专利名称：一种玻璃着色液及其有色玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃的表面处理，具体属于一种玻璃着色液以及用该玻璃着色液着色而成的有色玻璃。
背景技术：
CN1631826公开了一种有色玻璃，是用玻璃染色液将玻璃表面染色而成。制备方法是先用有机染料、正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、盐酸、冰醋酸等配制染色液；再将无色玻璃浸入染色液，匀速取出，干燥制得有色玻璃。虽然该有色玻璃制作简单、成本低廉、色泽鲜艳、色彩丰富、均匀透明、着色牢固。但是它不耐光，只适宜在室内使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制作简单、成本低廉、具有耐光、抗氧化、不易褪色的有色玻璃及其制备方法，所述的有色玻璃不仅适合室内、也适合室外使用。
本发明提供的一种玻璃着色液，按重量百分比计组份为有机颜料1-10，正硅酸乙酯30-45，无水乙醇38-50，去离子水9-20，颜料分散剂0.05-0.5，盐酸0.5-1，冰醋酸0.1-1。
所述的玻璃着色液各组分按重量百分比计优选为有机颜料2-9，正硅酸乙酯32-41，无水乙醇42-48，去离子水10-18，颜料分散剂0.06-0.45，盐酸0.6-0.9，冰醋酸0.2-0.8。
所述的有机颜料选自酞菁蓝BGS、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料红254、C.I.颜料红122、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄109、酞菁绿G、碳黑TH110和C.I.颜料黑7中的一种或几种。
所述的颜料分散剂是有机颜料分散剂，如CH系列超分散剂CH-11A，CH-10，CH-12A，CH-12B等。
本发明提供的一种有色玻璃，按以下方法制备而成，步骤包括(1)，按上述着色液组分配制玻璃着色液，即先将无水乙醇与去离子水混合，搅拌均匀，分为两份，一份为三分之一，装入A容器，一份为三分之二装如B容器；将正硅酸乙酯溶于A容器乙醇溶液中，搅拌均匀；将有机颜料、冰醋酸和颜料分散剂，与B容器中乙醇溶液相混合，充分搅拌，放入砂磨机中研磨使颜料粒径达到纳米级，然后再经过纳米级超高压均质机粉碎均质，使颜料粒径达到20nm-60nm；将研磨好的颜料色浆与A容器中液体相混合，充分搅拌，最后在搅拌中缓慢加入盐酸，液体温度控制在40℃-70℃，然后冷却至22℃-26℃，静置12-48小时制得玻璃着色液；
(2)把清洁干燥后的无色透明玻璃浸入着色液中10-40秒钟，然后以3mm/min-15mm/min速度，匀速从着色液中提升出来，然后将被着色的玻璃置于洁净环境下，干燥20-30分钟；(3)将干燥后的有色玻璃在80℃-150℃中加热1-3小时，得到有色玻璃。
与现有技术相比，本发明的优点和效果本发明的有色玻璃表面坚硬光滑、色调均匀、透明度好，而且具有耐光、抗氧化、不易褪色的特性，不仅适合室内、也适合室外使用。该有色玻璃可以在各种建筑如宾馆、商场、会议室、舞台、住房等装饰用，也可制作灯箱等。
本发明所用的着色剂是有机颜料。颜料是由不溶于所应用介质的小颗粒组成。颜料的应用必须通过另外的物质附着在基质上，也就是将颜料颗粒机械地固定在基质上或基质内，颜料不与基质发生化学反应。与颜料相比，染料则全部或至少部分溶解在一种液体中，然后应用于各种基质。染料必须对所染色基质具有一种特定的亲和力，染料的染色取决于物理-化学平衡，即染料分子或离子的扩散与吸附。经过这些过程之后，它们可在基质中进行化学反应。另一方面颜料是以颗粒形式经充分分散在一个合适介质中来应用，而染料在基质中是以单分子或小簇状态存在。这样在耐热、耐晒、耐光、耐气候、耐溶剂性方面颜料显著优于染料。
本发明有色玻璃制备过程中，在由无水乙醇、去离子水、冰醋酸、分散剂，正硅酸乙酯和有机颜料组成的色浆中加入盐酸后，在酸催化作用下正硅酸乙酯发生部分水解反应，形成有机颜料硅溶胶着色液。当玻璃板竖直浸渍在着色液后，再以恒定的速度从着色液中提升上来，从而在玻璃表面形成有色膜层，膜层厚度与着色液黏度，提升速度和密度有关。色膜在酸性条件下进一步发生缩聚反应，使色膜中溶胶粒子在互相碰撞中形成粒子簇，粒子簇再互相连结使整个溶胶体系形成由sio(氧化硅)组成的三维网络，而有机颜料将均匀分散在sio网络中。由于充分分散于sio组成的三维网络介质中的颜料颗粒粒径小于光的半波长，光产生绕射，使色膜透明。当溶胶失去流动性而变为有弹性的固体，成为凝胶，凝胶再进行加热(80℃-150℃)缩聚处理，最后形成与玻璃牢固结合的致密均匀、有色透明的涂层膜。
重要的是本发明与玻璃成分和生产工艺无关。若用金属离子着色形成的色膜涂层是在高温下，金属离子首先和玻璃中或玻璃表面上的离子进行离子交换，这就对被着色的玻璃成分和生产工艺需进行选择。选择前提是被着色玻璃成分或玻璃表面要存在适合金属离子进行交换的离子，这样才能使金属离子还原为金属原子，最后金属原子聚集成胶体产生亚微观晶体而显色。而本发明的着色液的着色剂是有机颜料，它对被着色的玻璃成分和生产工艺无须进行选择。有机颜料是被均匀分散在着色层sio(氧化硅)网络中，颜色深浅和颜色种类都能很容易控制，而且还可以使着过色的玻璃再次着色。
具体实施例方式
实施例1玻璃着色液按表1中实施例1各组分重量配制。
配制步骤先将无水乙醇与去离子水混合，搅拌均匀，分为两份，一份为三分之一装入A容器，一份为三分之二装入B容器；再将正硅酸乙酯溶于A容器乙醇溶液中，搅拌均匀。将有机颜料酞菁蓝BGS、冰醋酸和CH系列超分散剂与B容器中乙醇溶液相混合，充分搅拌，放入砂磨机中研磨使颜料粒径达到纳米级，然后再经过纳米级超高压均质机粉碎均质，使颜料粒径达到30nm，与A中液体相混合，充分搅拌，最后在搅拌中缓慢加入盐酸，将温度控制在55℃，当盐酸加完，将液体温度保持室温25℃，将容器盖盖好，静置24小时，之后将着色液放入着色槽中。将待着色玻璃用去离子水清洁干净，干燥。把清洁后的普通平板玻璃竖直浸入着色槽中30秒，再以5mm/min速度，将玻璃匀速从着色槽中提升出来，在室温下，干燥25分钟，将干燥后的有色玻璃在110℃中加热1.3小时，取出被着色玻璃，温度自然降到室温，清洁干净，即为产品，该产品为蓝色透明玻璃。
实施例2按表1中实施例2各组分重量称量各组份，着色液配制方法与实施例1相同，着色液静置时间30小时，被着色玻璃从着色液中提升速度为6mm/min，加热温度为120℃，加热时间为2小时，产品为绿色透明玻璃。
实施例3按表1中实施例3各组重量比例称量各组份，着色液配制方法与实施例1相同，静置时间24小时，被着色玻璃从着色液中提升速度为8mm/min，加热温度为130℃，加热时间2小时，产品为黑色透明玻璃。
实施例4按表1中实施例4各组分重量比例称量各组份，着色液配制方法与实施例1相同，静置时间35小时，被着色玻璃从着色液中提升速度为9mm/min，加热温度为90℃，加热时间1.5小时，产品为红色透明玻璃。
按照上述的比例与制备方法制备出的有色玻璃，色泽鲜艳、色彩丰富、均匀透明、色泽牢固、耐晒、耐侯，适合不同装饰场合使用。
表1各实施例着色液各组分重量配比 注实施例1、实施例2采用的CH超分散剂为CH-11A，实施例3、实施例4采用的是CH-12A。
权利要求
1.一种玻璃着色液，其特征在于，按重量百分比计组份为有机颜料1-10，正硅酸乙酯30-45，无水乙醇38-50，去离子水9-20，颜料分散剂0.05-0.5，盐酸0.5-1，冰醋酸0.1-1。
2.按照权利要求1所述的一种玻璃着色液，其特征在于，按重量百分比计组分为有机颜料2-9，正硅酸乙酯32-41，无水乙醇42-48，去离子水10-18，颜料分散剂0.06-0.45，盐酸0.6-0.9，冰醋酸0.2-0.8。
3.按照权利要求1或2所述的一种玻璃着色液，其特征在于所述的有机颜料选自酞菁蓝BGS、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料红254、C.I.颜料红122、C.I.颜料黄14、C.I.颜料黄109、酞菁绿G、碳黑TH110和C.I.颜料黑7中的一种或几种。
4.一种有色玻璃，其特征在于按以下方法制备而成，步骤包括(1)按所述的着色液组分配制玻璃着色液，即先将无水乙醇与去离子水混合，搅拌均匀，分为两份，一份为三分之一，装入A容器，一份为三分之二装如B容器；将正硅酸乙酯溶于A容器乙醇溶液中，搅拌均匀；将有机颜料、冰醋酸和颜料分散剂，与B容器中乙醇溶液相混合，充分搅拌，放入砂磨机中研磨使颜料粒径达到纳米级，然后再经过纳米级超高压均质机粉碎均质，使颜料粒径达到20nm-60nm；将研磨好的颜料色浆与A容器中液体相混合，充分搅拌，最后在搅拌中缓慢加入盐酸，液体温度控制在40℃-70℃，然后冷却至22℃-26℃，静置12-48小时制得玻璃着色液；(2)把清洁干燥后的无色透明玻璃浸入着色液中10-40秒钟，然后以3mm/min-15mm/min速度，匀速从着色液中提升出来，然后将被着色的玻璃置于洁净环境下，干燥20-30分钟；(3)将干燥后的有色玻璃在80℃-150℃中加热1-3小时，得到有色玻璃。
全文摘要
本发明提供一种玻璃着色液及其有色玻璃。制备方法先用有机颜料、正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水、盐酸、冰醋酸、颜料分散剂、配制着色液；再将无色玻璃浸入着色液，匀速取出，干燥制得有色玻璃。该有色玻璃色泽鲜艳、色彩丰富、均匀透明、着色牢固、具有超常的耐光、抗氧化、不易褪色的特性，不仅适合室内、也适合室外使用。该有色玻璃可以在各种建筑如宾馆、商场、会议室、舞台、住房等装饰用，也可制作灯箱等。
文档编号C03C4/02GK101045614SQ20071006161
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者颜叙秀, 董建华 申请人:山西大学