CN101279819A - 一种红色玻璃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种红色玻璃的制备方法，首先将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨过筛；最后，将过筛后的浆料均匀涂抹在洗净的玻璃表面，待浆料自然干燥后入马弗炉中，从室温升到400℃并保温30分钟；然后升温至580～600℃并保温5～30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。本发明可用于平板玻璃(包括浮法玻璃)，瓶罐玻璃，仪器玻璃的扩散着色，无须对试样进行还原性气氛处理，且烧成时间短。因此，制备工艺简单，节能环保，适用范围广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃的制备方法，特别涉及一种通过离子扩散制备红色玻璃的方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，颜色玻璃越来越受到人们的关注，红色玻璃以其鲜艳的色彩尤其受到消费者的青睐。目前红色玻璃的生产方式有两种：一种是通过高温熔融而形成的本体着色红色玻璃；一种是通过玻璃表面离子扩散而形成的红色玻璃。熔融法制备的红色玻璃包括硒镉红、金红、锑红和铜红等。熔融法制备的红色玻璃不但着色剂用量较大，而且该方法需要在较高的温度下进行熔制，同时该方法通常还需要对制品在一定的温度下进行二次显色，以达到制备颜色鲜艳的红色玻璃的目的，因此其制备工艺较为复杂。铜红扩散着色玻璃是1932年由波希米亚人研制成功的。铜红扩散着色玻璃的制备过程一般包括两步：第一步是铜离子与玻璃中的碱金属离子交换，使铜离子进入玻璃中；第二步是将交换后的制品在还原气氛中处理，使交换后的铜离子还原为金属铜，从而达到显红色的目的。因此其制备工艺较为复杂。另外，还有一种通过用着色离子熔盐进行扩散着色，常用的熔盐由氯化亚铜、氯化亚铜加硝酸银等，熔盐的加热温度为450～600℃，该方法所制备的红色玻璃同样需要在还原气氛中处理，而且，该方法在制备过程中熔盐中的铜离子的浓度将随着时间逐渐降低，使得所制备的制品颜色不一致，另外，该方法使得玻璃的两面都着成红色，而且铜盐用量较大。
王为民以糊精和甘油作填料，以FeSO4和锌粉为还原剂，加入CuCl和CuSO4使玻璃着红色，该方法仍须在强的还原气氛中才能得到红色玻璃，在氧化气氛中并不能得到着色均匀质量稳定的红色玻璃。而且加入的还原剂锌粉在混料过程中就可以发现锌已将铜还原成铜颗粒，另外，该方法只能用于浮法玻璃。汪小明用锌粉、SnCl2和FeSO4为还原剂，加入CuSO4使玻璃着红色，该方法仍须在强的还原气氛中才能得到红色玻璃，在氧化气氛中并不能得到着色均匀质量稳定的红色玻璃。而且加入的还原剂锌粉在混料过程中就可以发现锌已将铜还原成铜颗粒，另外，该方法只能用于浮法玻璃。刘书君研究了浮法玻璃铜红扩散着色问题，研究了铜盐用量、热处理温度与保温时间对玻璃色调主波长、透光率、吸收带波长的影响，文中的保温时间过长，浪费能源，而且未给出具体的配方和工艺制度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种配方组成少、工艺过程简单的红色玻璃的制备方法，按照本发明的制备方法得到的红色玻璃具有着色均匀、质量稳定、表面平滑光洁、应用范围广等特点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为10～15∶3～5∶5～8∶8～15∶1～5∶1～2∶1～2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨2～5小时后过200～300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹在洗净的玻璃表面，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3～5℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以5～10℃/min的速率升温至580～600℃并保温5～30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
本发明可用于平板玻璃(包括浮法玻璃)，瓶罐玻璃，仪器玻璃的扩散着色，无须对试样进行还原性气氛处理，且烧成时间短。因此，制备工艺简单，节能环保，适用范围广阔。所制备的红色玻璃着色均匀、质量稳定、表面平滑光洁，且工艺易于控制。而且在配料时采用分析纯的CuCl，因为+1价的铜离子与+2价相比不仅电荷小，易于在玻璃中扩散，而且也较容易在扩散后在玻璃中被还原为单质铜；另外，用SnO代替锌粉作还原剂，还解决了配料时锌粉将铜盐还原为单质铜颗粒等问题。
附图说明
图1是实施例1制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为入射光波，纵坐标为透光率；
图2是实施例2制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为入射光波，纵坐标为透光率；
图3是实施例3制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为入射光波，纵坐标为透光率；
图4是实施例4制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为入射光波，纵坐标为透光率；
图5是实施例6制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为入射光波，纵坐标为透光率；
图6是实施例6制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为入射光波，纵坐标为透光率。
具体实施方式
实施例1：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为12∶5∶6∶10∶3∶2∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨3小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以5℃/min的速率升温至580℃并保温10分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。参见图1，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例2：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为10∶5∶7∶8∶4∶2∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以8℃/min的速率升温至600℃并保温5分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。参见图2，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例3：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为14∶5∶5∶10∶1∶1∶1；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨5小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以5℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以7℃/min的速率升温至580℃并保温25分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。颜色鲜艳，参见图3，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例4：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为15∶5∶8∶15∶5∶2∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨2小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以10℃/min的速率升温至600℃并保温30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。颜色较深，参见图4，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例5：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为14∶4∶7∶14∶2∶2∶1；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以6℃/min的速率升温至600℃并保温20分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的深红色玻璃，参见图5，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例6：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为13∶3∶6∶13∶4∶1∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以4℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以7℃/min的速率升温至590℃并保温15分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。参见图6，通过应力仪观察试样中无应力存在。
用该方法制备的铜离子扩散着色玻璃不但可以用于平板玻璃，瓶罐玻璃等常用玻璃的着色，而且可广泛用于玻璃注射器印制刻度、标记和商标，代替氢氟酸蚀刻，不仅减少了生产工序，而且美观、耐用，环境污染少。因此，用该方法制备的红色玻璃具有可观的经济和社会效益，应用前景十分广阔。
Claims (7)
1、一种红色玻璃的制备方法，其特征在于：
1)首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为10～15∶3～5∶5～8∶8～15∶1～5∶1～2∶1～2；
2)其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨2～5小时后过200～300目筛；
3)最后，将过筛后的浆料均匀涂抹在洗净的玻璃表面，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3～5℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以5～10℃/min的速率升温至580～600℃并保温5～30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
2、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为12∶5∶6∶10∶3∶2∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨3小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以5℃/min的速率升温至580℃并保温10分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
3、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为10∶5∶7∶8∶4∶2∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以8℃/min的速率升温至600℃并保温5分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
4、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为14∶5∶5∶10∶1∶1∶1；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨5小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以5℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以7℃/min的速率升温至580℃并保温25分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
5、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为15∶5∶8∶15∶5∶2∶2：其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨2小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以10℃/min的速率升温至600℃并保温30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
6、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为14∶4∶7∶14∶2∶2∶1；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以6℃/min的速率升温至600℃并保温20分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
7、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为13∶3∶6∶13∶4∶1∶2；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以4℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以7℃/min的速率升温至590℃并保温15分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
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