本發(fā)明涉及玻璃制品領(lǐng)域，具體涉及一種無鉛環(huán)保水晶玻璃及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，水晶玻璃在生產(chǎn)技術(shù)中大多使用傳統(tǒng)的含鉛玻璃料，而經(jīng)過國內(nèi)外長期的生產(chǎn)實踐，證明含鉛量24％的水晶玻璃透明度和折射率較高。而氧化鉛(pbo)和氧化鋇(bao)作為傳統(tǒng)水晶玻璃的主要原料，不僅可以提高玻璃的折射率，還可以提高玻璃的色散率?，F(xiàn)有的玻璃配方中，為了提高折射率和色散率，往往增加玻璃成分中pbo和bao含量。鉛水晶玻璃制品使用時，特別是作水具、酒具、餐具使用中溶出的鉛，毒性很大，危害人體健康?，F(xiàn)在廣泛研制的鋇水晶中引入的氧化鋇也屬于高毒類氧化物。
對此，歐洲及發(fā)達(dá)國家對有害元素即pb、ba、as、be、cd、hg、sb、se、cr作出了限制，研制無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃配方是勢在必行。國內(nèi)也有類似的研究報告，但在不加鉛和鋇的情況下，難以達(dá)到高鉛水晶的折射率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種無鉛環(huán)保水晶玻璃及其制備方法，該種水晶玻璃制備簡單，綠色環(huán)保，具有高白、高透明、高光澤、富有折射率和色散率的特性，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，適宜推廣應(yīng)用。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
一種無鉛環(huán)保水晶玻璃，包括以下按重量份計的原料：sio240-60份、na2o3-5份、al2o310-20份、mgo4-8份、mno23-5份、sno1-5份、tio26-10份、la2o34-6份、明礬5-15份、硅鈣粉4-8份和改性魚眼石粉15-25份；
所述改性魚眼石粉通過以下步驟制得的：將魚眼石在溫度為420-460℃的條件下煅燒40-50min，然后粉碎至粒徑≤1mm，得魚眼石粉，再將魚眼石粉放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡1-3h后，取出干燥，加入相當(dāng)于魚眼石粉重量2-4％的疊氮基硅烷偶聯(lián)劑s-3046、相當(dāng)于魚眼石粉重量1-3％的三乙醇胺和相當(dāng)于魚眼石粉重量3-5％的碳化鈮于400-600r/min轉(zhuǎn)速條件下攪拌15-25min后研磨，過150-250目篩即得。
進(jìn)一步地，所述水晶玻璃包括以下按重量份計的原料：sio250份、na2o4份、al2o315份、mgo6份、mno24份、sno3份、tio28份、la2o35份、明礬10份、硅鈣粉6份和改性魚眼石粉20份。
進(jìn)一步地，所述改性魚眼石粉通過以下步驟制得的：將魚眼石在溫度為440℃的條件下煅燒45min，然后粉碎至粒徑≤1mm，得魚眼石粉，再將魚眼石粉放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2h后，取出干燥，加入相當(dāng)于魚眼石粉重量3％的疊氮基硅烷偶聯(lián)劑s-3046、相當(dāng)于魚眼石粉重量2％的三乙醇胺和相當(dāng)于魚眼石粉重量4％的碳化鈮于500r/min轉(zhuǎn)速條件下攪拌20min后研磨，過200目篩即得。
上述的一種無鉛環(huán)保水晶玻璃的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)按所述重量份配比稱取原料；
(2)將原料置于熔爐中進(jìn)行高溫熔化，得熔液；
(3)對熔液進(jìn)行攪拌澄清處理，攪拌時間設(shè)定為20-30min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在60-70r/min，澄清時間為2-3h，之后隨爐冷卻至880-920℃后進(jìn)行澆注成型；
(4)對成型后的水晶玻璃進(jìn)行退火處理、切割、造型、拋光即可。
進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述熔爐的熔煉溫度為1180-1320℃，熔煉時間為2-3h。
進(jìn)一步地，在步驟(2)中，所述熔爐的升溫速率為40-60℃/min。
進(jìn)一步地，在步驟(4)中，所述退火處理是將水晶玻璃置于馬弗爐中，先降溫至580-620℃，保溫40-50min；再將水晶玻璃降溫至420-480℃，保溫30-40min；之后將水晶玻璃降溫至260-300℃，保溫20-30min；最后隨爐空冷至室溫。
進(jìn)一步地，上述馬弗爐的降溫速率為10-20℃/min。
本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明的水晶玻璃通過對生產(chǎn)原料及工藝的改進(jìn)優(yōu)化，使制得的成品水晶玻璃具有高白、高透明、高光澤、富有折射率和色散率的特性，經(jīng)研發(fā)技術(shù)人員對本發(fā)明的水晶玻璃樣塊進(jìn)行檢測，得出其折射率能達(dá)到1.57nd以上，其色散系數(shù)能達(dá)到62vd以上，其透過率能達(dá)到85％以上，以上參數(shù)均已達(dá)到甚至超出鉛鋇類水晶玻璃制品的性能指標(biāo)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛；
(1)本發(fā)明的水晶玻璃制備簡單，取材方便，原料中不含鉛、鋇、鉻等有害成分，綠色環(huán)保無污染，適宜大規(guī)模量產(chǎn)及推廣應(yīng)用；
(2)魚眼石是鉀、鈣的氟化物硅酸鹽礦物，是一種具有玻璃光澤的白至灰色的晶體，其質(zhì)輕，具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)良的理化特性，通過對其進(jìn)行特定的改進(jìn)后，利用在水晶玻璃制品領(lǐng)域中，可顯著提高水晶玻璃制品的折射率、色散率、力學(xué)強(qiáng)度、耐腐蝕及耐高溫性。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步描述，以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實施例1
一種無鉛環(huán)保水晶玻璃，稱取以下原料待用：sio240kg、na2o3kg、al2o310kg、mgo4kg、mno23kg、sno1kg、tio26kg、la2o34kg、明礬5kg、硅鈣粉4kg和改性魚眼石粉15kg；
上述的改性魚眼石粉通過以下步驟制得的：取15kg的魚眼石輸送至煅燒爐中，在溫度為420℃的條件下煅燒40min，然后粉碎至粒徑≤1mm，得魚眼石粉，再將魚眼石粉放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡1h后，取出干燥，加入相當(dāng)于魚眼石粉重量2％的疊氮基硅烷偶聯(lián)劑s-3046、相當(dāng)于魚眼石粉重量1％的三乙醇胺和相當(dāng)于魚眼石粉重量3％的碳化鈮于400r/min轉(zhuǎn)速條件下攪拌15min后研磨，過150目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性魚眼石粉。
上述的一種無鉛環(huán)保水晶玻璃的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)先將稱取好的原料置于熔爐中，將爐溫以40℃/min的速率升溫至1180℃，保溫熔化處理2h，得熔液；
(2)再對上述熔液進(jìn)行攪拌澄清處理，攪拌時間設(shè)定為20min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在60r/min，澄清時間為2h，之后隨爐冷卻至880℃后進(jìn)行澆注成型；
(3)最后對成型后的水晶玻璃進(jìn)行退火處理、切割、造型、拋光即制得本發(fā)明的無鉛環(huán)保水晶玻璃；
上述的退火處理是將水晶玻璃置于馬弗爐中，先以10℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至580℃，保溫40min；再以10℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至420℃，保溫30min；之后以10℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至260℃，保溫20min；最后隨爐空冷至室溫即可。
實施例2
一種無鉛環(huán)保水晶玻璃，稱取以下原料待用：sio250kg、na2o4kg、al2o315kg、mgo6kg、mno24kg、sno3kg、tio28kg、la2o35kg、明礬10kg、硅鈣粉6kg和改性魚眼石粉20kg；
上述的改性魚眼石粉通過以下步驟制得的：取20kg的魚眼石輸送至煅燒爐中，在溫度為440℃的條件下煅燒45min，然后粉碎至粒徑≤1mm，得魚眼石粉，再將魚眼石粉放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡2h后，取出干燥，加入相當(dāng)于魚眼石粉重量3％的疊氮基硅烷偶聯(lián)劑s-3046、相當(dāng)于魚眼石粉重量2％的三乙醇胺和相當(dāng)于魚眼石粉重量4％的碳化鈮于500r/min轉(zhuǎn)速條件下攪拌20min后研磨，過200目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性魚眼石粉。
上述的一種無鉛環(huán)保水晶玻璃的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)先將稱取好的原料置于熔爐中，將爐溫以50℃/min的速率升溫至1250℃，保溫熔化處理2.5h，得熔液；
(2)再對上述熔液進(jìn)行攪拌澄清處理，攪拌時間設(shè)定為25min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在65r/min，澄清時間為2.5h，之后隨爐冷卻至900℃后進(jìn)行澆注成型；
(3)最后對成型后的水晶玻璃進(jìn)行退火處理、切割、造型、拋光即制得本發(fā)明的無鉛環(huán)保水晶玻璃；
上述的退火處理是將水晶玻璃置于馬弗爐中，先以15℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至600℃，保溫45min；再以15℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至450℃，保溫35min；之后以15℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至280℃，保溫25min；最后隨爐空冷至室溫即可。
實施例3
一種無鉛環(huán)保水晶玻璃，稱取以下原料待用：sio260kg、na2o5kg、al2o320kg、mgo8kg、mno25kg、sno5kg、tio210kg、la2o36kg、明礬15kg、硅鈣粉8kg和改性魚眼石粉25kg；
上述的改性魚眼石粉通過以下步驟制得的：取25kg的魚眼石輸送至煅燒爐中，在溫度為460℃的條件下煅燒50min，然后粉碎至粒徑≤1mm，得魚眼石粉，再將魚眼石粉放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡3h后，取出干燥，加入相當(dāng)于魚眼石粉重量4％的疊氮基硅烷偶聯(lián)劑s-3046、相當(dāng)于魚眼石粉重量3％的三乙醇胺和相當(dāng)于魚眼石粉重量5％的碳化鈮于600r/min轉(zhuǎn)速條件下攪拌25min后研磨，過250目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性魚眼石粉。
上述的一種無鉛環(huán)保水晶玻璃的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)先將稱取好的原料置于熔爐中，將爐溫以60℃/min的速率升溫至1320℃，保溫熔化處理3h，得熔液；
(2)再對上述熔液進(jìn)行攪拌澄清處理，攪拌時間設(shè)定為30min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在70r/min，澄清時間為3h，之后隨爐冷卻至920℃后進(jìn)行澆注成型；
(3)最后對成型后的水晶玻璃進(jìn)行退火處理、切割、造型、拋光即制得本發(fā)明的無鉛環(huán)保水晶玻璃；
上述的退火處理是將水晶玻璃置于馬弗爐中，先以20℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至620℃，保溫50min；再以20℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至480℃，保溫40min；之后以20℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至300℃，保溫30min；最后隨爐空冷至室溫即可。
實施例4
一種無鉛環(huán)保水晶玻璃，稱取以下原料待用：sio250kg、na2o4kg、al2o315kg、mgo6kg、mno24kg、sno3kg、tio28kg、la2o35kg、明礬10kg、硅鈣粉6kg和改性魚眼石粉20kg；
上述的改性魚眼石粉通過以下步驟制得的：取20kg的魚眼石輸送至煅燒爐中，在溫度為420℃的條件下煅燒50min，然后粉碎至粒徑≤1mm，得魚眼石粉，再將魚眼石粉放入碳酸鈉與高錳酸鉀混合溶液中浸泡1h后，取出干燥，加入相當(dāng)于魚眼石粉重量4％的疊氮基硅烷偶聯(lián)劑s-3046、相當(dāng)于魚眼石粉重量1％的三乙醇胺和相當(dāng)于魚眼石粉重量5％的碳化鈮于400r/min轉(zhuǎn)速條件下攪拌25min后研磨，過250目篩即制得本發(fā)明原料所需的改性魚眼石粉。
上述的一種無鉛環(huán)保水晶玻璃的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行：
(1)先將稱取好的原料置于熔爐中，將爐溫以60℃/min的速率升溫至1180℃，保溫熔化處理3h，得熔液；
(2)再對上述熔液進(jìn)行攪拌澄清處理，攪拌時間設(shè)定為20min，攪拌轉(zhuǎn)速控制在70r/min，澄清時間為2h，之后隨爐冷卻至920℃后進(jìn)行澆注成型；
(3)最后對成型后的水晶玻璃進(jìn)行退火處理、切割、造型、拋光即制得本發(fā)明的無鉛環(huán)保水晶玻璃；
上述的退火處理是將水晶玻璃置于馬弗爐中，先以10℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至620℃，保溫40min；再以20℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至420℃，保溫30min；之后以10℃/min的速率將水晶玻璃溫度降至300℃，保溫30min；最后隨爐空冷至室溫即可。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。