一種環(huán)保無酸污染磨砂粉、其制備方法及磨砂玻璃的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保無酸污染磨砂粉及其制備方法，磨砂粉包括以下組份（重量百分比）：SiO2：35-60%；ZnO：5-30%；CaO：2-15%；MgO：0-8%；BaO+SrO：0-8%；B2O3：8-30%；Al2O3：0.1-8%；TiO2：0.5-8%；ZrO2：0-5%；Na2O：4-20%；K2O：1-10%；Li2O：0-8%；P2O5：1-18%。該方法采用球磨機(jī)球磨，所得混合物在1000-1350℃下熔制，經(jīng)過處理最終得到磨砂粉。本發(fā)明還公開了由上述磨砂粉制成的磨砂玻璃。本磨砂粉環(huán)保無酸污染，可避免對(duì)人體和環(huán)境造成傷害，該磨砂粉制成磨砂玻璃可替代酸蝕和機(jī)械加工制造的磨砂玻璃。
【專利說明】一種環(huán)保無酸污染磨砂粉、其制備方法及磨砂玻璃的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裝飾玻璃加工領(lǐng)域，特別的涉及一種適用于普通平板玻璃可鋼化或可燒結(jié)環(huán)保磨砂粉及制備磨砂玻璃的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，磨砂玻璃的加工方法主要有機(jī)械加工和氫氟酸酸腐蝕方法。機(jī)械加工方法其缺點(diǎn)是投資大、費(fèi)用高、磨面手感粗糙，而且生產(chǎn)效率低，并且不易加工出特殊要求的圖案。酸蝕磨砂以氫氟酸為主要腐蝕劑，如中國專利CN1116977A將玻璃加工工件放入氫氟酸腐蝕液中進(jìn)行處理得到磨砂玻璃。然而，氫氟酸劇毒，嚴(yán)重的威脅著工人的身體健康和環(huán)境安全。另外，還有一種采用磨砂涂料在玻璃表面制備仿磨砂效果，如中國專利CN1872926B，但制備后不經(jīng)過鋼化，安全性能低。因此，迫切需要一種對(duì)環(huán)境無污染、對(duì)人體健康和環(huán)境安全，磨面手感與氫氟酸酸腐蝕法制備磨砂玻璃相同或更好，且玻璃安全性能高的新型方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于提供一種磨砂粉及其制備方法，該磨砂粉無酸污染、環(huán)保、具有磨砂感粗、中、細(xì)可調(diào)的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明還提供了一種利用上述的磨砂粉制備磨砂玻璃的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本環(huán)保磨砂粉所采取的技術(shù)方案為:所述磨砂粉包括以下重量百分比的組份:
SiO2:35-60% ；
ZnO: 5-30% ；
CaO:2-15% ；
MgO:0-8% ；
BaO+SrO: 0-8% ；
B2O3:8—30% ；
Al2O3:0.1-8% ；
TiO2:0.5-8% ；
ZrO2:0_5% ；
Na2O:4-20% ；
K2O:1-10% ；
Li2O:0-8%;
P2O5:1-18%。
[0006]本發(fā)明所提供的環(huán)保磨砂粉的制備方法，具體包括以下步驟:
(!)按下述配方(均為重量百分比)來稱取配置原料:SiO2:35-60% ；ZnO:5-30% ；CaO:2-15% ；MgO:0-8% ；BaO+SrO:0-8% ；B203:8-30% ；A1203:0.1-8% ；Ti02:0.5-8% ；Zr02:0~5% ；Na2O:4-20% ；K20:1-10% ；Li20:0-8% ；P205:ト 18%。
[0007] (2)將步驟(1)稱取的所有原料放入攪拌機(jī)攪拌或球磨機(jī)球磨球磨10-30分鐘，其轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分鐘，混合均勻；
(3)將步驟(2)所得到的混合物在1000-1350°C下熔制，使混合物完全熔融，得到熔融的玻璃液；
(4)將步驟(3)所得到的熔融的玻璃液水淬；
(5)將步驟(4)水淬后的釉料放入球磨機(jī)球磨0.5-3小時(shí)，其轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分鐘，得到玻璃粉；
(6)將步驟(5)球磨過的玻璃粉在烘干窯中烘干，所得粉料即為磨砂粉。
[0008]本發(fā)明提供的上述的磨砂粉制備磨砂玻璃的方法，具體包括以下步驟:
1)將取本發(fā)明所提供的環(huán)保磨砂粉，添加調(diào)和劑制備成釉漿；
2)將步驟I)所得到的漿，在玻璃基體上涂覆，干燥；
3)將步驟2)干燥后的帶釉的玻璃基體送入鋼化爐或輥道窯燒成，既得。
[0009]上述步驟I)中磨砂粉與調(diào)和劑添加比例為60:40~85:15,該比例為重量比。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)ー步的改進(jìn)，所述玻璃基體為普通平板玻璃。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)ー步的改進(jìn)，燒成溫度為600_680°C。
[0012]在本發(fā)明中，SiO2有助于提高磨砂粉的化學(xué)穩(wěn)定性，含量過高影響磨砂粉與玻璃的結(jié)合的牢固度。ZnO具有一定熔劑效應(yīng)，可擴(kuò)大磨砂粉的燒成范圍，降低其膨脹系數(shù)，含量過高將増加其結(jié)晶性能。CaO可提高磨砂玻璃面硬度和耐磨性。ZnO、CaO、MgO、BaO、SrO均可調(diào)節(jié)磨砂粉膨脹系數(shù)。B2O3具有強(qiáng)助熔劑作用，含量過高影響磨砂粉的化學(xué)穩(wěn)定性。Al2O3有助于提高磨砂粉的化學(xué)穩(wěn)定性，也提高了熔化溫度，含量過高影響磨砂粉的熔融度。Na20、K20和Li2O利于降低磨砂粉熔制溫度和軟化點(diǎn)，混合使用具有雙堿或多堿效應(yīng)，價(jià)位上Na2O便宜，K2O次之，Li2O最貴，含量過高不利于磨砂粉的耐酸堿性，還增大磨砂粉的膨脹系數(shù)，易導(dǎo)致磨砂層脫落。Ti02、ZrO2, P2O5均有利于玻璃磨砂釉的磨砂效果，此外，TiO2,ZrO2還可提高磨砂粉的化學(xué)穩(wěn)定性。
[0013]本發(fā)明以石英砂的形式引入SiO2，以エ業(yè)氧化鋅的形式引入ZnO，以方解石或白云石的形式引入CaO，以白云石或滑石的形式引入MgO，以エ業(yè)碳酸鋇和碳酸鍶的形式分別引入BaO和SrO，以硼砂或硼酸的形式引入B2O3,以長石或エ業(yè)氧化鋁的形式引入Al2O3,以エ業(yè)氧化鈦和氧化鋯的形式分別引入TiO2和ZrO2,以鈉長石、鉀長石和鋰輝石的形式分別引A Na2O, K2O和Li2O,以磷酸或磷酸鹽的形式引入P2O5即可。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明經(jīng)過多種成分的復(fù)配和篩選所提供的磨砂粉環(huán)保無酸污染，能夠避免對(duì)人體和環(huán)境造成傷害，該磨砂粉可用來制備磨砂玻璃；
2、本發(fā)明的磨砂玻璃釉與平板玻璃膨脹系數(shù)一致，避免了磨砂層破裂、剝落，而且長時(shí)間使用磨砂釉層不會(huì)脫落；
3、本發(fā)明的磨砂粉用于平板玻璃制成的磨砂玻璃化學(xué)穩(wěn)定性好；其可通過控制磨砂釉的粒度來控制磨砂感的粗、中、細(xì)；
4、本發(fā)明的磨砂粉用于平板玻璃制成的磨砂玻璃根據(jù)需要可鋼化或可燒結(jié)，鋼化磨砂玻璃安全性高，燒結(jié)磨砂玻璃可二次加工，如切割、打孔、雕刻等；還可以根據(jù)用戶要求通過絲網(wǎng)印刷方式來印制不同圖案；
5、本發(fā)明所提供的磨砂粉的制備方法和磨砂玻璃的制備方法步驟簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明環(huán)保磨砂粉制備磨砂玻璃可以克服現(xiàn)行機(jī)械加工磨面手感粗糙和氫氟酸腐蝕法有污染的缺點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]實(shí)施例1
本實(shí)施例磨砂粉各成分按重量百分比計(jì)算如下:3 5%S i O2、12%Zn0、12%Ca0、1.0%Mg0、
1.0%Ba0、8.0%Β203、4.0%Α1203、2.0%Ti02、5.0%Zr02、4.0%Na20、l.0%K20、1.0% Li20、14%P205 ；
本實(shí)施例磨砂粉的制造工藝如下:
將上述配方來配置原料，將配置好的原料放于攪拌機(jī)中攪拌或球磨機(jī)內(nèi)球磨10分鐘，其轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，充分混合均勻；
將以混合好配合料放置于熔爐內(nèi)，在1000°C下熔融配合料；
將熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；
將以上所述磨砂粉放置于球磨機(jī)內(nèi)球磨0.5小時(shí)，其轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘，充分研磨均勻。
[0017]使用時(shí)，玻璃磨砂粉與調(diào)和劑(為市售可用于絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷或熱噴涂的即可，下述實(shí)施例的調(diào)和劑相同)比例為65:35 (重量比)，研磨混合后即可直接使用，絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷或熱噴涂于玻璃表面，干燥后經(jīng)鋼化或640°C燒結(jié)成合格的磨砂玻璃。上述調(diào)和劑可采用現(xiàn)有可鋼化玻璃色釉調(diào)和劑，比如乳香、松香酯、樟腦油、松香油、阿拉伯樹脂膠、糊精、瓊脂、甲基纖維素、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯、改性醇酸樹脂、水、煤油、松節(jié)油、棕櫚酸、硬脂酸、石蠟、烴類石蠟、聚乙烯石蠟等(下述實(shí)施例的調(diào)和劑相同)。
[0018]實(shí)施例2
本實(shí)施例磨砂粉各成分按重量百分比如下:35%Si02、25%Zn0、2.0%Ca0、7.0%Ba0、
8.0%Β203、3.0%Α1203、8.0%Ti02、4.0% Na2OU.0%Κ20、4.0% Li20,3.0%Ρ205 ；
本實(shí)施例玻璃磨砂粉的制造工藝如下:
將上述配方原料按重量百分比稱量并放于攪拌機(jī)中攪拌或球磨機(jī)內(nèi)球磨15分鐘，其轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，充分混合均勻；
將以混合好配合料放置于熔爐內(nèi)，在1150°C下熔融配合料；
將熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；
將磨砂粉放置于球磨機(jī)內(nèi)球磨1.5小時(shí)，其轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分鐘，充分研磨均勻。
[0019]使用時(shí)，玻璃磨砂粉與調(diào)和劑(為市售可用于絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷或熱噴涂的即可)比例為75:25，研磨混合后即可直接使用，絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷或熱噴涂于玻璃表面，干燥后經(jīng)鋼化或600°C燒結(jié)成合格的磨砂玻璃。
[0020]實(shí)施例3
本實(shí)施例磨砂粉各成分按重量百分比如下:60%Si02、5.0%Zn0、7.0%Ca0、1.4%MgO、
4.0%Ba0、8.0%Β203、0.1%Α1203、0.5%Ti02、2.0%Zr02、7.5%Na20、2.5%K20、2.0%P205 ;玻璃磨砂粉的制造エ藝如下:
將上述配方原料按重量百分比稱量并放于攪拌機(jī)中攪拌或球磨機(jī)內(nèi)球磨20分鐘，其轉(zhuǎn)速為70轉(zhuǎn)/分鐘，充分混合均勻；
將以混合好配合料放置于熔爐內(nèi)，在1250°C下熔融配合料；
將熔融好的配合料水淬，得到磨砂粉；
將磨砂粉放置于球磨機(jī)內(nèi)球磨2小時(shí)，其轉(zhuǎn)速為70轉(zhuǎn)/分鐘，充分研磨均勻。
[0021 ] 使用吋，玻璃磨砂粉與調(diào)和劑比例為70:30，研磨混合后即可直接使用，絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷或熱噴涂于玻璃表面，干燥后經(jīng)鋼化或680°C燒結(jié)成合格的磨砂玻璃。
[0022]實(shí)施例4
本實(shí)施例磨砂粉各成分按重量百分比如下:43%Si02、5.0%Zn0、2.5%Ca0、0.5%Mg0、20.5%B203、8.0%A1203、0.5%Ti02、10%Na20、5%K20、5.0%P205 ;玻璃磨砂粉的制造エ藝如下:
將上述配方原料按重量百分比稱量并放于攪拌機(jī)中攪拌或球磨機(jī)內(nèi)球磨30分鐘，其轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘，充分混合均勻；
將以混合好配合料放置于熔爐內(nèi)，在1350°C下熔融配合料；
將熔融好的配合料`水淬，得到磨砂粉；
將上述磨砂粉放置于球磨機(jī)內(nèi)球磨3小時(shí)，其轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘，充分研磨均勻。
[0023]使用時(shí)，玻璃磨砂粉與調(diào)和劑比例為60:40，研磨混合后即可直接使用，絲網(wǎng)印刷、輥筒印刷或熱噴涂于玻璃表面，干燥后經(jīng)鋼化或660°C燒結(jié)成合格的磨砂玻璃。
[0024]按照中國專利CN1116977A實(shí)施例1所提供的方法制備得到磨砂玻璃為對(duì)比例I。按照中國專利CN1872926B實(shí)施例2所提供的方法制備得到磨砂玻璃為對(duì)比例2。經(jīng)過檢測(cè)本發(fā)明實(shí)施例所制備的磨砂玻璃與對(duì)比例I和2得到的磨砂玻璃的性能對(duì)比見表1。下述性能采用現(xiàn)有評(píng)價(jià)指標(biāo)即可，如通過其生產(chǎn)過程中是否產(chǎn)生環(huán)境污染和磨砂面是否含有毒重金屬來評(píng)估其環(huán)保性，通過目測(cè)和手感來評(píng)估其磨砂感，利用百格刀來測(cè)試磨砂層與玻璃的牢固度，通過是否經(jīng)鋼化來評(píng)判其玻璃是否具有安全性。
[0025]表1本發(fā)明實(shí)施例所制備的磨砂玻璃與對(duì)比例エ藝性能對(duì)比
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保無酸污染磨砂粉，其特征在于:其包括以下重量百分比的組份:
SiO2:35-60% ；
ZnO:5-30% ；
CaO:2-15% ；
MgO:0_8% ；
BaO+SrO:0_8% ；
B2O3:8—30% ；
Al2O3:0.1-8% ；
TiO2:0.5-8% ；
ZrO2:0_5% ；
Na2O:4-20% ；
K2O:1-10% ；
Li2O:0-8% ；
P2O5:1-18%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種環(huán)保無酸污染磨砂粉，其特征在于:所述SiO2由石英砂引入，ZnO由エ業(yè)氧化鋅引入，CaO由方解石或白云石引入，MgO由白云石或滑石引入，BaO和SrO由エ業(yè)碳酸鋇和碳酸鍶分別引入，B2O3由硼砂或硼酸引入，Al2O3由長石或エ業(yè)氧化鋁引入，TiO2和ZrO2由エ業(yè)氧化鈦和氧化鋯分別引入，Na2O, K2O和Li2O由鈉長石、鉀長石和鋰輝石分別引入，P2O5由磷酸或磷酸鹽引入。
3.權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保無酸污染磨砂粉的制備方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (1)按權(quán)利要求1所述組份配置原料，并稱取好； (2)將步驟(1)稱取的所有原料放入攪拌機(jī)攪拌或球磨機(jī)球磨球磨10-30分鐘，其轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分鐘，混合均勻； (3)將步驟(2)所得到的混合物在1000-1350°C下熔制，使混合物完全熔融，得到熔融的玻璃液； (4)將步驟(3)所得到的熔融的玻璃液水淬； (5)將步驟(4)水淬后的料放入球磨機(jī)球磨0.5-3小時(shí)，其轉(zhuǎn)速為60-100轉(zhuǎn)/分鐘，得到玻璃粉； (6)將步驟(5)球磨過的玻璃粉在烘干窯中烘干，所得粉料即為磨砂粉。
4.一種制備磨砂玻璃的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 1)利用權(quán)利要求1所述的磨砂粉，然后添加調(diào)和劑制備成漿； 2)將上述步驟I)所得到的漿，在玻璃基體上涂覆，干燥； 3)將上述步驟2)干燥后的帶磨砂粉的玻璃基體送入鋼化爐或輥道窯燒成，既得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種制備磨砂玻璃的方法，其特征在于:所述步驟I)中磨砂粉與調(diào)和劑添加比例為60:40~85:15，該比例為重量比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種制備磨砂玻璃的方法，其特征在于:所述玻璃基體為普通平板玻璃或可雕刻、壓花的普通玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種制備磨砂玻璃的方法，其特征在于:所述步驟3)中的燒成溫度為600-680°C
【文檔編號(hào)】C03C17/04GK103601370SQ201310542477
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】程金樹, 李娜, 欒曉波, 潘清濤, 袁堅(jiān) 申請(qǐng)人:河北省沙河玻璃技術(shù)研究院