CN116119929A - 一种彩色微晶玻璃及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于微晶玻璃技术领域，具体公开了一种彩色微晶玻璃及其制备方法和应用，制备方法具体包括以下步骤，(1)将微晶玻璃混合料在1450‑1550℃下熔融，均化澄清得到微晶玻璃液；(2)将色料加入至步骤(1)得到的微晶玻璃液中进行振荡分散，混合均匀后通过压延法或浇注法得到微晶玻璃板；(3)对步骤(2)得到的微晶玻璃板进行热处理的同时将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面即可。本发明的彩色微晶玻璃具有温敏变色性能，用作加热设备的面板可以指示温度升温起到警示提醒的作用，具有较好的应用前景，且本发明采用的热处理工艺提高了温敏变色涂层的粘结强度，使得温敏变色涂层的使用寿命得以提高。
Description
技术领域
本发明属于微晶玻璃技术领域，尤其涉及一种彩色微晶玻璃及其制备方法和应用。
背景技术
微晶玻璃是化学成份和熔化要求很高的特定组成玻璃，在一定温度下热处理后变成有微晶体和玻璃相均匀分布的复合材料，也称作陶瓷玻璃。
彩色微晶玻璃制造时是将色料流入微晶玻璃液内，再通过成型、热处理得到的，另外，由于彩色微晶玻璃具有低膨胀系数、机械强度高化学稳定性及热稳定性好、使用温度高及坚硬耐磨等优良性能，因此可用作加热设备的面板，但是目前彩色微晶玻璃应用于加热设备的面板而言，若其具备温敏变色性能，可以指示温度升温变化起到警示提醒的作用，则会使扩大微晶玻璃的应用前景。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种彩色微晶玻璃及其制备方法和应用。
本发明的具体技术方案包括：
本发明提供了一种彩色微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤，
(1)制备微晶玻璃液，将微晶玻璃混合料在1450-1550℃下熔融，均化澄清得到微晶玻璃液；
(2)制备微晶玻璃板，将色料加入至步骤(1)得到的微晶玻璃液中进行振荡分散，混合均匀后通过压延法或浇注法得到微晶玻璃板；
(3)制备温敏变色涂层，微晶玻璃液对步骤(2)得到的微晶玻璃板进行热处理的同时将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面即可。
作为本发明的进一步优化方案，步骤(1)中，所述微晶玻璃混合料按重量百分比包括SiO2：60-65％、CaO：10-15％、Na2O8-12％、Al2O3：3-5％、F：5-10％、Sb2O3：0.5-1％、SnO2：0.5-1％。
作为本发明的进一步优化方案，步骤(2)中，所述温敏变色涂料按重量百分比包括：颜填料30-50％、制浆溶剂2-10％、制浆助剂1-5％、成膜乳液30-50％、感温变色粉5-10％以及纳米二氧化硅10-20％，其中，颜填料为钛白粉、高岭土或硅藻土中的一种，粒径小于等于80μm，起到调节颜色与填充作用，制浆溶剂可以为水，制浆助剂由润湿剂、防冻剂、分散剂、第一消泡剂、第一增稠剂、抗菌剂和pH调节剂组成，成膜乳液可以选择聚氨酯乳液、苯丙乳液或乙丙溶液中的一种。
作为本发明的进一步优化方案，步骤(2)中，所述色料选用的颜色与温敏变色涂料的呈色相区别，色料包含以下元素中的一种，该元素为铜、铁、镍、钛、锰、铬、钴或钒的氧化物和氯化物；
感温变色粉为一类可随温度变化而反复变色的微胶囊，微胶囊以电子转移型有机化合物为发色体系，以透明外壳为保护层，也称为感温变色粉，如采用黄色变色粉、红色变色粉、绿色变色粉或者蓝色变色粉，粒径小于等于40μm，一般粒径越小，色彩越均匀。
作为本发明的进一步优化方案，步骤(3)中，步骤(3)中，热处理操作具体为，对步骤(2)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为600-800℃，晶化时间8-12h，再进行一次退火，一次退火温度为200-300℃，退火时间1-3h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后升温至300-500℃保温1-3h，再进行二次退火，二次退火温度为100-200℃，退火时间1-3h，最后冷却即可。
本发明还提供了一种如上述任一所述的制备方法制备得到的一种彩色微晶玻璃。
本发明还提供了一种如上述所述的彩色微晶玻璃在加热设备中的应用。
综上所述，本发明的有益效果为：
(1)本发明的彩色微晶玻璃具有温敏变色性能，在温度升高至一定程度时表面温敏变色图层呈色褪去，彩色微晶玻璃的呈现显现，加热停止后，随着微晶玻璃表面温度降至环境温度一致，玻璃变色涂层的呈色再次显示，因而可作为加热设备的面板可以指示温度升温起到警示提醒的作用，具有较好的应用前景。
(2)按照本发明给出的热处理方式操作得到的彩色微晶玻璃产品的涂层粘结强度具有较大程度的提高，进而使得温敏变色涂层的使用寿命得以提高。
具体实施方式
下面对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请做出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例提供了一种彩色微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)制备微晶玻璃液，将微晶玻璃混合料在1450-1550℃下熔融，均化澄清得到微晶玻璃液，其中，所述微晶玻璃混合料按重量百分比包括SiO2：60％、CaO：15％、Na2012％、Al2O3：5％、F：6％、Sb2O3：1％、SnO2：1％；
(2)制备微晶玻璃板，将色料加入至步骤(1)得到的微晶玻璃液中进行振荡分散，混合均匀后通过压延法或浇注法得到微晶玻璃板，在本实施例中，色料选择氯化铜，色料的用量为微晶玻璃混合料重量的20％；
(3)制备温敏变色涂料，按照配方量，即颜填料30％、制浆溶剂10％、制浆助剂5％、成膜乳液30％、感温变色粉10％以及纳米二氧化硅15％，准确称取各组分，使用的感温变色粉的颜色与氯化铜的颜色相区别，在本实施例中，温敏变色涂料的用量为微晶玻璃混合料重量的20％；
将颜填料、制浆溶剂和制浆助剂通过高速分散机在400rmp-2000rmp的速度研磨15-60min，得到制浆部分，将成膜乳液、感温变色粉以及纳米二氧化硅在在200rmp-600rmp研磨10-30min后与制浆部分混合，得到温敏变色涂料，其中，颜填料选择高岭土，制浆溶剂为水，制浆助剂由润湿剂、防冻剂、分散剂、第一消泡剂、第一增稠剂、抗菌剂和pH调节剂组成，成膜乳液选择聚氨酯乳液。
(4)制备温敏变色涂层，对步骤(3)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为800℃，晶化时间8h，再进行一次退火，一次退火温度为300℃，退火时间1h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后升温至500℃保温1h，再进行二次退火，二次退火温度为100℃，退火时间3h，最后冷却后进行切割后处理即可。
实施例2
本实施例提供了一种彩色微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将微晶玻璃混合料在1450-1550℃下熔融，均化澄清得到微晶玻璃液，其中，所述微晶玻璃混合料按重量百分比包括SiO2：65％、CaO：15％、Na2010％、Al2O3：3％、F：5％、Sb2O3：1％、SnO2：1％；
(2)与实施例1相同，色料选择氯化铁，色料的用量为微晶玻璃混合料重量的20％；
(3)按照配方量，即颜填料30％、制浆溶剂10％、制浆助剂5％、成膜乳液30％、感温变色粉5％以及纳米二氧化硅20％，使用的感温变色粉的颜色与氯化铁的颜色相区别，用量及制备方法同实施例1；
(4)对步骤(3)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为600℃，晶化时间12h，再进行一次退火，一次退火温度为200℃，退火时间1h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后升温至300℃保温1h，再进行二次退火，二次退火温度为100℃，退火时间1h，最后冷却即可。
实施例3
本实施例提供了一种彩色微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)(1)将微晶玻璃混合料在1450-1550℃下熔融，均化澄清得到微晶玻璃液，其中，所述微晶玻璃混合料按重量百分比包括SiO2：65％、CaO：15％、Na2010％、Al2O3：3％、F：5％、Sb2O3：1％、SnO2：1％；
(2)与实施例1相同，本实施例中，色料选择二氧化钒，色料的用量为微晶玻璃混合料重量的20％；
(3)按照配方量，即颜填料35％、制浆溶剂5％、制浆助剂5％、成膜乳液35％、感温变色粉10％以及纳米二氧化硅10％，使用的感温变色粉的颜色与二氧化钒的颜色相区别，色料的用量为微晶玻璃混合料重量的20％，用量及制备方法同实施例1；
(4)对步骤(3)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为600℃，晶化时间8h，再进行一次退火，一次退火温度为300℃，退火时间3h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后升温至500℃保温3h，再进行二次退火，二次退火温度为100℃，退火时间3h，最后冷却即可。
验证试验
1、彩色微晶玻璃的温敏变色试验
实施例1制得的彩色微晶玻璃常温下的颜色呈现为温敏变色涂层的呈色，随后对微晶玻璃表面做升温处理，当温度达到75℃时，表面温敏变色涂层的颜色褪去，彩色微晶玻璃自身蓝绿色的呈色显现，对微晶玻璃表面做降温处理时，将玻璃表面降至与测试环境(25℃)一致时，玻璃变色涂层的呈色再次显示。
实施例2制得的彩色微晶玻璃常温下的颜色呈现为温敏变色涂层的呈色，随后对微晶玻璃表面做升温处理，当温度达到70℃时，表面温敏变色涂层的颜色褪去，彩色微晶玻璃自身黑棕色的呈色显现，对微晶玻璃表面做降温处理时，将玻璃表面降至与测试环境(25℃)一致时，玻璃变色涂层的呈色再次显示。
实施例3制得的彩色微晶玻璃常温下的颜色呈现为温敏变色涂层的呈色，随后对微晶玻璃表面做升温处理，当温度达到75℃时，表面温敏变色涂层的颜色褪去，彩色微晶玻璃自身深蓝色的呈色显现，对微晶玻璃表面做降温处理时，将玻璃表面降至与测试环境(25℃)一致时，玻璃变色涂层的呈色再次显示。
经过温敏变色试验可知，本发明的彩色微晶玻璃具有温敏变色性能，在温度升高至一定程度时表面温敏变色图层呈色褪去，彩色微晶玻璃的呈现显现，加热停止后，随着微晶玻璃表面温度降至环境温度一致，玻璃变色涂层的呈色再次显示，因而可作为加热设备的面板可以指示温度升温起到警示提醒的作用，具有较好的应用前景。
2、为验证制备方法对彩色微晶玻璃成品的影响，设置以下对比例：
对比例1
与实施例1所采用的制备方法不同在于步骤(4)，对步骤(3)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为800℃，晶化时间8h，再进行一次退火，一次退火温度为300℃，退火时间1h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后再进行二次退火，二次退火温度为100℃，退火时间3h，最后冷却后进行切割后处理即可。
对比例2
与实施例1所采取的制备方法不同在于步骤(4)，对步骤(3)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为800℃，晶化时间8h，再进行一次退火，一次退火温度为300℃，退火时间1h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后升温至500℃保温1h，最后冷却后进行切割后处理即可。
对比例3
与实施例1所采取的制备方法不同在于步骤(4)，对步骤(3)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为800℃，晶化时间8h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，最后冷却后进行切割后处理即可。
将相同大小的实施例1-3以及对比例1-3制得的彩色微晶玻璃产品按JC/T872-2000标准进行检测，另外利用涂层粘结强度检测仪测试各组彩色微晶玻璃产品表面涂层的粘结强度，得到的彩色微晶玻璃产品的性能参数表如表1所示，
表1.彩色微晶玻璃产品的性能参数表
由表1结果显示，本发明实施例1-3的检验结果均符合JC/T872-2000标准中的技术要求，且产品性能要优于对比例1-3，尤其是按照本发明给出的热处理方式操作得到的彩色微晶玻璃产品的涂层粘结强度相对较对比例1-3具有较大程度的提高，使得涂层使用寿命得以提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种彩色微晶玻璃的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤，
(1)制备微晶玻璃液，将微晶玻璃混合料在1450-1550℃下熔融，均化澄清得到微晶玻璃液；
(2)制备微晶玻璃板，将色料加入至步骤(1)得到的微晶玻璃液中进行振荡分散，混合均匀后通过压延法或浇注法得到微晶玻璃板；
(3)制备温敏变色涂层，对步骤(2)得到的微晶玻璃板进行热处理的同时将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面即可。
2.根据权利要求1所述的一种彩色微晶玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述微晶玻璃混合料按重量百分比包括SiO2：60-65％、CaO：10-15％、Na2O8-12％、Al2O3：3-5％、F：5-10％、Sb2O3：0.5-1％、SnO2：0.5-1％。
3.根据权利要求1所述的一种彩色微晶玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述温敏变色涂料按重量百分比包括：颜填料30-50％、制浆溶剂2-10％、制浆助剂1-5％、成膜乳液30-50％、感温变色粉5-10％以及纳米二氧化硅10-20％。
4.根据权利要求1所述的一种彩色微晶玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述色料选用的颜色与温敏变色涂料的呈色相区别。
5.根据权利要求1所述的一种彩色微晶玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，热处理操作具体为，对步骤(2)得到的微晶玻璃板先进行晶化，晶化温度为600-800℃，晶化时间8-12h，再进行一次退火，一次退火温度为200-300℃，退火时间1-3h，对微晶玻璃板保温，将温敏变色涂料浸渍在微晶玻璃板表面，随后升温至300-500℃保温1-3h，再进行二次退火，二次退火温度为100-200℃，退火时间1-3h，最后冷却即可。
6.根据权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的一种彩色微晶玻璃。
7.一种如权利要求6所述的彩色微晶玻璃在加热设备中的应用。
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