CN107651832A - 低温颜色玻璃用黑色着色剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/04—Opacifiers, e.g. fluorides or phosphates; Pigments
Abstract
本发明属于颜色玻璃领域,具体的涉及低温颜色玻璃用黑色着色剂及其制备方法和使用方法。由以下原料按照质量份数组成:石英粉30‑50份,硼砂10‑30份,碳酸钠10‑25份,着色氧化物2‑20份,其中着色氧化物为氧化钴、氧化镍、氧化铬、氧化铁的一种或几种。按照混料、高温熔制、水淬、干燥、粉碎准备所得。本发明在着色剂基料中采用大量低熔点氧化硅、硼砂、碳酸钠,从而大幅度增强着色剂在1200℃玻璃液中的扩散速率,从而形成均匀着色玻璃原液。在着色剂制备工艺中,直接将复合粉料加入高温熔块炉中进行熔制,反应温度瞬间从室温升至1350‑1500℃,从而防止物料在缓慢加热过程中的分解、挥发、成分偏析,获得具有高化学计量比、高温扩散速率快的着色剂产品。
Description
技术领域
本发明属于颜色玻璃领域,具体的涉及低温颜色玻璃用黑色着色剂及其制备方法和使用方法。
背景技术
颜色玻璃是指能吸收、反射、透过不同波长的光线而呈现不同颜色的玻璃,可用于建筑装饰材料、高档玻璃制品、酒具、餐具、艺术品等。颜色玻璃有蓝色、茶色、灰色、绿色、金色等色泽,具有多种功能,如能有效吸收太阳的辐射热,产生“冷室效应”,达到蔽热节能的效果;能使透过的阳光变得柔和,避免眩光;能有效吸收太阳光的紫外线,防止室内物品褪色、变质,等等。
目前颜色玻璃制备工艺,均是将玻璃着色剂加入1600℃左右的玻璃熔炉中直接制取的,该熔炉温度高,可使着色剂成分完全熔融,与玻璃基础料充分均匀混合,制得的颜色玻璃质量优良。随着颜色玻璃应用领域的不断拓展及国家节能要求的日益严苛,其生产工艺逐渐向低温度、小规模发展,因而展现出对较低熔融温度(1200℃)熔池用玻璃着色剂的巨大需求。在该温度下,着色剂组分的扩散速率远小于1600℃熔池,原有高温着色剂无法适用,因此必须开发适用于该温度的特殊着色剂类型。
黑色是所有的色光均被吸收而得到的颜色。在文化意义层面,黑色是宇宙的底色,代表安宁,亦是一切的归宿。在颜色玻璃领域,黑色着色玻璃是高档酒具、餐具、艺术品等不可或缺的重要品类。目前文献及专利数据库中尚未见有关黑色玻璃着色剂的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种以硅、硼、钠为高扩散性分散基质,以金属元素钴、镍、铁、铬为着色元素的新型低温黑色玻璃着色剂的制备方法。
本发明的具体技术方案为:
低温颜色玻璃用黑色着色剂,由以下原料按照质量份数组成:石英粉30-50份,硼砂10-30份,碳酸钠10-25份,着色氧化物2-20份,其中着色氧化物为氧化钴、氧化镍、氧化铬、氧化铁的一种或几种。
按照质量份数,原料还可以包括以下全部或者部分原料:碳酸钾0-10份,碳酸锂0-5份,钛白粉0-3份,锆英粉0-2份,白云石粉0-5份,碳酸钙0-10份。
该低温颜色玻璃用黑色着色剂的制备方法,包括以下过程:
(1)混料,在室温下进行,时间为10分钟-6小时;
(2)高温熔制,将混料所得复合粉料加入高温熔块炉进行熔制,熔制温度1350-1500℃,熔制时间为4-8小时;
(3)水淬,熔制后的玻璃液料,放入室温水中进行水淬,得到水淬料的颗粒尺寸为2-10mm;
(4)干燥,水淬料的干燥温度为100-300℃,时间为2-24小时,干燥后水淬料的水分含量小于1%;
(5)粉碎,粉碎后物料的细度为20-40目。
该低温颜色玻璃用黑色着色剂的使用方法,在1200℃的玻璃液中加入质量比0.1-3%的所述的低温颜色玻璃用黑色着色剂,即可得到具有通体黑色的着色玻璃制品。
本发明的特点在于,在着色剂基料中采用大量低熔点氧化硅、硼砂、碳酸钠,从而大幅度增强着色剂在1200℃玻璃液中的扩散速率,从而形成均匀着色玻璃原液。
本发明的特点还在于,在着色剂制备工艺中,直接将复合粉料加入高温熔块炉中进行熔制,反应温度瞬间从室温升至1350-1500℃,从而防止物料在缓慢加热过程中的分解、挥发、成分偏析,获得具有高化学计量比、高温扩散速率快的着色剂产品。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
实施例1
(一)原材料:石英粉(2000目)34kg,硼砂24kg,碳酸钠10.5kg,白云石粉1.5kg,碳酸钙2kg,氧化钴5.5kg,氧化镍5kg。
(二)混料:将所有原料置于混料机,于室温下进行混料,时间60分钟,得到复合粉料。
(三)高温熔制、水淬:将步骤(二)所得复合粉料直接加入高温熔块炉,进行熔制,熔块炉温度1400℃,熔制时间6小时。熔制后将玻璃液料直接放入室温水中进行水淬,得到尺寸为2-10mm的水淬料。
(四)干燥:在烘箱或其他干燥设备中将步骤(三)所得水淬料烘干,温度180℃,时间10小时,使水淬料的水分含量小于1%,得到水淬干料。
(五)粉碎:利用破碎机将步骤(四)得到的水淬干料粉碎至20目,即得到终产品黑色玻璃着色剂。
实施例2
(一)原材料:石英粉(1000目)32kg,硼砂25kg,碳酸钠20kg,碳酸钾2kg,碳酸钙5kg,钛白粉10kg,锆英粉(200目)1.5kg,氧化钴3.5kg,氧化镍2.5kg,氧化铁5.5kg,氧化铬2.8kg。
(二)混料:将所有原料置于混料机,于室温下进行混料,时间2小时,得到复合粉料。
(三)高温熔制、水淬:将步骤(二)所得复合粉料直接加入高温熔块炉,进行熔制,熔块炉温度1480℃,熔制时间6小时。熔制后将玻璃液料直接放入室温水中进行水淬,得到尺寸为2-10mm的水淬料。
(四)干燥:在烘箱或其他干燥设备中将步骤(三)所得水淬料烘干,温度250℃,时间6小时,使水淬料的水分含量小于1%,得到水淬干料。
(五)粉碎:利用破碎机将步骤(四)得到的水淬干料粉碎至30目,即得到终产品黑色玻璃着色剂。
实施例3
(一)原材料:石英粉(1000目)44.5kg,硼砂18kg,碳酸钠15kg,碳酸钾5kg,碳酸钙5kg,白云石粉3kg,钛白粉5kg,锆英粉(200目)0.2kg,氧化钴6.5kg,氧化镍1.5kg,氧化铁6.5kg。
(二)混料:将所有原料置于混料机,于室温下进行混料,时间5小时,得到复合粉料。
(三)高温熔制、水淬:将步骤(二)所得复合粉料直接加入高温熔块炉,进行熔制,熔块炉温度1350℃,熔制时间8小时。熔制后将玻璃液料直接放入室温水中进行水淬,得到尺寸为2-10mm的水淬料。
(四)干燥:在烘箱或其他干燥设备中将步骤(三)所得水淬料烘干,温度150℃,时间12小时,使水淬料的水分含量小于1%,得到水淬干料。
(五)粉碎:利用破碎机将步骤(四)得到的水淬干料粉碎至40目,即得到终产黑色玻璃着色剂。
实施例4
原材料:石英粉(1000目)35kg,硼砂23kg,碳酸钠18kg,碳酸钾3kg,碳酸锂3.5kg,钛白粉5.8kg,氧化钴2.5kg,氧化镍5.5kg,氧化铬5.5kg。
其他工艺与参数与实施例1相同。
实施例5
原材料:石英粉(200目)50kg,硼砂25kg,碳酸钠23kg,碳酸钾8kg,碳酸锂5kg,钛白粉2kg,白云石粉3kg,氧化钴6.5kg,氧化铁2.5kg,氧化铬4.5kg。熔制温度为1350℃。
其他工艺与参数与实施例2相同。
实施例6
在1200℃的玻璃液中加入质量比0.1-3%的上述实施例中任一种所得的着色剂,即可得到具有通体黑色的着色玻璃制品。
Claims (4)
1.低温颜色玻璃用黑色着色剂,其特征在于,由以下原料按照质量份数组成:石英粉30-50份,硼砂10-30份,碳酸钠10-25份,着色氧化物2-20份,其中着色氧化物为氧化钴、氧化镍、氧化铬、氧化铁的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的低温颜色玻璃用黑色着色剂,其特征在于,按照质量份数,原料还包括:碳酸钾0-10份,碳酸锂0-5份,钛白粉0-3份,锆英粉0-2份,白云石粉0-5份,碳酸钙0-10份。
3.根据权利要求1或2所述的低温颜色玻璃用黑色着色剂的制备方法,其特征在于,包括以下过程:
(1)混料,在室温下进行,时间为10分钟-6小时;
(2)高温熔制,将混料所得复合粉料加入高温熔块炉进行熔制,熔制温度1350-1500℃,熔制时间为4-8小时;
(3)水淬,熔制后的玻璃液料,放入室温水中进行水淬,得到水淬料的颗粒尺寸为2-10mm;
(4)干燥,水淬料的干燥温度为100-300℃,时间为2-24小时,干燥后水淬料的水分含量小于1%;
(5)粉碎,粉碎后物料的细度为20-40目。
4.根据权利要求1或2所述的低温颜色玻璃用黑色着色剂的使用方法,其特征在于,在1200℃的玻璃液中加入质量比0.1-3%的所述的低温颜色玻璃用黑色着色剂,即可得到具有通体黑色的着色玻璃制品。
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