本發(fā)明涉及一種高硼硅玻璃的制備方法，特別涉及一種紅色高硼硅玻璃的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的提高，顏色玻璃越來越受到人們的關(guān)注。紅色玻璃以其鮮艷的色彩尤其受到消費者的青睞。通過高溫熔制方法可以制備的紅色玻璃有：大紅色的硒鎘紅玻璃、暗紅色的銅紅玻璃、玫瑰紅色的金紅玻璃、紫羅蘭紅色的釹紅玻璃、粉紅色的鉺紅玻璃、櫻桃紅色的銻紅玻璃。到目前為止，硒鎘紅玻璃的生產(chǎn)技術(shù)最為成熟，生產(chǎn)最穩(wěn)定，應(yīng)用最廣泛。硒鎘紅玻璃雖然顏色亮麗，但是由于玻璃中含有鎘，根據(jù)歐盟各國頒布的電器與電子設(shè)備廢棄物處理法(Waste Electnical and Electronic Equipment,WEEE)，已在2008年禁止使用含Pb、Cd、Hg、Tl的材料。我國2006年1月1日將鉛、鎘、汞和鉍等列為重污染元素。因此，硒鎘紅玻璃已經(jīng)在使用中受到限制。因此，制備出色澤均勻、顏色亮麗的紅色高硼硅玻璃是解決有毒顏色玻璃問題的一種有效辦法。
CN200910220072.6(大連工業(yè)大學(xué).一種玫瑰紅色硼硅玻殼燈泡的制備方法：中國,CN200910220072.6[P].2010-5-12.)將CuCl、AgNO3混和均勻制成金屬熔鹽，將預(yù)熱過的硼硅玻殼燈泡放入保溫，取出，冷卻，去掉熔鹽，用水沖洗干凈晾干后將再次預(yù)熱的硼硅玻殼燈泡放在還原氣氛中進行二次熱處理，自然冷卻，得到玫瑰紅色硼硅玻殼燈泡。此方法操作方便、成本低廉、適合規(guī)模生產(chǎn)、轉(zhuǎn)產(chǎn)靈活，制品透明、著色均勻。
CN201410082529.2(曹小松.紅色仿石微晶玻璃及其制備方法：中國,CN201410082529.2[P].2014-7-2.)以硅鈣鎂鋰鋇為主要成分，氧化鉺和三氯化金為著色劑，用稀土金屬改善性能，成型后得到微晶玻璃呈紅色、強度和硬度可滿足需求， 但其原料成本高。
CN201010184813.2(浙江大學(xué).含釹紫紅色微晶玻璃及其制備方法：中國,CN201010184813.2[P].2010-9-29.)以二氧化硅，氧化鋰，氧化鋁，氧化鎂、氧化鋅、氧化鋇和氧化硼的混合物，氧化鈦，氧化鉀和氧化鈉的混合物，三氧化二銻為基料，硝酸釹為著色劑，摻入量為基料重量百分比的0.1～2％。將基料與硝酸釹混合均勻后球磨，然后依次經(jīng)熔制、成型、退火和熱處理。此方法制備而得的含釹紫紅色微晶玻璃顏色穩(wěn)定、純正，抗折強度高，但其原料組分多，不易獲取，工藝復(fù)雜。
胡志強.金屬熔鹽離子注入法制造紅外線燈泡硼硅玻殼玫瑰紅色涂層[Z]大連工業(yè)大學(xué).2009.采用金屬熔鹽法進行著色，得到玫瑰紅色硼硅玻殼燈泡色澤鮮艷、均勻透明、性能穩(wěn)定，其設(shè)備比較簡單，操作方便，但只適合小規(guī)模生產(chǎn)。
CN200610053862.6(李軍根.一種大紅玻璃的生產(chǎn)工藝:中國,[P].2007-3-28.)以SiO2、Al2O3、Sn、K2O、Na2O、ZnO、B2O3、CdO為原料，按比例均勻混合，在封閉的爐窯中燒制，形成毛坯，將選過的毛胚投入顯色爐中加熱至達(dá)到玻璃軟化區(qū)域呈大紅顯色時為止。此生產(chǎn)工藝簡單，玻璃在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生磁化，避免了發(fā)生雜色和色差現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，原材料損耗浪費少，更適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。但其反應(yīng)完成困難，反應(yīng)周期長，。
CN200410066744.X(中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所.摻鉻離子發(fā)紅光玻璃及其制造方法:中國,CN200410066744.X[P].2005-3-2.)以SiO2(45.0-68.0wt％)，B2O2(5.0-50.0wt％)，Al2O2(0.0-15.0wt％)，Na2O(0.0-20.0wt％)，CaO(0.0-15.0wt％)Cr2O2(0.01-2.5wt％)，NH3(0.01-3.0wt％)為玻璃組成，先制備出含鉻硅酸鹽玻璃，將該玻璃粉碎后摻入B2O3和NH4NO3放入帶蓋的白金坩堝中，在1400℃的高溫下制成含鉻硼硅酸鹽玻璃再將其放入高溫爐中，在600℃熱處理40小時后冷卻獲得摻鉻離子發(fā)紅光玻璃。此方法成本高，高溫操作，制備時間長,工藝復(fù)雜，不 適合工業(yè)化生產(chǎn)。
CN200910155219.8(浙江工業(yè)大學(xué).一種中硼硅大紅玻璃及制備方法:中國,CN200910155219.8[P].2010-6-2.)通過改進含鉛晶質(zhì)玻璃配方，以無機顏料鎘黃與硒粉為著色劑，制備出一種中硼硅大紅玻璃。其生產(chǎn)工藝操作過程簡單，成本低產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，著色均勻，不會出現(xiàn)色差現(xiàn)象，但其不適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
CN200810200833.7(東華大學(xué).一種銻紅寶石玻璃配方及其制備方法:中國,CN200810200833.7[P].2009-3-11.)其組分包括：SiO2、Na2O、K2O、CaO、B2O3、Sb2O3、S、C、著色穩(wěn)定劑CuO，按配方稱取原料，研磨，混合均勻，熔制，成型后迅速放入馬弗爐退火，自然冷卻到室溫后顯色得到銻紅寶石玻璃。此制備過程無毒和低毒化，對人體無害，所得的玻璃中不含有重度污染元素且很好的控制了顯色穩(wěn)定性，但其操作復(fù)雜，反應(yīng)時間長，產(chǎn)量低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
CN200710308077.5(浙江工業(yè)大學(xué).一種大紅晶質(zhì)玻璃的配方及其制備工藝:中國,CN200710308077.5[P].2008-7-9.)以SiO2，Na2O或K2O，B2O3，PbO，ZnO，鎘紅為主要原料按組分量混合均勻，熔融，澄清，澆注成型后立即退火，再將樣品進行熱處理顯色，直到玻璃產(chǎn)生預(yù)期的大紅色為止。此方法制備的大紅含鉛晶質(zhì)玻璃質(zhì)量穩(wěn)定，著色均勻，不會出現(xiàn)色差現(xiàn)象，且制備工藝操作過程簡單，成本低廉，適于工業(yè)化生產(chǎn)，但其反應(yīng)周期長，顯色結(jié)果不好判斷。
CN201210215950.7(華南理工大學(xué).一種紅色硅酸鹽玻璃及其制備方法:中國,CN201210215950.7[P].2012-10-17.)以SiO2，Li2O，Na2O，K2O，B2O3，Al2O3，P2O5，MgO，CaO，BaO，ZnO，TiO2，Bi2O3，ZrO2，SrO為原料進行稱量，球磨，混勻，熔制，成型，冷卻，退火得到紅色硅酸鹽玻璃。此方法的著色劑廉價，制備過程簡單易行，制備的紅色玻璃，著色均勻，熱穩(wěn)定性好，且可調(diào)整組分，實現(xiàn)玻璃顏色的變化，有望獲得廣泛的應(yīng)用，但其原料組成復(fù)雜，不易獲取，生產(chǎn)成本高， 不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
CN201010142435.1(徐州康騰微晶玻璃制品科技有限公司.紅色微晶玻璃及其制造方法:中國,CN201010142435.1[P].2011-10-5.)以金紅石礦渣，石英砂，石灰石，純堿，氧化鋅，碳酸鋇，氧化鐵，氧化銅，二氧化錳，煤粉，硼砂，氧化鉻，為原料配比混合后經(jīng)熔化、水淬及晶化成型得到紅色微晶玻璃。此方法可降低成本、延長設(shè)備使用年限，并可降低玻璃熔化溫度、降低能耗，是一種綠色環(huán)保型建筑裝飾材料，但其操作過程復(fù)雜，不易掌握。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種配方組成少、工藝過程簡單的大紅色玻璃的制備方法，按照本發(fā)明制備方法得到的大紅色玻璃產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，玻璃的著色均勻，且制備工藝操作過程簡單，成本低廉，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
1)首先，按質(zhì)量百分比取76～90％的SiO2，0.5～5％的Al2O3，6～15％的B2O3，1～8％的Na2O，0.1～2％的CaO，0.1～2％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量0.3～2.0％的SnO2，0.001～0.1％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在50～90℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以3～6℃ /min的升溫速度升溫至1600～1680℃，保溫4～6h；
2)然后，以10～20℃/min的降溫速度降溫至1400～1450℃，保溫1～2h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入400～450℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入580～680℃退火爐中，保溫4～6h后，按照10～20℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
所述的SiO2由工業(yè)石英砂引入，粒度大于250目標(biāo)準(zhǔn)篩，且FeO含量小于50ppm。
所述的B2O3，Al2O3，Na2O，CaO，K2O，SnO2由分析純的無水硼酸，氧化鋁，硼砂，碳酸鈣，碳酸鉀，二氧化錫引入，粒度小于30目。
所述的Au的純度大于99.999％。
本發(fā)明通過高溫熔融法制備紅色高硼硅玻璃，制備工藝操作過程簡單，熔制溫度低，節(jié)能環(huán)保，適于工業(yè)化生產(chǎn)。按照本發(fā)明制備方法得到的紅色高硼硅玻璃二次顯色顏色穩(wěn)定，色差小，反復(fù)加熱顏色變化小，著色均勻穩(wěn)定，玻璃透光率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
附圖說明
圖1是實施例1制備的紅色高硼硅玻璃的試樣透光率曲線圖，其中橫坐標(biāo)為入射光波長，縱坐標(biāo)為透光率。
具體實施方式
實施例1：
1)首先，按質(zhì)量百分比取78％的SiO2，4％的Al2O3，15％的B2O3，2％的Na2O，0.5％的CaO，0.5％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量1.2％的SnO2，0.01％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在65℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以5℃/min的升溫速度升溫至1620℃，保溫5.5h；
2)然后，以15℃/min的降溫速度降溫至1400℃，保溫2h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入420℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入630℃退火爐中，保溫4.5h后，按照17℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
通過分光光度計測試試樣的透光率曲線如圖1所示。
實施例2：
1)首先，按質(zhì)量百分比取90％的SiO2，0.5％的Al2O3，6％的B2O3，3％的Na2O，0.4％的CaO，0.1％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量0.6％的SnO2，0.001％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在85℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以3.5℃/min的升溫速度升溫至1650℃，保溫4.5h；
2)然后，以20℃/min的降溫速度降溫至1440℃，保溫1.5h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入450℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入650℃退火爐中，保溫5.5h后，按照13℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
實施例3：
1)首先，按質(zhì)量百分比取83％的SiO2，1％的Al2O3，8％的B2O3，5％的Na2O，1％的CaO，2％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量2％的SnO2，0.09％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在70℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以4℃/min的升溫速度升溫至1630℃，保溫5h；
2)然后，以10℃/min的降溫速度降溫至1420℃，保溫1h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入400℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入590℃退火爐中，保溫6h后，按照19℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
實施例4：
1)首先，按質(zhì)量百分比取83％的SiO2，2.5％的Al2O3，10％的B2O3，1％的Na2O，2％的CaO，1.5％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量0.3％的SnO2，0.1％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在90℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以3℃/min的升溫速度升溫至1680℃，保溫4h；
2)然后，以19℃/min的降溫速度降溫至1430℃，保溫1.5h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入440℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入670℃退火爐中，保溫5h后，按照11℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
實施例5：
1)首先，按質(zhì)量百分比取76％的SiO2，5％的Al2O3，9％的B2O3，8％的Na2O，1.3％的CaO，0.7％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量0.9％的SnO2，0.05％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在75℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合 料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以4.5℃/min的升溫速度升溫至1640℃，保溫5h；
2)然后，以17℃/min的降溫速度降溫至1450℃，保溫1h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入430℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入680℃退火爐中，保溫4h后，按照15℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
實施例6：
1)首先，按質(zhì)量百分比取80％的SiO2，3.5％的Al2O3，12％的B2O3，4％的Na2O，0.1％的CaO，0.4％的K2O備用；
2)然后，將SiO2和Al2O3放入混料機中，混合均勻后形成混合料A；
3)然后，將B2O3、Na2O、CaO和K2O放入混料機中，混合均勻后形成混合料B；
4)然后，取配合料A和配合料B總質(zhì)量1.5％的SnO2，0.03％的Au；
5)然后，將HCl和HNO3按1:3的體積比混合得酸溶液，在50℃的按1:200的質(zhì)量比將Au加入到酸溶液中，待Au完全溶解后備用；
6)然后，將SnO2和已經(jīng)溶解的Au溶液加入混合料A中，混合均勻后形成混合料C；
7)最后，將混合料B加入到混合料C中混合均勻即得到配合料；
第二步，紅色玻璃的熔制及顯色
1)首先，將配合料分兩次加入到已經(jīng)升溫至1500℃的石英坩堝中，然后以6℃/min的升溫速度升溫至1600℃，保溫6h；
2)然后，以13℃/min的降溫速度降溫至1410℃，保溫2h；
3)然后，將坩堝取出，將熔融的玻璃液傾倒入410℃的不銹鋼模具中；
4)最后，將玻璃移入580℃退火爐中，保溫4h后，按照20℃/min的降溫速度降溫至50℃以下即得紅色高硼硅玻璃。
本發(fā)明的SiO2由工業(yè)石英砂引入，粒度大于250目標(biāo)準(zhǔn)篩，且FeO含量小于50ppm；B2O3，Al2O3，Na2O，CaO，K2O，SnO2由分析純的無水硼酸，氧化鋁，硼砂，碳酸鈣，碳酸鉀，二氧化錫引入，粒度小于30目；Au的純度大于99.999％。
本發(fā)明通過高溫熔融法制備紅色高硼硅玻璃，制備工藝操作過程簡單，成本較低，節(jié)能環(huán)保，適于工業(yè)化生產(chǎn)。按照本發(fā)明制備方法得到的紅色高硼硅玻璃化學(xué)穩(wěn)定性良好，著色均勻，透光率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可作為硒鎘紅玻璃的替代產(chǎn)品。