。[0005]摸屏钢化工艺的离子交换催化剂，原料重量分配比为:KOH 1~2 Al2O3 2^4娃藻土 10~15。[0006]它还有B 2 0 3、Zr02或/和Na2O,重量分配比为: KOH 1~2Al 2 O3 2~4 硅藻土 10~15
B2O3 (Tl ZrO2 (TlNa2O (Tl。
[0007]最佳原料重量分配比为:
KOH 1.3Al 2 O3 2.4 硅藻土 12.1
B 2 O 3 0.8 ZrO 2 0.6Na 2 O 0.6。
[0008]其使用方法为:
a、将离子交换催化剂添加到硝酸钾熔盐中，其重量份配比为:
离子交换催化剂I，硝酸钾熔盐200
制成硝酸钾混合熔盐；
b、将硝酸钾混合熔盐加热到400-500°C，搅拌并静置，静置时间？
C、将玻璃浸入400-500°C硝酸钾混合熔盐中钢化，钢化时间3飞H。
[0009]本发明的优点是:本催化剂在使用后，硝酸钾熔盐中钠离子浓度从原来的4000ug/g (400°C测量)增加到7500ug/g (400°C测量)。钾、钠离子转化效率提升超过30%。改进后2.弧面触摸屏玻璃性能大大提升，而钢化时间却大幅缩短，翘曲度也相应减小，这点对于打破行业瓶颈、提升企业竞争力具有重要意义。

[0010]取KOH 1.3kg、Al2O3 2.4 kg、硅藻土 12.1 kg、
B2O3 0.8 kg、ZrO 2 0.6 kg、Na2O 0.6 kg 混匀即为本催化剂。
[0011]其使用方法为:
a、将离子交换催化剂添加到硝酸钾熔盐中，其重量份配比为:
离子交换催化剂I 硝酸钾熔盐200
制成硝酸钾混合熔盐；
b、将硝酸钾混合熔盐加热到4500°C，搅拌并静置，
C、将玻璃浸入400-500°C硝酸钾混合熔盐中钢化，钢化时间5H。
[0012]反应机理:
以活性材料氢氧化钾、三氧化二铝和澄清剂硅藻土为主的离子交换催化剂能加速K+、N+离子交换。A1203在离子交换过程中起加速作用，其原因在于A1203取代Si02后，体积增大。[A104]的分子体积为41cm /mol，而[Si04]的分子体积为27.24cm /mol，用A1203取代Si02后，分子体积增大，结构网络空隙扩大，有利于碱离子扩散；另一方面，体积增大，也有利于吸收大体积的钾离子，促进离子交换。
[0013]从离子交换的实用观点来看，能够在较短的时间内获得满足强度要求的离子交换层厚度是非常重要的，一般使用交换速度快、应力松弛小的玻璃组成，系统组成如下:
Si02 -R0-R20
Si02 -Al203 -R20
Si02 -Al203 -RO (MgO、CaO、SrO、ZnO、BaO、PbO) - R20Si02 -Al203 -B203-R0- R20Si02 -Al203 -R0-R02 (Zr02、Ti02、Ce02)-R20在②~⑤系统的成分中，Si02含量小于50%时,玻璃的化学稳定性差；含量在65%以上时，生产玻璃时原料难以熔化。一般Si02含量以60%~65%为宜。针对不同成分的玻璃，离子交换催化剂在A1203、KOH和硅藻土基础上还能还可以引入B203、Zr02、Na20等。B203与A1203并用，离子交换的强化层厚度增加，强度提高。硼硅酸盐玻璃进行离子交换后，强化层厚20~40um，表面应力达500~600 MPa,比处理前高10~20倍。Zr02与A1203并用，强化效果比较好。与含Ti02成分的玻璃离子交换后，强度明显增加，如含Ti02 25.2%的玻璃，离子交换后表面应力可达710 MPa。碱金属氧化物含量对离子交换有很大影响。Na20含量增加，交换层厚度相应增加，但Na20含量达到15%以上时，化学稳定性下降。
[0014]熔融盐浴和玻璃之间的离子交换量，可以用下式计算: