CN112759952A - 油性烧结银浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油性烧结银浆料，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉50～100份，氧化银粉50～100份，表面活性剂2～3份，松油醇40～90份。本发明还提供了一种上述油性烧结银浆料的制备方法，包括步骤：先将松油醇和表面活性剂均匀混合，再加入银粉和氧化银粉进行球磨处理即可。所述油性烧结银浆料在使用过程中对环境友好，烧结后能不但使银粉均匀附着在陶瓷表面，不易脱落，而且银层为高纯度贵金属银，抗菌性及安全性与纯银相应性质基本一致。另外，上述油性烧结银浆料以松油醇为分散剂并在表面活性剂的配合下，在贮存过程中可有效避免由于氧化银粉和银粉的团聚、絮凝而使研磨细度变差的现象。

Description

油性烧结银浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及玻璃或陶瓷器皿表面加工技术领域，具体涉及一种烧结在玻璃或陶瓷表面的油性银浆料及其制备方法。

背景技术

银具有杀菌抗菌的特性并且使用历史久远，使用安全性较高。如纯银餐具或茶具用来盛放食品具有消毒、杀菌、保鲜的作用，但纯银餐具用银量较大，成本较高。另一方面，玻璃或陶瓷器皿是人们日常生活中应用广泛的器皿之一，物美价廉，但随着卫生要求的提高，人们在使用此类器皿盛放物品的同时，希望器皿具有抗菌功能来满足人们的卫生安全需求。

将银与玻璃或瓷器结合使用，可发挥银的装饰、杀菌作用，同时降低使用成本。目前常用的工艺有银片镶嵌法和银浆法。银片镶嵌法成品在使用中由于反复受热冷却银片易脱落。银浆法将银粉分散到溶剂中制成银浆，涂于陶瓷表面，再通过烧结使银附着。例如，邯郸学院于2017年1月4日申请的、申请号CN 2017100054541、名称为“一种喷涂型陶瓷表面烧结银浆及其制备方法”的发明专利申请公开了一种喷涂型陶瓷表面烧结银浆，包括以下组分：纳米银粉50-60份，玻璃粉1-3份，吐温5-10份，聚乙烯吡咯烷酮5-10份，二甲硅油5-10份，甜杏仁油3-5份，水15-20份，其制备方法为：将水加入容器中，加入聚乙烯吡咯烷酮搅拌至溶解，再加入吐温、二甲硅油和甜杏仁油，500-600rpm搅拌0.5-1小时，最后加入纳米银粉和玻璃粉，500-600rpm继续搅拌20-30min即可。本发明银浆制备工艺简单，烧结时无有害气体产生，使用安全，绿色环保。但其公开的银浆中需添加玻璃粉作为烧结粘合剂，添加玻璃粉将引入钡、钛等多种金属元素，降低了烧成后银层银的纯度，影响安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种油性烧结银浆料及其制备方法，以解决上述问题。

具体地，本发明提供的油性烧结银浆料，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉50～100份，氧化银粉50～100份，表面活性剂2～3份，松油醇40～90份。

基于上述油性烧结银浆料，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉60～80份，氧化银粉60～90份，表面活性剂2～3份，松油醇50～80份。

基于上述，所述银粉与所述氧化银粉的质量比为1:1～1.6。

基于上述，所述银粉与所述氧化银粉的质量和占所述油性烧结银浆料的60％～80％。

基于上述，所述银粉的平均粒径为0.5～5微米。

基于上述，所述氧化银粉的平均粒径为0.5～2微米。

基于上述，所述表面活性剂为卵磷脂、斯盘80、油酸或硬脂酸等常用油溶性表面活性剂。

本发明还提供一种上述油性烧结银浆料的制备方法，包括步骤：先将松油醇和表面活性剂均匀混合，再加入银粉和氧化银粉进行球磨处理即可。

基于上述，所述球磨处理的方法包括采用球磨机以500～600rpm搅拌120～360min。

使用时，将上述油性烧结银浆料涂于玻璃或陶瓷表面，厚度根据需要控制在0.1～0.5mm，先在150～200℃烘干1～3h，再在800～900℃下烧结1～5min即可在玻璃或陶瓷表面形成银层，银含量在99％以上。因烧结过程中表面活性剂和松油醇高温分解成气体，所以，烧结后形成的银层不含其它非银元素，银层纯度高。由于油性烧结银浆料的烧结温度需高于600℃，否则有机物挥发不尽；而且烧结温度越高氧化银分解生成的银与添加的银粉粘结越好，附着力越好，所以，本发明提供的上述油性烧结银浆料在使用过程中最佳烧结温度为800℃～900℃。

本发明提供的上述油性烧结银浆料以松油醇为分散溶剂，卵磷脂、斯盘80、油酸或硬脂酸等为表面活性剂，将银粉和氧化银均匀分散在体系中，在贮存过程中可有效避免由于氧化银粉和银粉的团聚、絮凝而使研磨细度变差的现象。所以，本发明提供的上述油性烧结银浆料在贮存一段时间后再使用时不用重新分散，氧化银粉在烧结时分解生成银单质，能牢固附着在玻璃或陶瓷表面，同时新生成的银单质发挥类似焊点作用，将银粉通过焊连作用形成整体并固定在玻璃或陶瓷表面，避免脱落。所以，所述油性烧结银浆料对环境友好，烧结后能不但使银粉均匀附着在玻璃或陶瓷表面，不易脱落，而且银层为高纯度贵金属银，抗菌性及安全性与纯银相应性质基本一致。

另外，本发明提供的油性烧结银浆料的制备方法，具有方法简单，而且制备出的银层牢固，安全环保。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供一种油性烧结银浆料，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉50～100份，氧化银粉50～100份，表面活性剂2～3份，松油醇40～90份，其中，银粉的平均粒径为0.5～5微米，所述氧化银粉的平均粒径为0.5～2微米。该油性烧结银浆料的制备方法包括：将松油醇加入容器中，再加入表面活性剂搅拌溶解、最后加入银粉和氧化银粉，500～600rpm球磨机搅拌120～360min即可。

本发明提供的油性烧结银浆料配方中的各组分及其配比与银浆料烧结后的银层的性能有重要影响。下面通过单因素分析试验以进一步说明油性烧结银浆料配方对银层的影响。其中，以下各试验中，所述银粉的平均粒径约为3微米，所述氧化银粉的约平均粒径为1微米。

1、银粉的影响

试验对象：油性烧结银浆料样品1～6的配方分别为：银粉的量如表1所示，氧化银粉80g，卵磷脂3g，松油醇60g；油性烧结银浆料1～6的制备方法分别为：将松油醇加入容器中，再加入卵磷脂搅拌溶解，最后加入银粉和氧化银粉，540rpm球磨机搅拌240min即可。

试验方法：将上述油性烧结银浆料样品1～6分别涂于相同材质的6只陶瓷碗表面，厚度控制在0.3mm，150℃烘干3h，随炉升温到850℃下烧结5min，随炉降温，可分别在所述陶瓷碗的表面形成银层，获得陶瓷银碗样品1～6。

试验条件

(1)耐用性试验

用含有肥皂溶液、带橡胶衬里的滚筒内的钢珠转动磨光上述陶瓷银碗样品进行检测，转动滚筒的橡胶里衬长度为250mm±20mm、横断面为六角形，并铺满平面。转动滚筒能够以25±2r/min的转速转动，滚筒用以下尺寸比例的硬钢球填充滚筒的一半：直径4.8mm50％(质量)、直径4.0mm 25％(质量)、直径5.6mm 25％(质量)。

每升蒸馏水加入1.2g肥皂制成肥皂溶液加入滚筒中，且覆盖硬钢球高出5cm。将上述陶瓷银碗样品放在滚筒内，以25±2r/min的转速转动滚筒40min。将上述陶瓷银碗样品从滚筒中取出，并仔细检查试样外观。观察记录上述陶瓷银碗样品的外观，看其中的银层是否有脱皮或分层现象，是否有剥落、起泡或脱皮现象。外观观察记录如表1所示。

(2)银层纯度试验

使用体积比为4:1的蒸馏水和密度1.42g/mL的硝酸混合液作为退银剂，将上述陶瓷银碗样品中的银层溶解。准确称量上述陶瓷银碗样品退银前后质量并计算质量差，记为被溶解银层质量m(g)，采用GB11907-89水质银的测定火焰原子吸收分光光度法测定退银剂中银的浓度记为c(mg/L)，被测退银剂体积记为v(L)，采用下列公式计算银的纯度：银含量％＝c×v×0.1/m，银层纯度计算结果如表1所示。

表1银粉对烧结形成的银层的影响

从表1中可以看出：当银粉的用量较少时，油性烧结银浆料烧结形成的银层会出现皲裂现象，其可能原因为氧化银分解，使银层收缩所致。但不影响新生产单质银的焊接能力，因而不影响银层附着力；增加银粉可改善银层收缩，减少皲裂，但银粉的用量较多时，新生成单质银比例下降，导致银层附着力下降，所以，按质量份计，银粉用量应限定在50～100份，较佳范围60～80份。

2、氧化银粉的影响

试验对象：油性烧结银浆料样品7～11的配方分别为：银粉60g，氧化银粉的量如表2所示，卵磷脂3g，松油醇60g。

其中，油性烧结银浆料样品7～11的制备方法、试验方法、试验条件均匀与“1、银粉的影响”中对应的内容相同。

表2氧化银粉对烧结形成的银层的影响

从表2中可以看出：当氧化银粉的用量较少时，油性烧结银浆料烧结形成的银层会出现附着力不良；但氧化银粉的用量较多时，银层会产生皲裂，所以，按质量份计，氧化银粉用量应限定在50～100份，较佳范围60～90份。

3、卵磷脂的影响

试验对象：油性烧结银浆料样品12～16的配方分别为：银粉60g，氧化银粉80g，卵磷脂的量如表3所示，松油醇60g。

其中，油性烧结银浆料样品12～16的制备方法、试验方法、试验条件均匀与“1、银粉的影响”中对应的内容相同。

表3卵磷脂对烧结形成的银层的影响

从表3中可以看出：当卵磷脂的用量较少时，银浆分散不良，涂布后浆料流平不良；油性烧结银浆料烧结形成的银层会出现不平整；提高卵磷脂用量可改善浆料流动性，但卵磷脂的用量较多时，银浆流动性不再改善，所以，按质量份计，表面活性剂用量应限定在2～3份。

4、松油醇的影响

试验对象：油性烧结银浆料样品17～24的配方分别为：银粉60g，氧化银粉80g，卵磷脂3g，松油醇的量如表4所示。

其中，油性烧结银浆料样品17～22的制备方法、试验方法、试验条件均匀与“1、银粉的影响”中对应的内容相同。

表4松油醇对烧结形成的银层的影响

从表4中可以看出：当松油醇的用量较少时，固含量较高，银浆分散不充分，银浆涂布后流平较差，油性烧结银浆料烧结形成的银层会出现表面不平整；但松油醇的用量较多时，固含量低、银浆涂布过薄，易流挂。所以，按质量份计，松油醇的用量应限定在40～90份，较佳范围50～80份。

实施例1

本实施例提供一种油性烧结银浆料，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉60g、氧化银粉80g，斯盘80 3g和松油醇50g，其中，银粉的平均粒径为3微米，所述氧化银粉的平均粒径为1.5微米。该油性烧结银浆料的制备方法包括：将松油醇加入容器中，再加入斯盘80搅拌溶解，最后加入银粉和氧化银粉，并以560rpm球磨搅拌300min即可。

本实施例提供的油性烧结银浆料在使用时，将该油性烧结银浆料涂于玻璃杯表面，厚度根据需要控制在0.3mm，180℃烘干2h，随炉升温到880℃下烧结4min，随炉降温，即在玻璃杯表面形成银层。

采用“1、银粉的影响”中的试验条件对本实施例提供的油性烧结银浆料烧结后形成在玻璃杯表面的银层性能进行试验。经耐用性试验，玻璃杯表面的银层没有脱皮或分层现象，而且也没有剥落、起泡或脱皮现象；银层的纯度经计算约为99.5％。

实施例2

本实施例提供一种油性烧结银浆料，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉70g、氧化银粉90g，油酸3g和松油醇70g，其中，银粉的平均粒径为5微米，所述氧化银粉的平均粒径为2微米。该油性烧结银浆料的制备方法包括：将松油醇加入容器中，再加入油酸搅拌溶解，最后加入银粉和氧化银粉，并以540rpm球磨搅拌240min即可。

本实施例提供的油性烧结银浆料在使用时，将该油性烧结银浆料涂于玻璃杯表面，厚度根据需要控制在0.1mm，200℃烘干1h，随炉升温到830℃下烧结5min，随炉降温，即在玻璃杯表面形成银层。

采用“1、银粉的影响”中的试验条件对本实施例提供的油性烧结银浆料烧结后形成在玻璃杯表面的银层性能进行试验。经耐用性试验，玻璃杯表面的银层没有脱皮或分层现象，而且也没有剥落、起泡或脱皮现象；银层的纯度经计算约为99.1％。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种油性烧结银浆料，其特征在于，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉50～100份，氧化银粉50～100份，表面活性剂2～3份，松油醇40～90份。

2.根据权利要求1所述的油性烧结银浆料，其特征在于，按重量份数计，主要包括以下组分：银粉60～80份，氧化银粉60～90份，表面活性剂2～3份，松油醇50～80份。

3. 根据权利要求1或2所述的油性烧结银浆料，其特征在于，所述银粉与所述氧化银粉的质量比为1 : 1～1.6。

4.根据权利要求3所述的油性烧结银浆料，其特征在于，所述银粉与所述氧化银粉的质量和占所述油性烧结银浆料的60%～80%。

5.根据权利要求4所述的油性烧结银浆料，其特征在于，所述银粉的平均粒径为0.5～5微米。

6.根据权利要求4所述的油性烧结银浆料，其特征在于，所述氧化银粉的平均粒径为0.5～2微米。

7.根据权利要求1或2所述的油性烧结银浆料，其特征在于，所述表面活性剂为卵磷脂、斯盘80、油酸或硬脂酸。

8.一种权利要求1～7任一项所述的油性烧结银浆料的制备方法，包括步骤：先将松油醇和表面活性剂均匀混合，再加入银粉和氧化银粉进行球磨处理即可。

9.根据权利要求8所述的油性烧结银浆料，其特征在于，所述球磨处理的方法包括采用球磨机以500～600 rpm搅拌120～360 min。