CN101050061A - 玻璃无铅颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃无铅颜料，属于玻璃颜料技术领域，由重量5～22％的无铅色剂和78～95％的无铅熔剂组成，熔剂的重量百分组成为：SiO2 20～45％、B2O3 15～35％、Na2O 1～8％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、Bi2O3 0～9％、ZnO 1～10％、TiO2 0～8％、SnO2 0～6％、Al2O3 0～10％、CaO 0～5％、BaO 0～5％、CoO 0～11.5％、ZrO2 0～12％和MgO 0～5％。首先制备熔剂，然后再制备颜料。无铅颜料无毒副作用，而且保持良好的色彩和光泽，方便装饰，装饰效果好；制备方法简单易行。

Description

玻璃无铅颜料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃无铅颜料及其制备方法，属于玻璃颜料技术领域。
背景技术
在玻璃器皿和玻璃上装饰图案和花纹所使用的颜料中含有大量的铅，玻璃颜料中加入铅等有毒成分是为了提高光泽和表现丰实的色彩，因此生产颜料的过程中发生的公害对大气污染非常严重，并且对实际生产一线的工人身体危害更大。
现有玻璃用有铅颜料在玻璃制品印刷时，口部接触的上端1.5～2cm不能印刷，因为颜料中的铅成分，在此部位有溶出现象，造成使用者直接接触和吸收铅的有害成分，影响人的身体健康，不能印刷的口部影响装饰效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃无铅颜料及其制备方法，无铅颜料无毒副作用，而且保持良好的色彩和光泽，方便装饰，装饰效果好；制备方法简单易行。
本发明所述的玻璃无铅颜料，由重量5～22％的无铅色剂和78～95％的无铅熔剂组成，熔剂的重量百分组成为：SiO2 20～45％、B2O3 15～35％、Na2O 1～8％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、Bi2O3 0～9％、ZnO 1～10％、TiO2 0～8％、SnO2 0～6％、Al2O3 0～10％、CaO 0～5％、BaO 0～5％、CoO 0～11.5％、ZrO2 0～12％和MgO 0～5％。
以该无铅熔剂为基础，作相应的调整，可满足不同的色泽呈色要求，分别为：
适合于绿色、兰绿、海兰、湖兰、钒兰、深黑、银灰、白色、铁赤、赭石、黄色、硒红、镉黄的熔剂重量百分组成为：  SiO2 20～45％、B2O3 18～35％、Na2O 1～6％、K2O 2～10％、Li2O1～3％、BaO 0～5％、ZnO 1～5％、TiO2 1～8％、MgO 0～5％、Al2O3 0～10％、CaO 0～5％和ZrO2 0～8％。
适合于无金桃红、金红玻璃颜料的熔剂的重量百分组成为：SiO2 20～35％、B2O3 15～30％、Na2O 1～8％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、Bi2O3 1～5％、ZnO 1～10％、TiO2 0～5％、SnO2 3～6％、Al2O3 0～8％、CaO 0～5％、MgO 0～5％和BaO 1～3％。
适合于钴兰颜料的熔剂重量百分组成为：SiO2 20～40％、B2O3 15～30％、Na2O 1～8％、K2O2～10％、Li2O 1～3％、ZnO 1～10％、Al2O3 1～8％、CaO 0～5％、BaO 0～5％、MgO 0～5％、CoO3～11.5％和ZrO2 2～5％。
本发明玻璃无铅颜料简单易行的制备方法，包括首先制备熔剂，然后再制备颜料，依次按照下述步骤进行：
(1)熔剂的制备：将过80～120目筛的各熔剂组分原料混合，高温熔融后，经冷水水淬后，烘干制得无铅熔剂备用；
(2)颜料的制备：将无铅熔剂和无铅色剂混合球磨后烘干粉碎制得本发明玻璃无铅颜料产品。
本发明熔剂中的组分所用原料均为工业纯化工原料或试剂纯化工原料，无铅色剂使用通常的行业无铅色剂即可，市场有售，可直接购买。
其中：
熔剂的熔融温度控制为1200～1300℃适宜。
球磨粉碎细度最好控制为粒径≤5um的颗粒料的重量含量≥90％。
本发明玻璃无铅颜料，膨胀系数为8.5±2×10-6C-1，使用方法与通常的玻璃颜料的相同，控制烤烧温度为550～620℃，保温时间5～10分钟。
经网板印刷、直接印刷或喷涂于玻璃制品表面，经550℃～620℃温度下保温5～10分钟，测其理化性能如下：
①光泽度：70～85％，利用日本株式公社村上色彩技术研究所生产的GM-26D型数字式光泽仪，按照其技术条件测得45°的光泽度。
②热膨胀系数：6.5～10.5×10-6C-1，利用西德产402E型电子膨胀仪。
③化学稳定性：铅溶出量为0.00mg/dm2，部分含镉色剂的颜料品种镉溶出量为0.1～0.5mg/dm2，经22±2℃下4％醋酸溶液中浸泡24小时，或60±2℃下0.5％NaCO3溶液中浸泡40小时后，色调、色泽均无明显变化。
本发明玻璃无铅颜料，不含铅成分，根除了铅的毒害，可直接印刷在玻璃制品的上端，装饰方便，装饰效果好，而且呈色纯正，光泽度好，与有铅用玻璃颜料的色彩和光泽几乎一致，烤烧温度范围宽，方便生产，化学稳定性好，耐酸碱浸蚀，产品质量好，又避免了环境污染，防止了作业者的职业病害，健康环保，工艺性能良好，适用于直接印刷、筛网印刷、屏幕印刷、花纸印刷、喷彩、手绘等工艺方法，可适用于玻璃杯、玻璃瓶、餐具等的制造上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述的玻璃无铅玻璃颜料实施例1-8熔剂重量百分组成及配用色剂情况见表1。
表1、实施例1-8熔剂重量百分组成(％wt)及配用色剂情况表
  实施例   1     2     3     4     5     6     7     8
  SiO2   34.5     32.2     28.4     33.5     39.5     35.0     34.0     39.3
  B2O3   24.9     28.5     29.0     25.6     28.6     20.5     28.8     28.6
  Na2O   5.0     4.8     6.8     5.2     4.5     7.0     4.9     4.5
  K2O   8.8     7.9     5.6     8.7     4.5     4.8     7.5     4.5
  Li2O   2.8     2.8     2.8     2.9     2.0     1.5     2.5     2.0
  Bi2O3   0.0     0.0     4.5     0.0     0.0     0.0     0.0     0.0
  ZnO   4.5     4.1     3.2     3.5     3.5     9.8     3.9     3.5
  TiO2   6.5     6.8     0.0     2.5     2.8     0.0     5.8     2.8
  SnO2   0.0     0.0     5.5     0.0     0.0     0.0     0.0     0.0
  Al2O3   4.5     4.6     4.8     4.5     3.6     6.5     3.8     3.6
  CaO   4.0     4.4     4.3     3.5     2.9     0.0     4.5     2.9
  BaO   0.0     0.0     1.6     0.0     0.0     2.5     1.8     0.0
  MgO   4.5     3.9     3.5     3.5     2.5     0.0     2.5     2.5
  CoO   0.0     0.0     0.0     0.0     0.0     8.9     0.0     0.0
  ZrO2   0.0     0.0     0.0     6.6     5.6     3.5     0.0     5.8
  色剂(％wt)   铬绿12％     白色8％     金红6％     铁红15％     硒红18％     钴兰10％     镨黄16％     镉黄20％
  原料细度(目)   110     100     100     120     80     90     100     100
  熔融温度(℃)   1250     1220     1250     1260     1300     1280     1230     1260
  球磨细度：粒径≤5um的颗粒料的重量含量％ 91 95 93 98 90 96 92 95
(接下页)
实施例1-8技术指标检测结果见表2。
表2、实施例1-8技术指标检测结果表
实施例 烤烧温度(℃)     耐酸耐碱(4％的醋酸溶液浸泡24小时)(0.5％的Na2CO3浸泡40小时)   铅镉溶出量(mg/dm2) 膨胀系数(×106C1) 光泽度(度)
  铅   镉
    1     600     均无明显变化   0.00   0.00     8.5     75.1
    2     600     均无明显变化   0.00   0.00     7.8     70.3
    3     600     均无明显变化   0.00   0.00     9.0     79.6
    4     600     均无明显变化   0.00   0.00     9.5     81.1
    5     600     均无明显变化   0.00   0.36     8.1     82.5
    6     600     均无明显变化   0.00   0.00     8.8     80.3
    7     600     均无明显变化   0.00   0.00     9.2     78.6
    8     600     均无明显变化   0.00   0.18     9.3     83.5

Claims (7)

1、一种玻璃无铅颜料，其特征在于由重量5～22％的无铅色剂和78～95％的无铅熔剂组成，熔剂的重量百分组成为：SiO2 20～45％、B2O3 15～35％、Na2O 1～8％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、Bi2O3 0～9％、ZnO 1～10％、TiO2 0～8％、SnO2 0～6％、Al2O3 0～10％、CaO 0～5％、BaO 0～5％、CoO 0～11.5％、ZrO2 0～12％和MgO 0～5％。
2、根据权利要求1所述的玻璃无铅颜料，其特征在于适合于绿色、兰绿、海兰、湖兰、钒兰、深黑、银灰、白色、铁赤、赭石、黄色、硒红、镉黄颜料的熔剂重量百分组成为：SiO220～45％、B2O3 18～35％、Na2O 1～6％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、BaO 0～5％、ZnO 1～5％、TiO2 1～8％、MgO 0～5％、Al2O3 0～10％、CaO 0～5％和ZrO2 0～8％。
3、根据权利要求1所述的玻璃无铅颜料，其特征在于适合于无金桃红、金红玻璃颜料的熔剂的重量百分组成为：SiO2 20～35％、B2O3 15～30％、Na2O 1～8％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、Bi2O3 1～5％、ZnO 1～10％、TiO2 0～5％、SnO2 3～6％、Al2O3 0～8％、CaO 0～5％、MgO 0～5％和BaO 1～3％。
4、根据权利要求1所述的玻璃无铅颜料，其特征在于适合于钴兰颜料的熔剂重量百分组成为：SiO2 20～40％、B2O3 15～30％、Na2O 1～8％、K2O 2～10％、Li2O 1～3％、ZnO 1～10％、Al2O3 1～8％、CaO 0～5％、BaO 0～5％、MgO 0～5％、CoO 3～11.5％和ZrO2 2～5％。
5、一种权利要求1所述的玻璃无铅颜料的制备方法，首先制备熔剂，然后再制备颜料，其特征在于依次按照下述步骤进行：
(1)熔剂的制备：将过80～120目筛的各熔剂组分原料混合，高温熔融后，经冷水水淬后，烘干制得无铅熔剂备用；
(2)颜料的制备：将无铅熔剂和无铅色剂混合球磨后烘干粉碎制得本发明玻璃无铅颜料产品。
6、根据权利要求5所述的玻璃无铅颜料的制备方法，其特征在于熔剂的熔融温度为1200～1300℃。
7、根据权利要求5或6所述的玻璃无铅颜料的制备方法，其特征在于球磨粉碎细度控制为粒径≤5um的颗粒料的重量含量≥90％。
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