CN112321165A - 一种低熔点玻璃粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低熔点玻璃粉，属于玻璃粉技术领域，包括按重量份数组成的成分：硅酸15‑20份、氧化锌20‑25份、氧化铝5‑15份、二氧化钛4‑8份、五氧化二铌2‑5份、蛭石5‑8份、氧化钴1‑3份、着色剂0.5‑1份，还公开了一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括原料混合、熔炼、球磨、成品四个步骤，该方法制备的低熔点玻璃粉应用在无机涂层上，在保持一定硬度的前提下，刚性降低同时增强了韧性，提高了抗冲击性能和抗撕裂性能。

Description

一种低熔点玻璃粉及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃粉技术领域，具体涉及一种低熔点玻璃粉及其制备方法。
背景技术
低熔点玻璃粉即低温熔融玻璃粉，一般指融化温度在800度以下的低熔点玻璃粉，区别于玻璃粉，其生产配方原料与玻璃粉不同，功能作用优异于玻璃粉。低温熔融玻璃粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。由于它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，被广泛用于高温涂料、高温油漆、高温油墨、阻燃塑料、阻燃橡胶、电子封装、电子灌封、封接材料、烧结材料及国防等领域。
现有技术中以低熔点玻璃粉为基料的无机涂层，在高温下低熔点玻璃粉熔融成膜，与玻璃或金属结合，得到的无机高温涂层具有粘接强度高、耐高温、硬度高、耐性好、耐高温、高耐候、硬脆的特点，像玻璃、金属元件等制品使用条件较苛刻，在使用过程中不可避免的会受到冲击，但是现有技术得到的低熔点玻璃粉使用中硬度高、硬脆，不能受到强烈冲击与撕裂，抗冲击能力不足，其制得的无机涂层韧性降低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低熔点玻璃粉及其制备方法，该方法制备的低熔点玻璃粉应用在无机涂层上，在保持一定硬度的前提下，刚性降低同时增强了韧性，提高了抗冲击性能和抗撕裂性能。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种低熔点玻璃粉，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸15-20份、氧化锌20-25份、氧化铝5-15份、二氧化钛4-8份、五氧化二铌2-5份、蛭石5-8份、氧化钴1-3份、着色剂0.5-1份。
优选地，一种低熔点玻璃粉，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸20份、氧化锌25份、氧化铝10份、二氧化钛8份、五氧化而铌4份、蛭石7份、氧化钴1份、着色剂0.5份。
进一步地，所述着色剂为炭黑。
一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料混合：按上述重量份数，将硅酸、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、五氧化二铌、氧化钴、着色剂加入混料机中混合均匀，得到混合料；
步骤2、熔炼：将步骤1得到的混合料放入电炉中先进行预热，完成后再加热进行熔炼得到玻璃液；
步骤3、球磨：将步骤2得到的玻璃液进行水淬得到玻璃熔块，再放入球磨机中进行球磨，得到玻璃浆料；
步骤4、成品：将蛭石按上述重量份数加入步骤3得到的玻璃浆料中，边加入边进行研磨，得到低熔点玻璃粉。
进一步地，所述步骤2中预热温度500-700℃，时间20-30min。
进一步地，所述步骤2中加热至1000-1200℃，熔炼时间40-50min。
进一步地，所述步骤3中球磨时间为4-5h。
进一步地，所述步骤4中研磨时间为5-8h。
本发明的有益效果是：(1)本发明方法制备的低熔点玻璃粉应用在无机涂层上，在保持一定硬度的前提下，刚性降低同时增强了韧性，提高了抗冲击性能和抗撕裂性能；
(2)本发明采用的氧化钴在熔炼后进行水淬，形成晶体结构，强化了玻璃网络结构，且在玻璃浆料内部形成闭口孔隙，增大了材料的有效承载面积，有利于塑性变形的发生，增强玻璃粉的冲击韧性；将玻璃浆料进行研磨时，炭黑中的碳将上述氧化锌、氧化钛的原位还原使材料实现金属化，使材料内部更加致密，增强了致密度，保证了材料的硬度，又有加入的蛭石具有在高温下膨胀的特性，具有高孔隙率，增加了材料内部的孔隙率，结合达到改善材料冲击韧性的目的；
(3)本发明加入的五氧化二铌由于其电场强度大，可对玻璃网络结构中的断键进行连接，使玻璃网络结构进一步致密，避免材料内部因加入的填料而分布不均，使玻璃粉应用过程中表面平滑。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例1：
一种低熔点玻璃粉，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸20份、氧化锌25份、氧化铝10份、二氧化钛8份、五氧化而铌4份、蛭石7份、氧化钴1份、炭黑0.5份；
一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料混合：按上述重量份数，将硅酸、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、五氧化二铌、氧化钴、炭黑加入混料机中混合均匀，得到混合料；
步骤2、熔炼：将步骤1得到的混合料放入电炉中先进行预热，预热温度500℃，时间20min，完成后再加热进行熔炼得到玻璃液，加热至1200℃，熔炼时间50min；
步骤3、研磨：将步骤2得到的玻璃液进行水淬得到玻璃熔块，再放入球磨机中进行球磨，球磨时间为4h，得到玻璃浆料；
步骤4、成品：将蛭石按上述重量份数加入步骤3得到的玻璃浆料中，边加入边进行研磨，研磨时间为5h，得到低熔点玻璃粉。
实施例2：
一种低熔点玻璃粉，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸15份、氧化锌20份、氧化铝5份、二氧化钛4份、五氧化二铌5份、蛭石5份、氧化钴3份、炭黑1份；
一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料混合：按上述重量份数，将硅酸、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、五氧化二铌、氧化钴、炭黑加入混料机中混合均匀，得到混合料；
步骤2、熔炼：将步骤1得到的混合料放入电炉中先进行预热，预热温度700℃，时间30min，完成后再加热进行熔炼得到玻璃液，加热至1000℃，熔炼时间40min；
步骤3、研磨：将步骤2得到的玻璃液进行水淬得到玻璃熔块，再放入球磨机中进行球磨，球磨时间为5h，得到玻璃浆料；
步骤4、成品：将蛭石按上述重量份数加入步骤3得到的玻璃浆料中，边加入边进行研磨，研磨时间为8h，得到低熔点玻璃粉。
实施例3：
一种低熔点玻璃粉，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸18份、氧化锌22份、氧化铝15份、二氧化钛5份、五氧化二铌2份、蛭石8份、氧化钴2份、炭黑0.8份；
一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、原料混合：按上述重量份数，将硅酸、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、五氧化二铌、氧化钴、炭黑加入混料机中混合均匀，得到混合料；
步骤2、熔炼：将步骤1得到的混合料放入电炉中先进行预热，预热温度600℃，时间25min，完成后再加热进行熔炼得到玻璃液，加热至1100℃，熔炼时间45min；
步骤3、研磨：将步骤2得到的玻璃液进行水淬得到玻璃熔块，再放入球磨机中进行球磨，球磨时间为4.5h，得到玻璃浆料；
步骤4、成品：将蛭石按上述重量份数加入步骤3得到的玻璃浆料中，边加入边进行研磨，研磨时间为7h，得到低熔点玻璃粉。
将上述实施例得到的低熔点玻璃粉作为基料制备无机油墨，制备过程是：按质量份数计，将低熔点玻璃粉50份、钛白粉20份、无机颜料10份混合，然后用三辊机研磨至细度小于15μm，再加入水性高粘树脂25份调整粘度得到无机油墨，再将无机油墨在高温下熔融成膜，与玻璃结合，对其进行性能检测，检测结果如表1所示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3
洛氏硬度/HRA 91 95 92
抗压强度/MPa 32 29 30
断裂韧性K<sub>IC</sub>(Mpa.m<sup>1/2</sup>) 1.13 1.23 1.09
冲击韧度J/cm<sup>2</sup> 18 20 17
从表1中可以看出，本发明制备的低熔点玻璃粉应用在无机涂层上，在保持一定硬度的前提下，刚性降低同时增强了韧性，提高了抗冲击性能和抗撕裂性能。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低熔点玻璃粉，其特征在于，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸15-20份、氧化锌20-25份、氧化铝5-15份、二氧化钛4-8份、五氧化二铌2-5份、蛭石5-8份、氧化钴1-3份、着色剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点玻璃粉，其特征在于，包括以下按重量份数组成的成分：硅酸20份、氧化锌25份、氧化铝10份、二氧化钛8份、五氧化而铌4份、蛭石7份、氧化钴1份、着色剂0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种低熔点玻璃粉，其特征在于，所述着色剂为炭黑。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、原料混合：按上述重量份数，将硅酸、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、五氧化二铌、氧化钴、着色剂加入混料机中混合均匀，得到混合料；
步骤2、熔炼：将步骤1得到的混合料放入电炉中先进行预热，完成后再加热进行熔炼得到玻璃液；
步骤3、球磨：将步骤2得到的玻璃液进行水淬得到玻璃熔块，再放入球磨机中进行球磨，得到玻璃浆料；
步骤4、成品：将蛭石按上述重量份数加入步骤3得到的玻璃浆料中，边加入边进行研磨，得到低熔点玻璃粉。
5.根据权利要求4所述的一种低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，所述步骤2中预热温度500-700℃，时间20-30min。
6.根据权利要求4所述的一种低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加热至1000-1200℃，熔炼时间40-50min。
7.根据权利要求4所述的一种低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，所述步骤3中球磨时间为4-5h。
8.根据权利要求4所述的一种低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，所述步骤4中研磨时间为5-8h。
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