一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，包括以下步驟：1）按照Fe2O3：Cr2O3：Co3O4：NiO=（50～55）：（30～35）：（10～15）：（0～5）的質(zhì)量百分比分別稱取Fe2O3、Cr2O3、Co3O4和NiO，然后將Fe2O3、Cr2O3、Co3O4和NiO混合研磨得到配合料，再將配合料擠壓成型；2）將步驟1）中得到的料擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1200～1250℃下反應燒結(jié)3～5h，得到黑色色料塊；3）將步驟2）中得到的黑色色料塊經(jīng)濕法球磨、過濾和干燥，得到高溫玻璃黑色色料粉體。通過對本發(fā)明制備的色料及用其制得的色釉料測試結(jié)果表明，其中主要含有異晶混合型尖晶石結(jié)構(gòu)主晶相。在實驗范圍內(nèi)，Co3O4引入量增加和提高反應燒結(jié)溫度，都有利于CoCr2O4和CoFe2O4相的生成，對色調(diào)穩(wěn)定和黑色色度的提高均有利。
【專利說明】一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明屬于玻璃裝飾領(lǐng)域，尤其涉及一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]玻璃制品的彩(釉)飾是在其表面施加有色低熔點玻璃態(tài)色釉，經(jīng)過煅燒，形成具有裝飾功效的彩色釉層，達到多姿多彩的裝飾效果。色釉料是玻璃彩飾的主要用料。
[0003]玻璃色釉料按燒結(jié)溫度分為:(a)高溫釉，燒結(jié)溫度600~620°C，線膨脹系數(shù)75~SOXIO+CT1 ;(b)中溫釉，燒結(jié)溫度580~600°C，線膨脹系數(shù)78~δΖΧΚΤΤ1 ;(c)低溫釉，燒結(jié)溫度560~580°C，線膨脹系數(shù)83~86X10_7°C ―1。平板玻璃，特別是現(xiàn)代浮法玻璃都具有較高的熔制溫度和較高的軟化點，因而需要高溫玻璃色釉料進行平板玻璃彩飾。
[0004]色軸料由基礎(chǔ)軸(溶塊)和色料組成，其中色料是王要的發(fā)色物質(zhì)。色軸料的制備通常有兩種方法，一種是熔加法，另一種是磨加法，其中以磨加法比較多見。磨加法是在基礎(chǔ)釉熔塊中加入色料及添加劑，一起混磨而制得。因此，色料是色釉的主體，色料質(zhì)量優(yōu)劣直接影響著色釉對玻璃制品的彩飾效果。
[0005]磨加法的色料一般是由兩種或兩種以上著色元素或化合物按一定配比，在穩(wěn)定的工藝條件下預先制成的混合著色物質(zhì)。通常認為磨加的色料以細分散狀態(tài)分布于色釉中，引起對光線的選擇性吸收和對光的散射而使色釉著色。很多著色物質(zhì)在基礎(chǔ)釉熔化溫度下容易分解或揮發(fā)，需要用磨加法引入。此外，磨加法又一個顯著特點是可用色料方便容易地配制出各種各樣深淺不同的色釉來。
[0006]常見玻璃色釉用的色料有:紅色料、黃色料、藍色料、綠色料、白色料和黑色料等。黑色料是一種重要的玻璃色料，可采用多種色料的混色作用配制而成?，F(xiàn)今比較典型的一種黑色料是同晶混合型尖晶石系顏料，這種晶體結(jié)構(gòu)在釉中不分解，呈色穩(wěn)定。比較常見的是用三種或四種色料配合而成，如鐵鉻鈷的氧化物，鐵鉻鈷和鎳的氧化物，鐵鉻銅的氧化物
坐寸ο
[0007]實際中鐵鉻銅系色料比較適合于用作中溫釉和低溫釉。而且從呈色性能分析，氧化銅的褐色與鐵鉻所形成的補色偏紅，黑色度不純。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008]本發(fā)明的目的為了克服鐵鉻銅系色料的不足，提供了一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為:
[0010]一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，包括以下步驟:
[0011]I)按照 Fe2O3 =Cr2O3:Co3O4 =NiO= (50 ~55):(30 ~35):(10 ~15):(0 ~5)的質(zhì)量百分比分別稱取Fe2O3Xr2O3Xo3O4和NiO，然后將Fe2O3Xr2O3Xo3O4和NiO混合研磨得到配合料，再將配合料擠壓成型；[0012]2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1200~1250°C下反應燒結(jié)3~5h，得到黑色色料塊；
[0013]3)將步驟2)中得到的黑色色料塊經(jīng)濕法球磨、過濾和干燥，得到高溫玻璃黑色色料粉體。
[0014]本發(fā)明進一步改進在于，步驟I)中，按照Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=54:32:12:2的質(zhì)量百分比分別稱取Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO。
[0015]本發(fā)明進一步改進在于，步驟I)中，按照Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=53:33:13:1的質(zhì)量百分比分別稱取Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO。
[0016]本發(fā)明進一步改進在于，步驟I)中，按照 Fe2O3 =Cr2O3:Co3O4:Ni0=52.5:34:12.5:1的質(zhì)量百分比分別稱取Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO。
[0017]本發(fā)明進一步改進在于，步驟I)中，按照Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=50:30:15:5的質(zhì)量百分比分別稱取Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO。
[0018]本發(fā)明進一步改進在于，步驟I)中，按照Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=50:35:15:0的質(zhì)量百分比分別稱取Fe203、Cr2O3和Co304。
[0019]本發(fā)明進一步改進在于，步驟I)中,將Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO放入球磨罐中混合后干法研磨3~5h得到配合料。
[0020]本發(fā)明進一步改進在于，步驟3)中，將步驟2)中得到的黑色色料塊放入球磨機中濕法球磨20~24h。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)效果:
[0022]本發(fā)明一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，該制備方法選擇鐵鉻鈷(鎳)系作玻璃黑色料，從呈色性能分析，氧化鈷的深藍色調(diào)與鐵鉻的紅綠色調(diào)正好互補，得到的黑色顏色純正，另外，從配方和煅燒工藝上嚴格把關(guān)，就可制備出黑色純正，適合于平板玻璃彩飾用的高溫玻璃黑色色釉料。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例2中制備的色料樣品的XRD測試圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例2中制備的色料用磨加法制成的色釉樣品的XRD測試圖。
【【具體實施方式】】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0026]本發(fā)明一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其工藝流程為:原料稱量一配料一干法攪拌混合一壓餅燒結(jié)一濕法球磨一過濾一沉淀物干燥一黑色色料。
[0027]實施例1:
[0028]I)按照 Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=54:32:12:2 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr203、Co3O4和NiO,然后將Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO放入球磨罐中混合后干法研磨3h得到配合料，再將配合料擠壓成型，以使反應物密實，顆粒充分接觸；
[0029]2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1200°C下反應燒結(jié)5h，得到黑色色料塊；
[0030]3)將步驟2)中得到的黑色色料塊放入球磨機中濕法球磨20h，再經(jīng)過濾和干燥，得到黑色度符合要求的高溫玻璃黑色色料粉體。
[0031]實施例2:
[0032]I)按照 Fe2O3:Cr2O3:Co3O4:Ni0=53:33:13:1 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr203、Co3O4和NiO，然后將Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO放入球磨罐中混合后干法研磨4h得到配合料，再將配合料擠壓成型，以使反應物密實，顆粒充分接觸；
[0033]2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1220°C下反應燒結(jié)4h，得到黑色色料塊；
[0034]3)將步驟2)中得到的黑色色料塊放入球磨機中濕法球磨22h，再經(jīng)過濾和干燥，得到黑色度符合要求的高溫玻璃黑色色料粉體。
[0035]實施例3:
[0036]I)按照 Fe2O3:Cr2O3:Co3O4:Ni0=52.5:34:12.5:1 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO，然后將Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO放入球磨罐中混合后干法研磨5h得到配合料，再將配合料擠壓成型，以使反應物密實，顆粒充分接觸；[0037]2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1250°C下反應燒結(jié)3h，得到黑色色料塊；
[0038]3)將步驟2)中得到的黑色色料塊放入球磨機中濕法球磨24h，再經(jīng)過濾和干燥，得到黑色度符合要求的高溫玻璃黑色色料粉體。
[0039]實施例4:
[0040]I)按照 Fe2O3:Cr2O3:Co3O4:Ni0=50:30:15:5 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr203、Co3O4和NiO，然后將Fe203、Cr2O3> Co3O4和NiO放入球磨罐中混合后干法研磨4h得到配合料，再將配合料擠壓成型，以使反應物密實，顆粒充分接觸；
[0041]2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1220°C下反應燒結(jié)4h，得到黑色色料塊；
[0042]3)將步驟2)中得到的黑色色料塊放入球磨機中濕法球磨23h，再經(jīng)過濾和干燥，得到黑色度符合要求的高溫玻璃黑色色料粉體。
[0043]實施例5:
[0044]I)按照 Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=50:35:15:0 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr2O3和Co3O4,然后將Fe203、Cr2O3和Co3O4放入球磨罐中混合后干法研磨3h得到配合料，再將配合料擠壓成型，以使反應物密實，顆粒充分接觸；
[0045]2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1230°C下反應燒結(jié)3h，得到黑色色料塊；
[0046]3)將步驟2)中得到的黑色色料塊放入球磨機中濕法球磨20h，再經(jīng)過濾和干燥，得到黑色度符合要求的高溫玻璃黑色色料粉體。
[0047]為了驗證本發(fā)明一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法的有效性，首先對所制得的高溫玻璃黑色色料粉體進行了 XRD測試分析表征，以明確其主晶相；然后與硅硼鉛系統(tǒng)基礎(chǔ)釉熔塊采用磨加法制成黑色色釉，即先混合均勻，并在580°C預燒后，再進行濕法球磨和干燥，對所得色釉進行XRD測試分析表征；隨后將色釉用調(diào)和油調(diào)和，絲網(wǎng)印刷在浮法平板玻璃上，用SC-80型色度儀測量亮度、色飽和度、色差等值；最后進行釉燒，以確定這種高溫色釉的釉燒溫度。[0048]針對高溫玻璃黑色色料粉體的XRD測試結(jié)果表明，黑色色料屬于異晶混合型尖晶石結(jié)構(gòu)，主晶相為CoCr2O4和(Fea6Cra4)2O3，參見圖1。從多個樣品的XRD分析結(jié)果知，在配方范圍內(nèi)，Co3O4的引入量增加，CoCr2O4尖晶石的生成量增加，合成的黑色料顏色變深；而Fe2O3引入量過多時,易在之后的絲網(wǎng)印刷中產(chǎn)生小疵點。
[0049]黑色色釉的XRD測試結(jié)果表明，黑色色釉的主晶相為:COCr204、CoFe2O4和CiY3Fea7O3，參見圖2。從多個樣品的XRD分析結(jié)果知，色料煅燒溫度對色釉的主晶相和呈色有實質(zhì)性影響。在煅燒溫度范圍內(nèi)，隨溫度提高CoFe2O4晶相增加，而Crh3Fea7O3晶相有減少趨勢，有利于黑色的呈色穩(wěn)定和純正。
[0050]對色釉料色度的檢測結(jié)果表明，色釉的顏色變化特征也符合上述色料的組成變化和煅燒溫度變化規(guī)律，即在實驗范圍內(nèi)Co3O4的引入量稍多一些，煅燒溫度稍高一些，都有利于黑色度的穩(wěn)定和純正。
[0051 ] 下表列出了三組樣品的色度檢測結(jié)果。
[0052]
【權(quán)利要求】
1.一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)按照Fe2O3 =Cr2O3:Co3O4 =NiO= (50 ~55): (30 ~35):(10 ~15): (O ~5)的質(zhì)量百分比分別稱取Fe2O3Xr2O3Xo3O4和NiO，然后將Fe2O3Xr2O3Xo3O4和NiO混合研磨得到配合料，再將配合料擠壓成型； 2)將步驟I)中得到的擠壓成型后的配合料放入高溫電熱爐中，在1200~1250°C下反應燒結(jié)3~5h，得到黑色色料塊； 3)將步驟2)中得到的黑色色料塊經(jīng)濕法球磨、過濾和干燥，得到高溫玻璃黑色色料粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟 O 中，按照 Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=54:32:12:2 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr2O3>Co3O4 和 NiO。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟 O 中，按照 Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=53:33:13:1 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr2O3>Co3O4 和 NiO。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟O中，按照Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=52.5:34:12.5:1的質(zhì)量百分比分別稱取Fe203、Cr2O3、Co3O4 和 NiO。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟 O 中，按照 Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=50:30:15:5 的質(zhì)量百分比分別稱取 Fe203、Cr2O3>Co3O4 和 NiO。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟I)中，按照Fe2O3 =Cr2O3 =Co3O4:Ni0=50:35:15:0的質(zhì)量百分比分別稱取Fe2O3Xr2O3和CO3O4 °
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟I)中，將Fe2O3Xr2O3Xo3O4和NiO放入球磨罐中混合后干法研磨3~5h得到配合料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平板玻璃高溫黑色色料粉體的制備方法，其特征在于，步驟3)中，將步驟2)中得到的黑色 色料塊放入球磨機中濕法球磨20~24h。
【文檔編號】C03C8/14GK103880286SQ201410035711
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】張超武, 徐彬, 繆金良, 時春輝, 宋大龍, 王芬, 麥杰鋒 申請人:陜西科技大學