CN103601370B

CN103601370B - 一种环保无酸污染磨砂粉、其制备方法及磨砂玻璃的制备方法

Info

Publication number: CN103601370B
Application number: CN201310542477.8A
Authority: CN
Inventors: 程金树; 李娜; 栾晓波; 潘清涛; 袁坚
Original assignee: Hebei shahe glass technology research institute
Current assignee: Hebei shahe glass technology research institute
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2033-11-06
Also published as: CN103601370A

Abstract

本发明公开了一种环保无酸污染磨砂粉及其制备方法，磨砂粉包括以下组份（重量百分比）：SiO₂：35-60%；ZnO：5-30%；CaO：2-15%；MgO：0-8%；BaO+SrO：0-8%；B₂O₃：8-30%；Al₂O₃：0.1-8%；TiO₂：0.5-8%；ZrO₂：0-5%；Na₂O：4-20%；K₂O：1-10%；Li₂O：0-8%；P₂O₅：1-18%。该方法采用球磨机球磨，所得混合物在1000-1350℃下熔制，经过处理最终得到磨砂粉。本发明还公开了由上述磨砂粉制成的磨砂玻璃。本磨砂粉环保无酸污染，可避免对人体和环境造成伤害，该磨砂粉制成磨砂玻璃可替代酸蚀和机械加工制造的磨砂玻璃。

Description

一种环保无酸污染磨砂粉、其制备方法及磨砂玻璃的制备方法

技术领域

本发明涉及装饰玻璃加工领域，特别的涉及一种适用于普通平板玻璃可钢化或可烧结环保磨砂粉及制备磨砂玻璃的方法。

背景技术

目前，磨砂玻璃的加工方法主要有机械加工和氢氟酸酸腐蚀方法。机械加工方法其缺点是投资大、费用高、磨面手感粗糙，而且生产效率低，并且不易加工出特殊要求的图案。酸蚀磨砂以氢氟酸为主要腐蚀剂，如中国专利CN1116977A将玻璃加工工件放入氢氟酸腐蚀液中进行处理得到磨砂玻璃。然而，氢氟酸剧毒，严重的威胁着工人的身体健康和环境安全。另外，还有一种采用磨砂涂料在玻璃表面制备仿磨砂效果，如中国专利CN1872926B，但制备后不经过钢化，安全性能低。因此，迫切需要一种对环境无污染、对人体健康和环境安全，磨面手感与氢氟酸酸腐蚀法制备磨砂玻璃相同或更好，且玻璃安全性能高的新型方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于提供一种磨砂粉及其制备方法，该磨砂粉无酸污染、环保、具有磨砂感粗、中、细可调的特点。

本发明还提供了一种利用上述的磨砂粉制备磨砂玻璃的方法。

为解决上述技术问题，本环保磨砂粉所采取的技术方案为：所述磨砂粉包括以下重量百分比的组份：

SiO₂：35-60%；

ZnO：5-30%；

CaO：2-15%；

MgO：0-8%；

BaO+SrO：0-8%；

B₂O₃：8-30%；

Al₂O₃：0.1-8%；

TiO₂：0.5-8%；

ZrO₂：0-5%；

Na₂O：4-20%；

K₂O：1-10%；

Li₂O：0-8%；

P₂O₅：1-18%。

本发明所提供的环保磨砂粉的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按下述配方（均为重量百分比）来称取配置原料：SiO₂：35-60%；ZnO：5-30%；CaO：2-15%；MgO：0-8%；BaO+SrO：0-8%；B₂O₃：8-30%；Al₂O₃：0.1-8%；TiO₂：0.5-8%；ZrO₂：0-5%；Na₂O：4-20%；K₂O：1-10%；Li₂O：0-8%；P₂O₅：1-18%。

（2）将步骤（1）称取的所有原料放入搅拌机搅拌或球磨机球磨球磨10-30分钟，其转速为60-100转/分钟，混合均匀；

（3）将步骤（2）所得到的混合物在1000-1350℃下熔制，使混合物完全熔融，得到熔融的玻璃液；

（4）将步骤（3）所得到的熔融的玻璃液水淬；

（5）将步骤（4）水淬后的釉料放入球磨机球磨0.5-3小时，其转速为60-100转/分钟，得到玻璃粉；

（6）将步骤（5）球磨过的玻璃粉在烘干窑中烘干，所得粉料即为磨砂粉。

本发明提供的上述的磨砂粉制备磨砂玻璃的方法，具体包括以下步骤：

1）将取本发明所提供的环保磨砂粉，添加调和剂制备成釉浆；

2）将步骤1）所得到的浆，在玻璃基体上涂覆，干燥；

3）将步骤2）干燥后的带釉的玻璃基体送入钢化炉或辊道窑烧成，既得。

上述步骤1）中磨砂粉与调和剂添加比例为60:40～85:15，该比例为重量比。

作为本发明进一步的改进，所述玻璃基体为普通平板玻璃。

作为本发明进一步的改进，烧成温度为600-680℃。

在本发明中，SiO₂有助于提高磨砂粉的化学稳定性，含量过高影响磨砂粉与玻璃的结合的牢固度。ZnO具有一定熔剂效应，可扩大磨砂粉的烧成范围，降低其膨胀系数，含量过高将增加其结晶性能。CaO可提高磨砂玻璃面硬度和耐磨性。ZnO、CaO、MgO、BaO、SrO均可调节磨砂粉膨胀系数。B₂O₃具有强助熔剂作用，含量过高影响磨砂粉的化学稳定性。Al₂O₃有助于提高磨砂粉的化学稳定性，也提高了熔化温度，含量过高影响磨砂粉的熔融度。Na₂O、K₂O和Li₂O利于降低磨砂粉熔制温度和软化点，混合使用具有双碱或多碱效应，价位上Na₂O便宜，K₂O次之，Li₂O最贵，含量过高不利于磨砂粉的耐酸碱性，还增大磨砂粉的膨胀系数，易导致磨砂层脱落。TiO₂、ZrO₂、P₂O₅均有利于玻璃磨砂釉的磨砂效果，此外，TiO₂、ZrO₂还可提高磨砂粉的化学稳定性。

本发明以石英砂的形式引入SiO₂，以工业氧化锌的形式引入ZnO，以方解石或白云石的形式引入CaO，以白云石或滑石的形式引入MgO，以工业碳酸钡和碳酸锶的形式分别引入BaO和SrO，以硼砂或硼酸的形式引入B₂O₃，以长石或工业氧化铝的形式引入Al₂O₃，以工业氧化钛和氧化锆的形式分别引入TiO₂和ZrO₂，以钠长石、钾长石和锂辉石的形式分别引入Na₂O、K₂O和Li₂O，以磷酸或磷酸盐的形式引入P₂O₅即可。

本发明的有益效果是：

1、本发明经过多种成分的复配和筛选所提供的磨砂粉环保无酸污染，能够避免对人体和环境造成伤害，该磨砂粉可用来制备磨砂玻璃；

2、本发明的磨砂玻璃釉与平板玻璃膨胀系数一致，避免了磨砂层破裂、剥落，而且长时间使用磨砂釉层不会脱落；

3、本发明的磨砂粉用于平板玻璃制成的磨砂玻璃化学稳定性好；其可通过控制磨砂釉的粒度来控制磨砂感的粗、中、细；

4、本发明的磨砂粉用于平板玻璃制成的磨砂玻璃根据需要可钢化或可烧结，钢化磨砂玻璃安全性高，烧结磨砂玻璃可二次加工，如切割、打孔、雕刻等；还可以根据用户要求通过丝网印刷方式来印制不同图案；

5、本发明所提供的磨砂粉的制备方法和磨砂玻璃的制备方法步骤简单，适合工业化生产。采用本发明环保磨砂粉制备磨砂玻璃可以克服现行机械加工磨面手感粗糙和氢氟酸腐蚀法有污染的缺点。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细的说明。

实施例1

本实施例磨砂粉各成分按重量百分比计算如下：35%SiO₂、12%ZnO、12%CaO、1.0%MgO、1.0%BaO、8.0%B₂O₃、4.0%Al₂O₃、2.0%TiO₂、5.0%ZrO₂、4.0%Na₂O、1.0%K₂O、1.0%Li₂O、14%P₂O₅；

本实施例磨砂粉的制造工艺如下：

将上述配方来配置原料，将配置好的原料放于搅拌机中搅拌或球磨机内球磨10分钟，其转速为100转/分钟，充分混合均匀；

将以混合好配合料放置于熔炉内，在1000℃下熔融配合料；

将熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；

将以上所述磨砂粉放置于球磨机内球磨0.5小时，其转速为100转/分钟，充分研磨均匀。

使用时，玻璃磨砂粉与调和剂（为市售可用于丝网印刷、辊筒印刷或热喷涂的即可，下述实施例的调和剂相同）比例为65:35（重量比），研磨混合后即可直接使用，丝网印刷、辊筒印刷或热喷涂于玻璃表面，干燥后经钢化或640℃烧结成合格的磨砂玻璃。上述调和剂可采用现有可钢化玻璃色釉调和剂，比如乳香、松香酯、樟脑油、松香油、阿拉伯树脂胶、糊精、琼脂、甲基纤维素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯、改性醇酸树脂、水、煤油、松节油、棕榈酸、硬脂酸、石蜡、烃类石蜡、聚乙烯石蜡等（下述实施例的调和剂相同）。

实施例2

本实施例磨砂粉各成分按重量百分比如下：35%SiO₂、25%ZnO、2.0%CaO、7.0%BaO、8.0%B₂O₃、3.0%Al₂O₃、8.0%TiO₂、4.0%Na₂O、1.0%K₂O、4.0%Li₂O、3.0%P₂O₅；

本实施例玻璃磨砂粉的制造工艺如下：

将上述配方原料按重量百分比称量并放于搅拌机中搅拌或球磨机内球磨15分钟，其转速为80转/分钟，充分混合均匀；

将以混合好配合料放置于熔炉内，在1150℃下熔融配合料；

将熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；

将磨砂粉放置于球磨机内球磨1.5小时，其转速为80转/分钟，充分研磨均匀。

使用时，玻璃磨砂粉与调和剂（为市售可用于丝网印刷、辊筒印刷或热喷涂的即可）比例为75:25，研磨混合后即可直接使用，丝网印刷、辊筒印刷或热喷涂于玻璃表面，干燥后经钢化或600℃烧结成合格的磨砂玻璃。

实施例3

本实施例磨砂粉各成分按重量百分比如下：60%SiO₂、5.0%ZnO、7.0%CaO、1.4%MgO、4.0%BaO、8.0%B₂O₃、0.1%Al₂O₃、0.5%TiO₂、2.0%ZrO₂、7.5%Na₂O、2.5%K₂O、2.0%P₂O₅；玻璃磨砂粉的制造工艺如下：

将上述配方原料按重量百分比称量并放于搅拌机中搅拌或球磨机内球磨20分钟，其转速为70转/分钟，充分混合均匀；

将以混合好配合料放置于熔炉内，在1250℃下熔融配合料；

将熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；

将磨砂粉放置于球磨机内球磨2小时，其转速为70转/分钟，充分研磨均匀。

使用时，玻璃磨砂粉与调和剂比例为70:30，研磨混合后即可直接使用，丝网印刷、辊筒印刷或热喷涂于玻璃表面，干燥后经钢化或680℃烧结成合格的磨砂玻璃。

实施例4

本实施例磨砂粉各成分按重量百分比如下：43%SiO₂、5.0%ZnO、2.5%CaO、0.5%MgO、20.5%B₂O₃、8.0%Al₂O₃、0.5%TiO₂、10%Na₂O、5%K₂O、5.0%P₂O₅；玻璃磨砂粉的制造工艺如下：

将上述配方原料按重量百分比称量并放于搅拌机中搅拌或球磨机内球磨30分钟，其转速为60转/分钟，充分混合均匀；

将以混合好配合料放置于熔炉内，在1350℃下熔融配合料；

将熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；

将上述磨砂粉放置于球磨机内球磨3小时，其转速为60转/分钟，充分研磨均匀。

使用时，玻璃磨砂粉与调和剂比例为60:40，研磨混合后即可直接使用，丝网印刷、辊筒印刷或热喷涂于玻璃表面，干燥后经钢化或660℃烧结成合格的磨砂玻璃。

按照中国专利CN1116977A实施例1所提供的方法制备得到磨砂玻璃为对比例1。按照中国专利CN1872926B实施例2所提供的方法制备得到磨砂玻璃为对比例2。经过检测本发明实施例所制备的磨砂玻璃与对比例1和2得到的磨砂玻璃的性能对比见表1。下述性能采用现有评价指标即可，如通过其生产过程中是否产生环境污染和磨砂面是否含有毒重金属来评估其环保性，通过目测和手感来评估其磨砂感，利用百格刀来测试磨砂层与玻璃的牢固度，通过是否经钢化来评判其玻璃是否具有安全性。

表1本发明实施例所制备的磨砂玻璃与对比例工艺性能对比

综上，本发明提供的磨砂粉制备的磨砂玻璃具备环保无酸污染、磨砂层牢固、磨砂感可调、安全性高的特点。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种环保无酸污染磨砂粉，其特征在于：其包括以下重量百分比的组份：

SiO₂：35-60%；

ZnO：5-30%；

CaO：2-15%；

MgO：0-8%；

BaO+SrO：0-8%；

B₂O₃：8-30%；

Al₂O₃：0.1-8%；

TiO₂：0.5-8%；

ZrO₂：0-5%；

Na₂O：4-20%；

K₂O：1-10%；

Li₂O：0-8%；

P₂O₅：1-18%。

2.根据权利要求1所述的一种环保无酸污染磨砂粉，其特征在于：所述SiO₂由石英砂引入，ZnO由工业氧化锌引入，CaO由方解石或白云石引入，MgO由白云石或滑石引入，BaO和SrO由工业碳酸钡和碳酸锶分别引入，B₂O₃由硼砂或硼酸引入，Al₂O₃由长石或工业氧化铝引入，TiO₂和ZrO₂由工业氧化钛和氧化锆分别引入，Na₂O、K₂O和Li₂O由钠长石、钾长石和锂辉石分别引入，P₂O₅由磷酸或磷酸盐引入。

3.权利要求1或2所述的环保无酸污染磨砂粉的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

（1）按权利要求1所述组份配置原料，并称取好；

（2）将步骤（1）称取的所有原料放入搅拌机搅拌或球磨机球磨10-30分钟，其转速为60-100转/分钟，混合均匀；

（4）将步骤（3）所得到的熔融的玻璃液水淬；

（5）将步骤（4）水淬后的料放入球磨机球磨0.5-3小时，其转速为60-100转/分钟，得到玻璃粉；

4.一种制备磨砂玻璃的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）利用权利要求1所述的磨砂粉，然后添加调和剂制备成浆；

2）将上述步骤1）所得到的浆，在玻璃基体上涂覆，干燥；

3）将上述步骤2）干燥后的带磨砂粉的玻璃基体送入钢化炉或辊道窑烧成，既得。

5.根据权利要求4所述的一种制备磨砂玻璃的方法，其特征在于：所述步骤1）中磨砂粉与调和剂添加比例为60:40～85:15，该比例为重量比。

6.根据权利要求4所述的一种制备磨砂玻璃的方法，其特征在于：所述玻璃基体为普通平板玻璃或可雕刻、压花的普通玻璃。

7.根据权利要求4所述的一种制备磨砂玻璃的方法，其特征在于：所述步骤3）中的烧成温度为600-680℃。