CN112408798A - 一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，属于油墨技术领域，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉40‑60份、无机颜料15‑20份、水性高粘树脂25‑35份、氧化锆12‑15份，还公开了一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按上述重量份数，将低熔点玻璃粉、水性高粘树脂、氧化锆加入容器中搅拌均匀形成混合物，温度控制在50‑70℃；步骤2：将无机颜料加入步骤1得到的混合物中，持续搅拌30‑50min，得到高温无机油墨，该方法采用低熔点玻璃粉制备得到的高温无机油墨，在应用过程中，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
技术领域
本发明属于油墨技术领域，具体涉及一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨及其制备方法。
背景技术
高温无机油墨是指烧结温度在430-850℃，经过高温烧结后，无机油墨与玻璃、金属、陶瓷等牢固熔覆/熔结/封接在一起，形成一层坚硬、耐热、耐候、耐化学品的无机涂层。其以低熔点玻璃粉为基料制备得到的高温无机油墨，在高温下低熔点玻璃粉熔融成膜，与玻璃或者金属结合。得到的高温无机油墨具有粘接强度高、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，其制得的高温无机油墨韧性降低。
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基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨及其制备方法，该方法采用低熔点玻璃粉制备得到的高温无机油墨，在应用过程中，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：
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉40-60份、无机颜料15-20份、水性高粘树脂25-35份、氧化锆12-15份。
优选地，一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉50份、无机颜料20份、水性高粘树脂25份、氧化锆14份。
进一步地，所述低熔点玻璃粉按重量份数包括：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。
进一步地，所述着色剂为炭黑。
进一步地，所述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，加热至1000-1200℃，熔炼时间40-50min；
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，研磨时间为5-8h，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3中球磨时间为4-5h。
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1：按上述重量份数，将低熔点玻璃粉、水性高粘树脂、氧化锆加入容器中搅拌均匀形成混合物，温度控制在50-70℃；
S2：将无机颜料加入步骤1得到的混合物中，持续搅拌30-50min，得到高温无机油墨。
本发明的有益效果是：(1)本发明采用低熔点玻璃粉制备得到的高温无机油墨，在应用过程中，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)本发明中低熔点玻璃粉含有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。
下述实施例中采用的低熔点玻璃粉按重量份数包括：硅酸15份、氧化锌25份、氧化铝5份、二氧化钛8份、五氧化二铌2份、蛭石8份、氧化钴3份、炭黑0.5份。
所述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1000℃，熔炼时间40min；
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，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5h，得到低熔点玻璃粉。
实施例1：
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉50份、无机颜料20份、水性高粘树脂25份、氧化锆14份。
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1：按上述重量份数，将低熔点玻璃粉、水性高粘树脂、氧化锆加入容器中搅拌均匀形成混合物，温度控制在50℃；
S2：将无机颜料加入步骤1得到的混合物中，持续搅拌50min，得到高温无机油墨。
实施例2：
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉40份、无机颜料18份、水性高粘树脂35份、氧化锆12份。
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1：按上述重量份数，将低熔点玻璃粉、水性高粘树脂、氧化锆加入容器中搅拌均匀形成混合物，温度控制在70℃；
S2：将无机颜料加入步骤1得到的混合物中，持续搅拌30min，得到高温无机油墨。
实施例3：
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉60份、无机颜料15份、水性高粘树脂30份、氧化锆15份。
一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨的制备方法，包括以下步骤：
S1：按上述重量份数，将低熔点玻璃粉、水性高粘树脂、氧化锆加入容器中搅拌均匀形成混合物，温度控制在65℃；
S2：将无机颜料加入步骤1得到的混合物中，持续搅拌35min，得到高温无机油墨。
将上述实施例制备得到的高温无机油墨在高温下熔融成膜，与玻璃结合，再对其进行性能检测，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 | 90 | 89 | 87 |
| 抗压强度/MPa | 27 | 25 | 29 |
| 断裂韧性K<sub>Ic</sub>(Mpa.m<sup>1/2</sup>) | 1.08 | 1.10 | 1.07 |
| 冲击韧度J/cm<sup>2</sup> | 22 | 19 | 17 |
从表1中可以看出，本发明采用低熔点玻璃粉制备得到的高温无机油墨，在应用过程中，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)
1.一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉40-60份、无机颜料15-20份、水性高粘树脂25-35份、氧化锆12-15份。
2.根据权利要求1所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：低熔点玻璃粉50份、无机颜料20份、水性高粘树脂25份、氧化锆14份。
3.根据权利要求1所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，其特征在于，所述低熔点玻璃粉按重量份数包括：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。
4.根据权利要求3所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，其特征在于，所述着色剂为炭黑。
5.根据权利要求3所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，其特征在于，所述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，加热至1000-1200℃，熔炼时间40-50min；
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，研磨时间为5-8h，得到低熔点玻璃粉。
6.根据权利要求5所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，其特征在于，所述步骤2中预热温度500-700℃，时间20-30min。
7.根据权利要求5所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨，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1-7任一所述的一种基于低熔点玻璃粉的高温无机油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按上述重量份数，将低熔点玻璃粉、水性高粘树脂、氧化锆加入容器中搅拌均匀形成混合物，温度控制在50-70℃；
S2：将无机颜料加入步骤1得到的混合物中，持续搅拌30-50min，得到高温无机油墨。
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