一种玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于玻璃喷墨印刷技术领域，特别涉及一种玻璃油墨用亚微米娃酸祕粉体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]硅酸铋是一种宽带隙、高电阻率的非铁电立方半绝缘体，同时具有电光、光电导、光折变、压电、声光、旋光、法拉弟旋转等效应，用途广泛，可以用来制备发光材料、闪烁材料、电介质材料、光致变色玻璃、电子陶瓷、高性能光折变晶体、高温超导体、高选择性催化剂等一系列高新材料，可应用在通用产业、信息、环境、生物医学、国防、航空、航天等多个领域，是一种非常有前途的多功能材料。
[0003]玻璃数码喷绘打印技术作为一种新的无接触、无压力、无印版的印刷技术，无疑将当今玻璃时装化、个性化、艺术化、小批量、多花色、低碳环保的发展趋势推向了一个新的高度。然而，玻璃数码喷绘打印技术的一个关键技术就是油墨的制备，目前国内市场上的玻璃油墨主要是锡基、锑基和锆基的色料，还没有铋基的色料，铋基的色料在玻璃油墨领域的应用，能够使玻璃更加充分形象的展现出凹凸的纹理、逼真的肌理、柔和的质感，打破玻璃的冰冷印象，形成立体感，让人从视觉和触觉上体验到更加奇妙的质感。
[0004]对于硅酸铋的制备，CN10038071C提供了一种制备高纯度硅酸铋纳米粉体，首先将铋盐溶解在有机溶剂中，形成含铋溶液，将有机硅化合物加入到含铋溶液中，充分搅拌，形成均匀的溶液，对溶胶采用常压蒸发或负压蒸发，得到干燥的前躯体粉末，最后在有氧的环境中对前躯体粉末进行烧结，在较低的温度和较短的时间内制备出纯度和结晶度良好的硅酸铋纳米粉体。但其缺点是通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长，常需要几周，不利于大量生产，而且凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。专利CN102351202B也公开了一种硅酸铋粉体的制备方法，这种方法以无水乙醇为球磨介质，将氧化铋和氧化硅按摩尔比6:1?2: 3球磨5小时，再以无水乙醇为球磨介质，将KCl和K2C03按摩尔比3: 5?5: 3球磨5小时，得到KC1-K2C03复合盐；然后，将烘干的氧化铋和氧化硅的混合料与KCl-K 2C03复合盐以质量比1: 4?4:1在研钵中手磨30min再将手磨后的配合料放入马弗炉中，630 °C?750°C条件下保温0.5?5小时，取出，冷却至室温；最后，将冷却的试样用去离子水清洗后烘干，即得硅酸铋粉体，这种方法虽然使用了球磨的方法，但是在球磨过程只起到了混合的作用，原料并未实现合金化，合金过程是通过在马弗炉中保温得到的，而且其中含的杂质需要用去离子水洗净，不可能完全把杂质去干净，而且这个制备过程程序繁琐，能耗高，成本高，不适宜于批量生产。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术存在的硅酸铋粉体制备复杂、成本高的问题，发明一种速度快、成本低的玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体的制备方法。
[0006]本发明的技术方案之一是: 一种玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体的制备方法，其特征在于制备原料为氧化铋(α -型Bi2O3)和非晶态氧化硅(S12)，其中，氧化铋(α -型Bi2O3)的质量百分比为65?75%，氧化娃(S12)的质量百分比为25?35%，通过高能球磨的方式使得两种原料机械合金化，形成一种适用于玻璃油墨的亚微米硅酸铋粉体。
[0007]本发明的技术方案之二是:
一种玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体的制备方法，其特征是它包括以下步骤:
O按配比称量色料的各原料即氧化铋(α -型Bi203)、非晶态氧化硅(S12)，混合均匀；
2)将配好的原料置于高能球磨机中进行高能球磨，对于不同类型的球磨机，球磨参数相应改变；
3)将球磨后的粉料取出，研磨至少30分钟，即得到本发明的玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体。
[0008]所述的各原料即氧化祕(α -型Bi2O3)和氧化娃(S12)的最大粒径均需小于I μπι。
[0009]所述球磨参数的设定标准是球磨时间为48?60h，对于立式球磨的球磨参数一般设定为:每分钟转速250?400n/min，球料比设定8_12:1，为防止球磨罐内温度过高，球磨机程序设定为球磨30-45min，停止10_15min，如此循环；为防止球磨结块，每10-15小时将粉料取出，将结块粉料碾碎。
[0010]本发明的有益效果是:
(I)本发明制备的硅酸铋粉体粒径在亚微米级别。
[0011 ] ( 2 )本发明制备的硅酸铋粉体尤其适用于玻璃油墨中色料的制备，将这种硅酸铋粉体与氧化硼、氧化锂等原料进行进一步机械合金化，再与工业色料混合即可制备高质量的玻璃数码喷绘用硅酸铋基色料。
[0012](3)本发明所提供的硅酸铋粉体的制备方法，制备过程中不会引入任何杂质物质，制备的广品纯度尚。
[0013]( 4 )本发明所提供的硅酸铋粉体的制备方法，无需加热和清洗等高能耗、高排放、高污染的工艺过程，不仅节能减排，还大大降低了生产成本。
【附图说明】
[0014]图1是利用实施例1制备的玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体。
[0015]图2是利用实施例1制备的玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体的SEM图。
[0016]图3是利用实施例1制备的玻璃油墨用亚微米硅酸铋分团体的EDS谱图。
[0017]图4是利用实施例2制备的玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体。
[0018]图5是利用实施例2制备的玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体的SEM图。
[0019]图6是利用实施例2制备的玻璃油墨用亚微米硅酸铋分团体的EDS谱图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0021]实施例一。
[0022]如图1-3所示。
[0023]一种玻璃油墨用亚微米硅酸铋粉体，它由以下方法制备而成:
首先，对于500ml球磨罐，一次适宜磨25g娃酸祕粉体，按氧化祕(α -型Bi2O3) 65%和氧化娃(Si02)35%的质量百分比，计算出球磨25g亚微米娃酸祕粉体所需要的各原料质量，氧化铋16.25克和氧化硅8.75克，然后按照计算结果称量；
其次，将称量好的各原料置于烧杯中，搅拌均匀，再按照10:1的球料比称量250g玛瑙球；
最后，将上述原料以及玛瑙球一起倒入球磨罐中，以球磨3