CN101723590A - 结晶型着色低熔点封接玻璃粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低熔点封接玻璃粉及其制备方法。一种结晶型着色低熔点封接玻璃粉，包括按如下重量百分比组成的组份：PbO68％-80％、ZnO5％-15％、B₂O₃6％-12％、MnO₂0.05％-1％，SiO₂0％-5％，BaO0％-5％，Al₂O₃0％-3％，ZrO₂0％-2％；其中ZnO+B₂O₃为15％-25％，SiO₂+Al₂O₃为2％-6％，ZrO₂+MnO₂为0.1％-2％。本发明的优点是：1)采用MnO₂着色剂将淡黄色低熔点玻璃粉着成灰黑色，着色后的玻璃粉，加热到440℃烧成后显色效果达到N3-N5。2)MnO₂着色剂着色力强，在加入量小于0.3％的情况下达到着色效果。3)MnO₂的加入提高玻璃粉的高温流动性，当MnO₂的重量百分比为0.09％～0.12％时，达到与使用Co₂O₃着色剂相同的着色效果，并且高温流动性好。4)采用MnO₂着色剂，合成工艺简单，有效地降低了生产成本。本发明的目的还在于提供一种上述结晶型着色低熔点封接玻璃粉的制备方法。

Description

结晶型着色低熔点封接玻璃粉及其制备方法

技术领域：

本发明属于材料科学领域，涉及低熔点封接玻璃粉及其制备方法。

背景技术：

低熔点玻璃粉，是新兴高科技新材料，属特种玻璃行业，是电子真空显示器件的专用封接玻璃材料。其中低熔点玻璃粉作为彩色显示器件的封接材料，要求具有封接温度低、耐用温度高，且封接后产品有良好的气密性、电绝缘性及材料强度高，材料焙烧后颜色有利于彩管厂的生产质量控制。为达到要求，在低熔点玻璃粉生产时，基础玻璃粉中需加入一些功能性添加剂对产品特性进行有效调节。着色添加剂是低玻粉生产时的有效添加剂之一，它不仅对粉体的颜色进行控制，而且对材料的高温流动性、封接润湿性、材料的晶体形成及晶型转变都有重要影响。目前在生产彩管屏锥封接用玻璃粉时采用的着色剂主要有两种，一种是采用氧化物Co₂O₃进行着色，另一种是采用Co₂O₃-MnO₂-Fe₂O₃合成混合物进行着色。二者均含有Co₂O₃，价格昂贵，并且Co₂O₃-MnO₂-Fe₂O₃混合物着色剂的合成需经高温煅烧，再球磨粉碎，工艺较复杂，效率低，另外，随着Co₂O₃加入量的增加，则玻璃粉的高温流动性能变差。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种结晶型着色低熔点封接玻璃粉，其着色效果好，着色剂合成工艺简单，有效降低生产成本，并且玻璃粉的高温流动性好。

本发明的目的还在于提供一种上述结晶型着色低熔点封接玻璃粉的制备方法。

本发明结晶型着色低熔点封接玻璃粉通过以下技术方案实现的：

一种结晶型着色低熔点封接玻璃粉，包括按如下重量百分比组成的组份：PbO 68％-80％、ZnO 5％-15％、B₂O₃ 6％-12％、MnO₂ 0.05％-1％，SiO₂ 0％-5％，BaO 0％-5％，Al₂O₃ 0％-3％，ZrO₂ 0％-2％；其中ZnO+B₂O₃为15％-25％，SiO₂+Al₂O₃为2％-6％，ZrO₂+MnO₂为0.1％-2％。

作为上述技术方案的进一步改进，所述MnO₂的重量百分比为0.09％～0.12％。

本发明结晶型着色低熔点封接玻璃粉的制备方法，包括下列步骤：

1)、按照上述玻璃粉组成称取各原料，将除ZrO₂、MnO₂之外的其余原料进行充分混合，制成混合料；

2)、将所述的混合料在1050℃～1250℃下熔化30min～90min；

3)、熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或块；

4)、将MnO₂在500℃下保温1小时进行热处理；

5)、将所述的玻璃片或块与ZrO₂、MnO₂按比例称取并在球磨机内粉碎，制备成玻璃粉。

本发明的优点是：1)采用MnO₂着色剂将淡黄色低熔点玻璃粉着成灰黑色，着色后的玻璃粉，加热到440℃烧成后显色效果达到N3-N5。2)MnO₂着色剂着色力强，在加入量小于0.3％的情况下达到着色效果。3)MnO₂的加入提高玻璃粉的高温流动性，当MnO₂的重量百分比为0.09％～0.12％时，达到与使用Co₂O₃着色剂相同的着色效果，并且高温流动性好。4)采用MnO₂着色剂，合成工艺简单，有效地降低了生产成本。

具体实施方式：

本发明结晶型着色低熔点封接玻璃粉，包括按如下重量百分比组成的组份：PbO 68％-80％、ZnO 5％-15％、B₂O₃ 6％-12％、MnO₂ 0.05％-1％，SiO₂ 0％-5％，BaO 0％-5％，Al₂O₃ 0％-3％，ZrO₂ 0％-2％；其中ZnO+B₂O₃为15％-25％，SiO₂+Al₂O₃为2％-6％，ZrO₂+MnO₂为0.1％-2％。

以下通过具体实施例对发明的技术方案作详细的说明。

表1是各组玻璃粉的化学成分，表2是各组玻璃粉的性能测试结果，其中参考例采用Co₂O₃作为着色剂，本发明的实施例1-5采用MnO₂作为着色剂。

实施例1-5中玻璃粉均是按下列方法制备，具体步骤如下：

1)、按照玻璃粉组成称取各原料，将除ZrO₂、MnO₂之外的其余原料进行充分混合，制成混合料；

2)、将所述的混合料放入铂金坩埚，在1050℃～1250℃下熔化30min～90min；

3)、将熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或块；

4)、将MnO₂在500℃下保温1小时进行热处理；

5)、将所述的玻璃片或块与ZrO₂、MnO₂按比例称取并在球磨机内粉碎，制备成玻璃粉。

将制成的玻璃粉进行性能分析：

流动直径：玻璃粉样品10g倒入模具，以70±2kg/cm2的压力成形，成形的样品放在玻璃板的中央，样品在箱式炉中440℃温度下烧结，升温速率为3.5℃/min，烧结好的样品用游标尺测量，将平均值作为流动直径。

结晶化时间：称取玻璃粉40mg通过差热分析仪进行测定，升温速率为10℃/min，样品在440℃温度下保温40min，DTA曲线上出现的第二波峰时间为结晶化时间。

粉体颜色：将玻璃粉放在玻璃板中央，用另一玻璃板压平，用肉眼观察颜色。烧结体颜色：将玻璃粉样品10g倒入模具，以70±2kg/cm2的压力成形，成形的样品放在玻璃板的中央，样品在箱式炉中440℃温度下烧结，冷却后用肉眼观察烧结体颜色并用比色卡比色。

表1玻璃粉的化学成份(wt％)

表2玻璃粉的性能

本发明中，加入ZnO能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，并调节玻璃的析晶速度。B₂O₃能加快玻璃的熔化速度，降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，控制玻璃析出晶体的种类和数量。SiO₂和Al₂O₃的加入可用来调节玻璃的膨胀系数和封接温度，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度。BaO提高玻璃的化学稳定性和机械强度。ZrO₂的加入能促进晶体的形成和提高结晶速度，增强机械强度。

由表2可以看出，MnO₂的加入量在0.09％～0.12％时，玻璃粉可达到与使用Co₂O₃着色剂同样的着色效果，同时具有良好的流动性能。当MnO₂的加入量为0.1％时，玻璃粉体的着色效果好、结晶化时间短，流动性能好。

Claims (4)

1.结晶型着色低熔点封接玻璃粉，其特征在于：包括按如下重量百分比组成的组份：PbO 68％-80％、ZnO 5％-15％、B₂O₃ 6％-12％、MnO₂ 0.05％-1％，SiO₂ 0％-5％，BaO 0％-5％，Al₂O₃ 0％-3％，ZrO2 0％-2％；其中ZnO+B₂O₃为15％-25％，SiO₂+Al₂O₃为2％-6％，ZrO₂+MnO₂为0.1％-2％。

2.根据权利要求1所述的结晶型着色低熔点封接玻璃粉，其特征在于：所述MnO₂的重量百分比为0.09％～0.12％。

3.根据权利要求1所述的结晶型着色低熔点封接玻璃粉，其特征在于各组份的重量百分比如下：PbO 75％、ZnO 10％、B₂O₃ 10％、MnO₂ 0.1％，SiO₂ 1.5％，BaO 2％，Al₂O₃ 1.2％，ZrO₂ 0.2％。

4.一种如权利要求1至3任一所述的结晶型着色低熔点封接玻璃粉的制备方法，包括下列步骤：

1)、按照上述玻璃粉组成称取各原料，将除ZrO₂、MnO₂之外的其余原料进行充分混合，制成混合料；

2)、将所述的混合料放入铂金坩埚，在1050℃～1250℃下熔化30min～90min；

3)、将熔化好的玻璃液冷却固化，制备成玻璃片或块；

4)、将MnO₂在500℃下保温1小时进行热处理；

5)、将所述的玻璃片或块与ZrO₂、MnO₂按比例称取并在球磨机内粉碎，制备成玻璃粉。