一种红色玻璃的制备方法

专利名称：一种红色玻璃的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃的制备方法，特别涉及一种通过离子扩散制备红 色玻璃的方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，颜色玻璃越来越受到人们的关注，红色玻 璃以其鲜艳的色彩尤其受到消费者的青睐。目前红色玻璃的生产方式有两 种 一种是通过高温熔融而形成的本体着色红色玻璃； 一种是通过玻璃表
面离子扩散而形成的红色玻璃。熔融法制备的红色玻璃包括硒镉红、金红、 锑红和铜红等。熔融法制备的红色玻璃不但着色剂用量较大，而且该方法 需要在较高的温度下进行熔制，同时该方法通常还需要对制品在一定的温 度下进行二次显色，以达至u制备颜色鲜艳的红色玻璃的目的，因此其制备
工艺较为复杂。铜红扩散着色玻璃是1932年由波希米亚人研制成功的。 铜红扩散着色玻璃的制备过程一般包括两步第一步是铜离子与玻璃中的 碱金属离子交换，使铜离子进入玻璃中；第二步是将交换后的制品在还原 气氛中处理，使交换后的铜离子还原为金属铜，从而达到显红色的目的。 因此其制备工艺较为复杂。另外，还有一种通过用着色离子熔盐进行扩散 着色，常用的熔盐由氯化亚铜、氯化亚铜加硝酸银等，熔盐的加热温度为 450 6(XTC，该方法所制备的红色玻璃同样需要在还原气氛中处理，而且， 该方法在制备过程中熔盐中的铜离子的浓度将随着时间逐渐降低，使得所 制备的制品颜色不一致，另外，该方法使得玻璃的两面都着成红色，而且铜盐用量较大。
王为民以糊精和甘油作填料，以FeS04和锌粉为还原剂，加入CuCl和 CuS04使玻璃着红色，该方法仍须在强的还原气氛中才能得到红色玻璃，在 氧化气氛中并不能得到着色均匀质量稳定的红色玻璃。而且加入的还原剂 锌粉在混料过程中就可以发现锌已将铜还原成铜颗粒，另外，该方法只能 用于浮法玻璃。汪小明用锌粉、SnCl2和FeS04为还原剂，加入CuS(M吏玻 璃着红色，该方法仍须在强的还原气氛中才能得到红色玻璃，在氧化气氛 中并不能得到着色均匀质量稳定的红色玻璃。而且加入的还原剂锌粉在混 料过程中就可以发现锌己将铜还原成铜颗粒，另外，该方法只能用于浮法 玻璃。刘书君研究了浮法玻璃铜红扩散着色问题，研究了铜盐用量、热处 理温度与保温时间对玻璃色调主波长、透光率、吸收带波长的影响，文中 的保温时间过长，浪费能源，而且未给出具体的配方和工艺制度。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种配方组成 少、工艺过程简单的红色玻璃的制备方法，按照本发明的制备方法得到的 红色玻璃具有着色均匀、质量稳定、表面平滑光洁、应用范围广等特点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是首先，将玻璃表面清洗 干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分 析纯的CuCl、 SnO、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析
纯的CuCl: SnO: FeS04'7H20:水甘油糊精煤粉的质量比为10 15: 3 5: 5 8: 8 15: 1 5: 1 2: 1 2;其次，将混合浆料倒入球磨罐
中球磨2 5小时后过200 300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹在 洗净的玻璃表面，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3 5tVmin的速率从室温升到400。C并保温30分钟;然后以5 10°C/min的速率升温至580 60(TC并保温5 30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至5(TC以下，取 出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
本发明可用于平板玻璃(包括浮法玻璃)，瓶罐玻璃，仪器玻璃的扩 散着色，无须对试样进行还原性气氛处理，且烧成时间短。因此，制备工 艺简单，节能环保，适用范围广阔。所制备的红色玻璃着色均匀、质量稳 定、表面平滑光洁，且工艺易于控制。而且在配料时采用分析纯的CuCl， 因为+1价的铜离子与+2价相比不仅电荷小，易于在玻璃中扩散，而且也 较容易在扩散后在玻璃中被还原为单质铜；另外，用SnO代替锌粉作还原 剂，还解决了配料时锌粉将铜盐还原为单质铜颗粒等问题。


图1是实施例1制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为 入射光波，纵坐标为透光率；
图2是实施例2制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为 入射光波，纵坐标为透光率；
图3是实施例3制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为 入射光波，纵坐标为透光率；
图4是实施例4制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为 入射光波，纵坐标为透光率；
图5是实施例6制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为 入射光波，纵坐标为透光率；
图6是实施例6制备的红色玻璃的试样透光率曲线图，其中横坐标为 入射光波，纵坐标为透光率。
具体实施例方式
实施例1:首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油
和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 Sn0、 FeS0^7H20和 煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS04*7H20:水:
甘油糊精煤粉的质量比为12: 5: 6: 10: 3: 2: 2;其次，将混合浆
料倒入球磨罐中球磨3小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂
抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自
然干燥后入马弗炉中，以3°C/min的速率从室温升到400'C并保温30分沐 然后以5°C/min的速率升温至58(TC并保温10分钟后关掉电源，使玻璃随 炉温冷却至5(TC以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表 面平滑光洁的红色玻璃。参见图l，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例2:首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油 和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS04.7H20和 煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS04*7H20:水: 甘油糊精煤粉的质量比为10: 5: 7: 8: 4: 2:2;其次，将混合浆
料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂
抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自
然干燥后入马弗炉中，以3'C/min的速率从室温升到40(TC并保温30分钟; 然后以8TVmin的速率升温至60(TC并保温5分钟后关掉电源，使玻璃随 炉温冷却至5(TC以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表 面平滑光洁的红色玻璃。参见图2，通过应力仪观察试样中无应力存在。
实施例3:首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油 和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS0r7H20和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl: Sn0: FeS04*7H20:水:
甘油糊精煤粉的质量比为14: 5: 5: 10: 1: 1: 1;其次，将混合浆 料倒入球磨罐中球磨5小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂 抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自
然干燥后入马弗炉中，以5'C/min的速率从室温升到400'C并保温30分钟; 然后以7'C/min的速率升温至58(TC并保温25分钟后关掉电源，使玻璃随 炉温冷却至5(TC以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表 面平滑光洁的红色玻璃。颜色鲜艳，参见图3，通过应力仪观察试样中无 应力存在。
实施例4:首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油
和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS0r7H20和 煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS0r7H20:水: 甘油糊精煤粉的质量比为15: 5: 8: 15: 5: 2: 2;其次，将混合浆
料倒入球磨罐中球磨2小B寸后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂
抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自
然干燥后入马弗炉中，以3TVmin的速率从室温升到40(TC并保温30分钟; 然后以10°C/miri的速率升温至60(TC并保温30分钟后关掉电源，使玻璃 随炉温冷却至5(TC以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得 表面平滑光洁的红色玻璃。颜色较深，参见图4，通过应力仪观察试样中 无应力存在。
实施例5:首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油 和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS0^7H20和 煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS04 7H20:水甘油糊精煤粉的质量比为14: 4: 7: 14: 2: 2: 1;其次，将混合浆 料倒入球磨罐中球磨4小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂 抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自
然干燥后入马弗炉中，以3XVmin的速率从室温升到40(TC并保温30分钟; 然后以6°C/min的速率升温至60(TC并保温20分钟后关掉电源，使玻璃随 炉温冷却至5(TC以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表 面平滑光洁的深红色玻璃，参见图5，通过应力仪观察试样中无应力存在。 实施例6:首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油 和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS0^7H20和 煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS(V7H20:水:
甘油糊精煤粉的质量比为13: 3: 6: 13: 4: 1: 2;其次，将混合浆
料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂
抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自
然干燥后入马弗炉中，以4TVmin的速率从室温升到40(TC并保温30分钟； 然后以7。C/min的速率升温至59(TC并保温15分钟后关掉电源，使玻璃随 炉温冷却至5(TC以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表 面平滑光洁的红色玻璃。参见图6，通过应力仪观察试样中无应力存在。
用该方法制备的铜离子扩散着色玻璃不但可以用于平板玻璃，瓶罐玻 璃等常用玻璃的着色，而且可广泛用于玻璃注射器印制刻度、标记和商标， 代替氢氟酸蚀刻，不仅减少了生产工序，而且美观、耐用，环境污染少。 因此，用该方法制备的红色玻璃具有可观的经济和社会效益，应用前景十 分广阔。
权利要求
1. 一种红色玻璃的制备方法，其特征在于1)首先，将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO4·7H2O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料，其中分析纯的CuCl∶SnO∶FeSO4·7H2O∶水∶甘油∶糊精∶煤粉的质量比为10～15∶3～5∶5～8∶8～15∶1～5∶1～2∶1～2；2)其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨2～5小时后过200～300目筛；3)最后，将过筛后的浆料均匀涂抹在洗净的玻璃表面，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3～5℃/min的速率从室温升到400℃并保温30分钟；然后以5～10℃/min的速率升温至580～600℃并保温5～30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
2、 根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于首先， 将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀， 再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合 桨料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS04*7H20:水甘油糊精煤粉的 质量比为12: 5: 6: 10: 3: 2: 2;其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨3小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3°C/min的速率从室温升到400。C并保温30分钟；然后以5°C/min的速 率升温至58(TC并保温10分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50'C以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色 玻璃。
3、 根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于首先， 将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 Sn0、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合 浆料，其中分析纯的OlCl: SnO: FeS04*7H20:水甘油糊精煤粉的 质量比为10: 5: 7: 8: 4: 2:2;其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法) 在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中， 以3TVmin的速率从室温升到40(TC并保温30分钟；然后以8TVmin的速 率升温至60(TC并保温5分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50°C以下， 取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻 璃。
4、 根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于首先， 将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀， 再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合 桨料，其中分析纯的CnCl: SnO: FeS(V7H20:水甘油糊精煤粉的质量比为14: 5: 5: 10: 1: 1: 1;其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨5小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以5°C/min的速率从室温升到40(TC并保温30分钟；然后以7'C/min的速 率升温至58(TC并保温25分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至5(TC以 下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。
5、 根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于首先， 将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、 Sn0、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合 浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS04'7H20:水甘油糊精煤粉的质量比为15: 5: 8: 15: 5: 2: 2;其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨2小时后过300目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3'C/min的速率从室温升到400"C并保温30分钟；然后以1(TC/min的 速率升温至600'C并保温30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50°C 以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红 色玻璃。
6、 根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于首先， 将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀， 再在其中加入分析纯的CuCl、 SnO、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合 浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS04，7H20:水甘油糊精煤粉的 质量比为14: 4: 7: 14: 2: 2: 1;其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过200目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以3°C/min的速率从室温升到40(TC并保温30分钟；然后以6°C/min的速 率升温至60CTC并保温20分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至5(TC以 下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色 玻璃。
7、根据权利要求1所述的红色玻璃的制备方法，其特征在于首先， 将玻璃表面清洗干净并烘干待用，然后将水、甘油和糊精搅拌混合均匀， 再在其中加入分析纯的CuCl、 Sn0、 FeS04 7H20和煤粉搅拌均匀得到混合 浆料，其中分析纯的CuCl: SnO: FeS0r7H20:水甘油糊精煤粉的质量比为13: 3: 6: 13: 4: 1: 2;其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨4小时后过250目筛，最后，将过筛后的浆料均匀涂抹(可以使用喷涂法)在洗净的玻璃表面(可以两面都涂抹)，待浆料自然干燥后入马弗炉中，以4'C/min的速率从室温升到40(TC并保温30分钟；然后以7°C/min的速 率升温至590。C并保温15分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50。C以 下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色
全文摘要
一种红色玻璃的制备方法，首先将水、甘油和糊精搅拌混合均匀，再在其中加入分析纯的CuCl、SnO、FeSO₄·7H₂O和煤粉搅拌均匀得到混合浆料；其次，将混合浆料倒入球磨罐中球磨过筛；最后，将过筛后的浆料均匀涂抹在洗净的玻璃表面，待浆料自然干燥后入马弗炉中，从室温升到400℃并保温30分钟；然后升温至580～600℃并保温5～30分钟后关掉电源，使玻璃随炉温冷却至50℃以下，取出玻璃，用软织物将表面多余的铜盐洗掉即得表面平滑光洁的红色玻璃。本发明可用于平板玻璃(包括浮法玻璃)，瓶罐玻璃，仪器玻璃的扩散着色，无须对试样进行还原性气氛处理，且烧成时间短。因此，制备工艺简单，节能环保，适用范围广阔。
文档编号C03C4/00GK101279819SQ20081001809
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者付定军, 刘新年, 刘诗林, 姚莉莉, 张军军, 洋 王, 郭宏伟, 高淑雅 申请人:陕西科技大学