一種適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑的制作方法

本發(fā)明屬于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)過程中熔制技術(shù)領(lǐng)域，更具體是涉及一種適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑。

背景技術(shù)：

在瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)過程中，由于硅砂、長石、純堿和硝酸鹽等原料在高溫分解、熔化過程中會(huì)釋放co2、no/no2、h2o等氣體大量氣體，在玻璃液中形成大量氣泡，氣泡層幾乎覆蓋了瓶罐器皿玻璃窯爐中非配料覆蓋區(qū)，其泡層厚度為10mm～100mm，同時(shí)，又因?yàn)槠抗奁髅蟛Ａǔв蓄伾?，如啤酒為綠色或棕色、口服液用藍(lán)色玻璃瓶等，著色劑的使用導(dǎo)致玻璃液在深度方向的溫度梯度變大，玻璃液深度方向氣泡上升效率較低，玻璃液中殘存的氣泡較多，嚴(yán)重影響瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品合格率。

通常，為減少玻璃液中的氣泡，可以通過在玻璃原料中添加一定比例澄清劑而增加氣泡半徑，其原理為：澄清劑在高溫下分解產(chǎn)生如no/no2、o2等氣體，該氣體與上述玻璃原料分解產(chǎn)生的氣體結(jié)合，從而使氣泡半徑增大，以便于上浮至玻璃液的液面上；也可以通過提高玻璃液溫度、降低玻璃液粘度的方式(如通過加熱)來促進(jìn)玻璃液中氣泡排出，以此同時(shí)，玻璃液溫度的升高也降低了玻璃液的表面張力，促進(jìn)漂浮在玻璃液表面的泡沫層的破裂。

但是，澄清劑的使用雖然可以促進(jìn)大量氣泡泡徑增加上浮到玻璃液表面，但是由于玻璃液本身的表面張力沒有變化，所以除少數(shù)直徑特別大的氣泡上浮到玻璃液表面后會(huì)破裂，大部分氣泡上浮到玻璃液表面后會(huì)聚集在一起，層疊堆積成泡沫層，泡沫層的存在一方面阻止玻璃液中氣泡上浮的效率，另一方面會(huì)在玻璃液與窯爐上部燃燒加熱火焰之間形成一層反射、隔熱層，影響玻璃液對(duì)熱量的吸收。而通過不斷對(duì)玻璃液加熱來促進(jìn)氣泡排出和破裂，一方面由于泡沫層存在會(huì)影響加熱效率，另一方面，除玻璃液表面張力外，受制于氣泡的泡徑大小、泡壁厚薄的差異，要想保證玻璃液表面所有氣泡的破裂，玻璃液溫度要加熱到很高，勢必要消耗大量的能源，同時(shí)長時(shí)間的超高溫也會(huì)影響瓶罐器皿玻璃窯爐的整體壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑，減薄氣泡壁并促進(jìn)氣泡破裂，不需要提高瓶罐器皿窯爐的最高溫度，提高玻璃液的排泡效率，減少瓶罐器皿玻璃氣泡缺陷的影響。

本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：

一種適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑，包括主體成分和溶劑成分，所述主體成分包括破泡劑含鈦化合物。

按上述方案，所述主體成分還包括泡壁減薄劑硝酸鈉和/或硝酸鉀。

按上述方案，所述主體成分還包括溶劑燃燒效率優(yōu)化劑戊二鐵。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述主體成分由破泡劑含鈦化合物、泡壁減薄劑硝酸鈉和/或硝酸鉀、溶劑燃燒效率優(yōu)化劑戊二鐵組成。

更進(jìn)一步地，所述復(fù)合消泡劑的主體成分中滿足破泡劑的質(zhì)量百分比不低于90％，優(yōu)選不低于93％。

更進(jìn)一步地，所述復(fù)合消泡劑的主體成分中滿足泡壁減薄劑的質(zhì)量百分比不高于7％，優(yōu)選不高于5％。

更進(jìn)一步地，所述復(fù)合消泡劑的主體成分中滿足溶劑燃燒效率優(yōu)化劑的質(zhì)量百分比不高于3％，優(yōu)選不高于2％。

按上述方案，所述溶劑成分的閃點(diǎn)≥38℃，其主體成分溶于溶劑成分或以固體顆粒狀態(tài)懸浮于溶劑成分之中。優(yōu)選地，所述溶劑成分為柴油、航空煤油、重油等油類中的一種或幾種按任意比例混合物。

按上述方案，所述的破泡劑含鈦化合物主要為鈦酸四丁脂(c16h36o4ti)、二氧化鈦等中的一種或幾種按任意比例的混合物，其主要作用能減小氣泡壁局部表面張力，加速破泡。

按上述方案，所述的泡壁減薄劑主要為硝酸鈉和/或硝酸鉀等，其主要能使氣泡壁上產(chǎn)生新的小氣泡以達(dá)到減薄氣泡壁，使氣泡變的容易破滅。由于瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品中最終的k2o含量較低，所以泡壁減薄劑中以硝酸鈉的含量為主，所占質(zhì)量比不小于90％。

按上述方案，所述的溶劑燃燒效率優(yōu)化劑主要為二茂鐵(fe(c5h5)2)，其主要作用提高溶劑成分的燃燒效率，同時(shí)也可以優(yōu)化消泡劑主體成分與溶劑成分的使用安全性，并保對(duì)瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品的色度偏差干擾小于2％。

按上述方案，所述復(fù)合消泡劑的主體成分中的粉體原料，其粒徑必須滿足100目篩全通過，優(yōu)選140目篩全通過。

按上述方案，所述復(fù)合消泡劑主體成分和溶劑成分的質(zhì)量比為1:2-23，優(yōu)選為1:9-18。

本發(fā)明所述復(fù)合消泡劑主要適用的瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品，其代表性組分及其質(zhì)量百分含量：sio265-76wt％，al2o31.5-6wt％，cao+mgo+bao3-14wt％，na2o+k2o+li2o7-16wt％，cr2o30-0.5wt％，nio0-0.2wt％，cuo0-0.5wt％，co3o40-0.1wt％，mno0-6wt％，tio20-5wt％，fe2o30-2wt％。

本發(fā)明所述復(fù)合消泡劑用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)時(shí)，其日使用量不高于玻璃日熔化量的0.10wt％，使用溫度區(qū)不低于1250℃。

本發(fā)明的主要技術(shù)構(gòu)思：本發(fā)明主要針對(duì)瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品顏色品種多樣，投入的著色劑差異明顯，因著色劑的加入對(duì)玻璃液吸熱性能影響明顯，導(dǎo)致玻璃液深度方向溫度梯度大，氣泡缺陷比較難控制，開發(fā)一種適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑，能高效消除熔化過程中漂浮在窯爐玻璃液表面的氣泡層，同時(shí)也可加速窯爐內(nèi)玻璃液深度方向氣泡排出，并且又不會(huì)對(duì)瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品性能產(chǎn)生任何不好影響。

在瓶罐器皿玻璃窯爐內(nèi)高達(dá)1500℃以上的高溫狀態(tài)下，鈦酸四丁脂(c16h36o4ti)發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)后形成高溫tio2超細(xì)微粒(如破泡劑直接使用二氧化鈦tio2則直接隨溶劑噴入，直接得到tio2超細(xì)微粒)飄落在窯內(nèi)氣泡層的泡壁上，由于tio2中ti-o鍵的極性較大，表面吸附的窯內(nèi)高溫空間氣態(tài)水并使其極化發(fā)生解離，即h-oh解離出羥基-oh，解離出的羥基-oh進(jìn)入形成氣泡壁的玻璃液中，降低該區(qū)的粘度和表面張力，這種相應(yīng)達(dá)到一定程度時(shí)，氣泡就發(fā)生破裂；

同時(shí)，在瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)過程中，泡壁減薄劑硝酸鈉、硝酸鉀被噴入到玻璃液氣泡層，在高溫條件下，在氣泡壁上發(fā)生分解反應(yīng)，nano3分解為na2o、no/no2、o2，kno3分解為k2o、no/no2、o2，細(xì)小微量的k2o和na2o進(jìn)入到玻璃液中，并對(duì)玻璃產(chǎn)品性能沒有任何影響，而o2、no/no2在玻璃液氣泡壁上產(chǎn)生許多新的小氣泡以達(dá)到減薄氣泡壁的作用，使同條件下氣泡壁變的容易破裂；但是，由于瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品中最終的k2o含量較低，所以泡壁減薄劑中以硝酸鈉的含量為主，所占質(zhì)量比不小于90％；

另外，因本發(fā)明的復(fù)合消泡劑中的溶劑為常規(guī)燃料成分，因戊二鐵能提高燃料燃燒效率，減少燃燒后煙氣量，所以在消泡劑中引入一定量的戊二鐵，但同時(shí)考慮到戊二鐵最終以氧化鐵或氧化亞鐵的形式進(jìn)入玻璃液中，對(duì)瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品的色度會(huì)有干擾，雖然瓶罐器皿玻璃本身帶有一定顏色，但是其顏色的色度指標(biāo)是有比較嚴(yán)格的要求，色度偏差干擾小于2％，鑒于的氧化鐵或氧化亞鐵的引入會(huì)明顯影響產(chǎn)品的使用功能，所以則要嚴(yán)格控制戊二鐵的引入量；

通過上述原理，本發(fā)明開發(fā)出了適合瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)用的復(fù)合消泡劑，達(dá)到不需要提高瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)窯爐的最高溫度，而能夠加速窯爐不同溫度區(qū)域內(nèi)玻璃液表面氣泡層的破裂，基本消除了泡沫層，顯著提高了瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)合格率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

第一，本發(fā)明開發(fā)了一種能夠在瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)過程中能夠促進(jìn)玻璃液表面氣泡層破裂的復(fù)合消泡劑，通過在漂浮的玻璃液氣泡壁上產(chǎn)生新的小氣泡以達(dá)到減薄氣泡壁的作用，同時(shí)通過減小氣泡壁局部粘度和表面張力，促進(jìn)氣泡破裂，以達(dá)到不需要提高瓶罐器皿窯爐的最高溫度，而能夠加速窯爐不同溫度區(qū)域內(nèi)玻璃液表面氣泡層的破裂，以此提高玻璃液的排泡效率，減少瓶罐器皿玻璃氣泡缺陷的影響。

第二，本發(fā)明所述復(fù)合消泡劑引入的化學(xué)組成不會(huì)在瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品理化性能產(chǎn)生任何不好影響，且窯爐加熱方式(如純電助熔加熱、電助熔與純氧復(fù)合加熱、純氧加熱、空氣助熔加熱、富氧助燃加熱)對(duì)生產(chǎn)瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品影響很小。

附圖說明

圖1為瓶罐器皿玻璃的熔樣裝置示意圖，其中，1-熔樣爐，2-鉑金碗，3-玻璃熔樣，4-熔樣碗支撐臺(tái)，5-復(fù)合消泡劑噴入管，6-電加熱棒；

圖2為玻璃熔樣氣泡較差的參考標(biāo)準(zhǔn)樣品；

圖3為玻璃熔樣氣泡中等的參考標(biāo)準(zhǔn)樣品；

圖4為玻璃熔樣氣泡較好的參考標(biāo)準(zhǔn)樣品。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

下述實(shí)施例中，所用的瓶罐器皿玻璃化學(xué)組成為性組分：sio270.5wt％，al2o32.5wt％，cao10.5wt％，na2o15wt％，k2o0.5wt％，fe2o30.5wt％，cr2o30.2wt％，cuo0.1wt％，co3o40.05wt％。因混合重油等需要對(duì)其加溫以降低其粘度、增加流動(dòng)性，同時(shí)需要對(duì)管路進(jìn)行處理，所以實(shí)施例中使用的溶劑成分以航空煤油為代表性示例。

實(shí)施例1-22

一種適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑，均包括主體成分和溶劑成分，各具體組成以及消泡效果、熔樣的溫度工藝制度中的起始溫度和目標(biāo)溫度點(diǎn)如表1所示。

為確認(rèn)本發(fā)明所述復(fù)合消泡劑對(duì)瓶罐器皿玻璃消泡效果的影響，針對(duì)同一配方下的不同瓶罐器皿玻璃熔樣，在同樣的條件將各實(shí)施例的復(fù)合發(fā)泡劑微量緩慢持續(xù)的注入到專用熔樣爐中，經(jīng)過相同的冷卻工藝，降溫到室溫，觀察熔樣最后的氣泡殘余量。具體過程如下：

(1)瓶罐器皿玻璃的原料種類及用量為：石英砂247.6克，鋰長石64.4克，石灰石79.2克，純堿98.8克，鉻礦粉2.24克，硝酸鈉7.5克；氧化銅粉1.12克，氧化鈷粉0.56；復(fù)合消泡劑使用量為500毫克(采用原料重量的0.10wt％)；

(2)熔樣的溫度工藝制度為：第一步，將原料樣品以100℃/小時(shí)升溫速度加溫到起始溫度點(diǎn)1250℃；第二步，到1250℃后，將250毫克復(fù)合消泡劑用空氣霧化后連續(xù)通入；第三步，繼續(xù)以100℃/小時(shí)升溫速度加溫到目標(biāo)溫度點(diǎn)，將200毫克復(fù)合消泡劑用空氣霧化后連續(xù)通入，并保持半小時(shí)；第四步，以100℃/小時(shí)降溫速度降溫到1250℃，降溫開始將剩余50毫克消泡液用空氣霧化后連續(xù)通入；第五步，到達(dá)1250℃后，繼續(xù)快速降溫至常溫，降溫速度以不損壞設(shè)備情況下的最快速度；第六步，冷卻到常溫后，取出樣品，觀察樣品中氣泡狀況，并與圖2-4所述參考標(biāo)準(zhǔn)樣品比較，確定消泡效果。

表1

由上述實(shí)施例以及表1數(shù)據(jù)可知：

首先，使用本發(fā)明所述的復(fù)合消泡劑，對(duì)于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)，能取得較好的消泡效果。

而且，本發(fā)明所述適用于瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)的復(fù)合消泡劑，對(duì)主體成分而言，破泡劑的所占比例越大，消泡效果越較好，如上面數(shù)據(jù)所示，破泡劑鈦酸正丁酯和氧化鈦所占主體成分比例由100％降低到93％時(shí)，消泡效果的整體趨勢是相對(duì)變差的；在破泡劑鈦酸正丁酯和氧化鈦所占主體成分比例大于96％的條件下，復(fù)合消泡劑中主體成分與溶劑成分質(zhì)量比對(duì)消泡效果影響不明顯；當(dāng)破泡劑鈦酸正丁酯和氧化鈦所占主體成分比例低于96％時(shí)，主體成分與溶劑成分質(zhì)量比越大，消泡效果相對(duì)越好。尤其是，主體成分與溶劑成分質(zhì)量比為1：5時(shí)，即使破泡劑降低到93％，也能得到中等程度的脫泡效果，而中等程度的消泡效果，對(duì)于實(shí)際大規(guī)模的生產(chǎn)，也是可以接受的。

另外，復(fù)合消泡劑中泡壁減薄劑硝酸鈉和硝酸鉀在主體成分中的質(zhì)量比不高于3％時(shí)，能充分優(yōu)化消泡效果；繼續(xù)增加其在主體成分中的質(zhì)量比，會(huì)降低破泡劑在主體成分中的質(zhì)量比，所以消泡效果成降低趨勢。而復(fù)合消泡劑中促進(jìn)溶劑燃燒效率的戊二鐵，對(duì)消泡效果沒有明顯的促進(jìn)作用，其質(zhì)量比的增加，會(huì)導(dǎo)致破泡劑和泡壁減薄劑在消泡劑主體成分中質(zhì)量比的降低，影響消泡效果；在實(shí)際瓶罐器皿玻璃生產(chǎn)中，考慮到復(fù)合消泡劑中的溶劑成分使用量較大，燃燒效率也是影響消泡效果的一個(gè)因素，但同時(shí)考慮到鐵元素的引入對(duì)瓶罐器皿玻璃產(chǎn)品色度干擾明顯，雖然瓶罐器皿玻璃本身帶有一定顏色，但是其顏色的色度指標(biāo)是有比較嚴(yán)格的要求，色度偏差干擾小于2％，所以則要嚴(yán)格控制戊二鐵的引入量。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。