本發明屬于玻璃制品技術領域，具體地，涉及一種高強度玻璃材料及其制備方法。
背景技術：
印刷電路板為電子產品中不可或缺的組件，現有印刷電路板的基板大多為銅箔基板，該銅箔基板的主要原料為銅箔和玻纖布，其中，玻纖布是由玻璃纖維經織布機織成，且依厚度可區分為厚布、薄布、超薄布或特殊規格的布種等，隨著電子產業的精進，各種電子產品逐漸朝輕薄短小、多功能、高速及高頻化方向發展，使得電子產品內所使用的印刷電路板必須具備更低的熱膨脹系數與更高的強度，玻璃材料需具備預定的電氣特性及確保其結構強度，才能使生產出的玻璃纖維能符合印刷電路板的需求，因此，本領域的技術人員紛紛對玻璃的成份或比例進行改良，以有效提高玻璃材料的結構強度，期能研發出一款更適合應用于印刷電路板的玻璃材料。
技術實現要素：
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種高強度玻璃材料及制備方法。
根據本發明一方面提供的一種高強度玻璃材料，所述的高強度玻璃材料由三部分組成，分別為基礎材料、強度強化材料和助熔材料，所述基礎材料、硬度強化材料的重量分別占所述玻璃材料重量的40-50％、17-24％，余量為助熔材料；
其中，所述基礎材料成分為二氧化硅，所述強度強化材料能夠增強玻璃材料的強度，包括如下重量份數的原料：納米二氧化鋯2-9份、氧化鋁18-25份、硫化鈷1-4份、納米銀1-5份；
其中，所述助熔材料能降低玻璃熔化時的粘性，包括如下重量份數的原料：氧化硼20-27份、醋酸銅2-6份。
優選地，所述納米銀為納米銀棒、納米銀線、納米銀球中的一種或幾種的混合。
優選地，所述納米二氧化鋯經過如下方法改性：向納米二氧化鋯中加入重量為其6-9倍的體積分數為80-90％的乙醇溶液，用鹽酸溶液調節ph值為4.0-5.0，將混合液加熱至60-70℃，再加入重量為納米二氧化鋯重量2-4％的硅烷偶聯劑，超聲波處理2-4h，過濾，收集濾餅并洗滌至中性，將濾餅干燥、研磨，得改性納米二氧化鋯。
優選地，所述超聲波的頻率是20-30khz。
優選地，所述洗滌用去離子水洗滌。
優選地，所述二氧化硅為非晶態二氧化硅。
優選地，所述非晶態二氧化硅的合成方法如下：對二氧化硅粉末實施球化處理，然后不經洗滌即進行燒成即得到非晶態二氧化硅。
根據本發明的另一方面，提供一種高強度玻璃材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權利要求1所述的量稱取二氧化硅、納米二氧化鋯、氧化鋁、硫化鈷、納米銀、氧化硼、醋酸銅，混合均勻；
步驟二、把混合均勻后的物料加入石英坩堝中，放在高溫爐中進行熔化，所述高溫爐熔化溫度為1050-1200℃，后逐漸升高溫度至1300-1460℃，保溫8-11h；
步驟三、保溫完成后，在700-800℃下退火2-4h，自然冷卻，即可。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
1、本發明提供的一種高強度玻璃材料，通過加入二氧化硅、納米二氧化鋯、氧化鋁、硫化鈷、納米銀、氧化硼、醋酸銅，制得質地均勻、力學強度優異的玻璃。本發明的制備方法簡單，且制備過程中克服了常規玻璃的加工溫度高的問題，節能環保，適于工業化生產。
2、本發明提供的一種高強度玻璃材料，通過調整納米二氧化鋯在玻璃材料中的比例，同時配合其他原料，提高了玻璃材料的強度。此外，由于納米二氧化鋯在玻璃材料中的體積比較其它氧化物低，故能降低玻璃材料的熱膨脹系數，使得該玻璃材料較其它玻璃產品具有更低的熱膨脹率。納米二氧化鋯是近年來發展較快的無機功能材料，通常狀況下為白色無臭無味晶體，粒徑小、比表面積大、對酸堿的穩定性好、耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、隔熱性能好等特點，是重要的耐高溫、耐腐蝕材料，本發明采用經過硅烷偶聯劑改性處理后的改性納米二氧化鋯，提高了其在玻璃材料中的分布均勻性，另一方面使得二氧化鋯分子的立方相單相結構轉變為立方相和四方相的雙相結構，因而改性納米二氧化鋯穩定性更強，進而可以顯著提高玻璃的強度。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本
發明而不用于限制本發明的范圍。
實施例1
本實施例提供的一種高強度玻璃材料，所述的高強度玻璃材料由三部分組成，分別為基礎材料、強度強化材料和助熔材料，所述基礎材料、硬度強化材料的重量分別占所述玻璃材料重量的50％、17％，余量為助熔材料；
其中，所述基礎材料成分為二氧化硅，所述強度強化材料能夠增強玻璃材料的強度，包括如下重量份數的原料：納米二氧化鋯9份、氧化鋁18份、硫化鈷4份、納米銀1份；
其中，所述助熔材料能降低玻璃熔化時的粘性，包括如下重量份數的原料：氧化硼27份、醋酸銅2份。
其中，所述納米銀為納米銀棒、納米銀線、納米銀球中的一種或幾種的混合。
其中，所述納米二氧化鋯經過如下方法改性：向納米二氧化鋯中加入重量為其9倍的體積分數為80％的乙醇溶液，用鹽酸溶液調節ph值為5.0，將混合液加熱至60℃，再加入重量為納米二氧化鋯重量4％的硅烷偶聯劑，超聲波處理2h，過濾，收集濾餅并洗滌至中性，將濾餅干燥、研磨，得改性納米二氧化鋯。
其中，所述超聲波的頻率是30khz。
其中，所述洗滌用去離子水洗滌。
其中，所述二氧化硅為非晶態二氧化硅。
其中，所述非晶態二氧化硅的合成方法如下：對二氧化硅粉末實施球化處理，然后不經洗滌即進行燒成即得到非晶態二氧化硅。
根據本發明的另一方面，提供一種高強度玻璃材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權利要求1所述的量稱取二氧化硅、納米二氧化鋯、氧化鋁、硫化鈷、納米銀、氧化硼、醋酸銅，混合均勻；
步驟二、把混合均勻后的物料加入石英坩堝中，放在高溫爐中進行熔化，所述高溫爐熔化溫度為1200℃，后逐漸升高溫度至1300℃，保溫11h；
步驟三、保溫完成后，在800℃下退火2h，自然冷卻，即可。
實施例2
本實施例提供的一種高強度玻璃材料，所述的高強度玻璃材料由三部分組成，分別為基礎材料、強度強化材料和助熔材料，所述基礎材料、硬度強化材料的重量分別占所述玻璃材料重量的40％、24％，余量為助熔材料；
其中，所述基礎材料成分為二氧化硅，所述強度強化材料能夠增強玻璃材料的強度，包括如下重量份數的原料：納米二氧化鋯2份、氧化鋁25份、硫化鈷1份、納米銀5份；
其中，所述助熔材料能降低玻璃熔化時的粘性，包括如下重量份數的原料：氧化硼20份、醋酸銅6份。
其中，所述納米銀為納米銀棒、納米銀線、納米銀球中的一種或幾種的混合。
其中，所述納米二氧化鋯經過如下方法改性：向納米二氧化鋯中加入重量為其6倍的體積分數為90％的乙醇溶液，用鹽酸溶液調節ph值為4.0，將混合液加熱至70℃，再加入重量為納米二氧化鋯重量2％的硅烷偶聯劑，超聲波處理4h，過濾，收集濾餅并洗滌至中性，將濾餅干燥、研磨，得改性納米二氧化鋯。
其中，所述超聲波的頻率是20khz。
其中，所述洗滌用去離子水洗滌。
其中，所述二氧化硅為非晶態二氧化硅。
其中，所述非晶態二氧化硅的合成方法如下：對二氧化硅粉末實施球化處理，然后不經洗滌即進行燒成即得到非晶態二氧化硅。
根據本發明的另一方面，提供一種高強度玻璃材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權利要求1所述的量稱取二氧化硅、納米二氧化鋯、氧化鋁、硫化鈷、納米銀、氧化硼、醋酸銅，混合均勻；
步驟二、把混合均勻后的物料加入石英坩堝中，放在高溫爐中進行熔化，所述高溫爐熔化溫度為1050℃，后逐漸升高溫度至1460℃，保溫8h；
步驟三、保溫完成后，在700℃下退火4h，自然冷卻，即可。
實施例3
本實施例提供的一種高強度玻璃材料，所述的高強度玻璃材料由三部分組成，分別為基礎材料、強度強化材料和助熔材料，所述基礎材料、硬度強化材料的重量分別占所述玻璃材料重量的44％、19％，余量為助熔材料；
其中，所述基礎材料成分為二氧化硅，所述強度強化材料能夠增強玻璃材料的強度，包括如下重量份數的原料：納米二氧化鋯5份、氧化鋁21份、硫化鈷3份、納米銀3份；
其中，所述助熔材料能降低玻璃熔化時的粘性，包括如下重量份數的原料：氧化硼25份、醋酸銅4份。
其中，所述納米銀為納米銀棒、納米銀線、納米銀球中的一種或幾種的混合。
其中，所述納米二氧化鋯經過如下方法改性：向納米二氧化鋯中加入重量為其7倍的體積分數為88％的乙醇溶液，用鹽酸溶液調節ph值為4.5，將混合液加熱至65℃，再加入重量為納米二氧化鋯重量3％的硅烷偶聯劑，超聲波處理3h，過濾，收集濾餅并洗滌至中性，將濾餅干燥、研磨，得改性納米二氧化鋯。
其中，所述超聲波的頻率是24khz。
其中，所述洗滌用去離子水洗滌。
其中，所述二氧化硅為非晶態二氧化硅。
其中，所述非晶態二氧化硅的合成方法如下：對二氧化硅粉末實施球化處理，然后不經洗滌即進行燒成即得到非晶態二氧化硅。
根據本發明的另一方面，提供一種高強度玻璃材料制備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟一、按照權利要求1所述的量稱取二氧化硅、納米二氧化鋯、氧化鋁、硫化鈷、納米銀、氧化硼、醋酸銅，混合均勻；
步驟二、把混合均勻后的物料加入石英坩堝中，放在高溫爐中進行熔化，所述高溫爐熔化溫度為1150℃，后逐漸升高溫度至1350℃，保溫9h；
步驟三、保溫完成后，在740℃下退火3h，自然冷卻，即可。
性能測試：
將實施例1-3得到的高強度玻璃材料磨拋至厚度為4mm玻璃樣片。同時用二氧化硅60kg、二氧化鋯10kg、氧化鈉8kg、氧化鋅1.8kg、氧化硼0.5kg的原料經過本發明的方法制備得玻璃材料并將其磨拋至厚度為4mm玻璃樣片，作為對比例。將上述玻璃樣片進行測試，具體測試結果如表1所示。
表1測試結果一覽表
由測試結果可知：本發明制備的玻璃材料具有較高的強度，值得在玻璃制品產業中推廣。
以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。