CN110818269A - 一种低熔点玻璃粉及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低熔点玻璃粉，采用以下按质量百分含量配比的原料制备：SiO2 10‑40％,B2O3 5‑20％,Bi2O3 20‑60％,Al2O3 5‑10％,Nb2O5 1‑8％,Fe2O3 0‑3％,TiO2 2‑6％,ZnO 5‑10％,BaO 2‑6％,Li2O 1‑6％,Na2O 2‑8％,K2O 1‑5％。该低熔点玻璃粉，不含有Pb、Cd和卤族元素等对环境有害的元素，玻璃粉中各原料的协同作用使玻璃网络结构致密且完整，同时降低玻璃粉的软化温度；采用该低熔点玻璃粉制备的抗划伤浆料具有产品表面硬度高、附着力好的性能，适用于建筑、家电等玻璃的表面涂装。

Description

一种低熔点玻璃粉及其制备方法与应用
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与应用。
背景技术
玻璃浆料是一种印刷在玻璃基体上经过580-750℃钢化后可与基体玻璃牢固粘结的材料。在玻璃制品表面印刷浆料制品，使其具有一定的美观性和功能性。玻璃制品的使用条件较严苛，在使用过程中不可避免的与外界物质进行接触并产生刮擦，为保证其使用寿命和使用时的舒适感，因此需要附着在玻璃制品表面的浆料具有优异的抗划伤性能。
浆料的抗划伤性能与玻璃粉的软化温度、浆料的表面硬度及浆料的网络结构有关。浆料软化温度较低时，其在熔融过程中流平性好，因此浆料釉面平整度较好，且不存在凹坑等缺陷，可避免浆料划伤。浆料的表面硬度高和网络结构的致密可进一步增强浆料的抗划伤性能。
目前现有的低熔点玻璃浆料制品中，其抗划伤性能较差，划伤后其各项使用性能受到影响，使得其耐酸性能、抗冲击性能、遮光性能及表面光泽度均下降。因此，研发出一种具有抗划伤性能的低熔点浆料很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种低熔点玻璃粉及其制备方法，以及使用该低熔点玻璃粉制备得到的抗划伤浆料，该抗划伤浆料不含有对环境有害的Pb、Cd和卤族元素，通过各物质的协同作用使玻璃网络结构致密且完整，同时玻璃粉的软化温度低使其具有优异的抗划伤性能；在600℃-700℃钢化后釉面光泽度好、硬度高、附着力好，尤其适用于建筑玻璃、家电玻璃等的表面涂装。
为了实现以上目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种低熔点玻璃粉，采用以下按质量百分含量配比的原料制备：
SiO2 10-40％,B2O3 5-20％,Bi2O3 20-60％,Al2O3 5-10％,Nb2O5 1-8％,Fe2O3 0-3％,TiO2 2-6％,ZnO 5-10％,BaO 2-6％,Li2O 1-6％,Na2O 2-8％,K2O 1-5％。
进一步的，所述玻璃粉的粒径为3-7μm。
进一步的，所述玻璃粉的软化点为500-560℃。
一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、原料预混：将原料按配比称取加入混料机中混合均匀，得到预混料；
S2、玻璃熔制：将步骤S1得到的预混料置于坩埚中，将其放入马弗炉中升温熔制，待熔制完成后，取出坩埚，将坩埚内的玻璃液进行水淬，得到玻璃熔块；
S3、熔块研磨：将步骤S2得到的玻璃熔块置于球磨机中，并加入球磨介质进行研磨，得到玻璃料浆；
S4、烘干：将步骤S3得到的玻璃料浆在烘箱中进行烘干，得到粗制玻璃粉；
S5、过筛：将步骤S4得到的粗制玻璃粉用筛网过筛，得到低熔点玻璃粉。
进一步的，所述步骤S2中熔融温度为1100℃-1300℃，烧制时间为1-2h。
进一步的，所述步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2-5h；所述步骤S4中烘箱温度为100-150℃。
进一步的，所述步骤S5中筛网的目数为1500目。
采用上述低熔点玻璃粉制备得到的一种抗划伤浆料，通过以下方法制备：向所述的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，所述低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料。
进一步的，所述黑色色素为铜铬黑色素，所述铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
进一步的，所述抗划伤浆料的抗划伤性能大于15N。
本发明的有益效果是：
本发明制备的低熔点玻璃粉，不含有对环境有害的Pb、Cd和卤族元素，通过碱土金属和碱金属的协同作用使得玻璃粉的软化温度降低的同时，又能维持浆料的硬度；在低熔点玻璃粉的原料中加入Al2O3和Fe2O3，能明显增大浆料的划痕硬度，其体系内含有一定量的Al3+能起到补网的作用，Nb5+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；在该低熔点玻璃粉各原料的协同作用下，使浆料在600℃-700℃钢化后釉面光泽度好、硬度高、附着力好、抗划伤性能好，尤其适用于建筑玻璃、家电玻璃的表面涂装。
具体实施方式
本发明实施例所采用一种低熔点玻璃粉配方及制备工艺参数如下表1所示：
表1：低熔点玻璃粉配方及制备工艺参数
Figure BDA0002294784420000031
Figure BDA0002294784420000041
实施例1
一种低熔点玻璃粉的制备方法，包括以下制备步骤：
S1、原料预混：将上表1中原料按配比称取加入混料机中混合均匀，得到预混料；
S2、玻璃熔制：将步骤S1得到的预混料置于坩埚中，将其放入马弗炉中升温熔制，待熔制完成后，取出坩埚，将坩埚内的玻璃液进行水淬，得到玻璃熔块；
S3、熔块研磨：将步骤S2得到的玻璃熔块置于球磨机中，并加入球磨介质进行研磨，得到玻璃料浆；
S4、烘干：将步骤S3得到的玻璃料浆在烘箱中进行烘干，得到粗制玻璃粉；
S5、过筛：将步骤S4得到的粗制玻璃粉用筛网过筛，得到低熔点玻璃粉。
在本实施例中，步骤S2中熔融温度为1100℃，烧制时间为1h；步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2h，得到的玻璃料浆的粒径为3-7μm；步骤S4中烘箱温度为100-150℃；步骤S5中筛网的目数为1500目。
实施例2
按上表1中指定的原料配比重复实施例1的制备方法，但在本实施例中，步骤S2中熔融温度为1200℃，烧制时间为1h；步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2h，得到的玻璃料浆的粒径为3-7μm；步骤S4中烘箱温度为100-150℃；步骤S5中筛网的目数为1500目。
实施例3
按上表1中指定的原料配比重复实施例1的制备方法，但在本实施例中，步骤S2中熔融温度为1150℃，烧制时间为1h；步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2h，得到的玻璃料浆的粒径为3-7μm；步骤S4中烘箱温度为100-150℃；步骤S5中筛网的目数为1500目。
实施例4
按上表1中指定的原料配比重复实施例1的制备方法，但在本实施例中，步骤S2中熔融温度为1180℃，烧制时间为1h；步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2h，得到的玻璃料浆的粒径为3-7μm；步骤S4中烘箱温度为100-150℃；步骤S5中筛网的目数为1500目。
实施例5
按上表1中指定的原料配比重复实施例1的制备方法，但在本实施例中，步骤S2中熔融温度为1250℃，烧制时间为2h；步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2h，得到的玻璃料浆的粒径为3-7μm；步骤S4中烘箱温度为100-150℃；步骤S5中筛网的目数为1500目。
实施例6
按上表1中指定的原料配比重复实施例1的制备方法，但在本实施例中，步骤S2中熔融温度为1100℃，烧制时间为1h；步骤S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2h，得到的玻璃料浆的粒径为3-7μm；步骤S4中烘箱温度为100-150℃；步骤S5中筛网的目数为1500目。
本发明采用实施例1-6制得的低熔点玻璃粉所制备的抗划伤浆料的具体实施方式如下：
实施例7
向实施例1得到的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料1。
在本实施例中，黑色色素为铜铬黑色素，铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
实施例8
向实施例2得到的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料2。
在本实施例中，黑色色素为铜铬黑色素，铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
实施例9
向实施例3得到的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料3。
在本实施例中，黑色色素为铜铬黑色素，铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
实施例10
向实施例4得到的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料4。
在本实施例中，黑色色素为铜铬黑色素，铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
实施例11
向实施例5得到的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料5。
在本实施例中，黑色色素为铜铬黑色素，铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
实施例12
向实施例6得到的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料6。
在本实施例中，黑色色素为铜铬黑色素，铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
本发明根据实施例1-6制得的低熔点玻璃粉所制备的抗划伤浆料的性能参数如下表2所示：
表2：抗划伤玻璃浆料的性能参数
Figure BDA0002294784420000071
Figure BDA0002294784420000081
试验结论：采用本发明实施例1-6制得的低熔点玻璃粉制备得到的抗划伤浆料不含有对环境有害的Pb、Cd和卤族元素，在保留现有浆料的优良特性的基础上，降低了浆料的软化温度，提高了浆料的抗划伤性能；在本发明低熔点玻璃粉各原料的协同作用下，用其制备得到的浆料具有光泽度好、硬度高、附着力好、抗划伤性能强的优点，尤其适用于建筑玻璃、家电玻璃等的表面涂装，便于推广和使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低熔点玻璃粉，其特征在于，该玻璃粉采用以下按质量百分含量配比的原料制备：
SiO2 10-40％,B2O3 5-20％,Bi2O3 20-60％,Al2O3 5-10％,Nb2O5 1-8％,Fe2O3 0-3％,TiO2 2-6％,ZnO 5-10％,BaO 2-6％,Li2O 1-6％,Na2O 2-8％,K2O 1-5％。
2.根据权利要求1所述的一种低熔点玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的粒径为3-7μm。
3.根据权利要求2所述的一种低熔点玻璃粉，其特征在于，所述玻璃粉的软化点为500-560℃。
4.根据权利要求3所述的一种低熔点玻璃粉的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S1、原料预混：将原料按配比称取加入混料机中混合均匀，得到预混料；
S2、玻璃熔制：将步骤S1得到的预混料置于坩埚中，将其放入马弗炉中升温熔制，待熔制完成后，取出坩埚，将坩埚内的玻璃液进行水淬，得到玻璃熔块；
S3、熔块研磨：将步骤S2得到的玻璃熔块置于球磨机中，并加入球磨介质进行研磨，得到玻璃料浆；
S4、烘干：将步骤S3得到的玻璃料浆在烘箱中进行烘干，得到粗制玻璃粉；
S5、过筛：将步骤S4得到的粗制玻璃粉用筛网过筛，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S2中熔融温度为1100℃-1300℃，烧制时间为1-2h。
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S3中玻璃熔块和球磨介质的质量比为1：0.4，研磨时间为2-5h；所述步骤S4中烘箱温度为100-150℃。
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S5中筛网的目数为1500目。
8.采用权利要求1至3任一所述低熔点玻璃粉制备得到的抗划伤浆料，其特征在于，所述抗划伤浆料通过以下方法制备：向所述的低熔点玻璃粉中加入黑色色素和调墨油，所述低熔点玻璃粉、黑色色素和调墨油的质量比为3:1:1；将三者进行充分混合，混合均匀后，将得到的混合料加入到三辊研磨机中混合3-5次，得到抗划伤浆料。
9.根据权利要求8所述的一种抗划伤浆料，其特征在于，所述黑色色素为铜铬黑色素，所述铜铬黑色素的粒径为1-3μm，所用调墨油为水性调墨油。
10.根据权利要求9所述的一种抗划伤浆料，其特征在于，所述抗划伤浆料的抗划伤性能大于15N。
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