一种低透光率颜色玻璃及其制备方法与流程

文档序号:17183164发布日期:2019-03-22 21:05阅读:298来源:国知局

本发明属于玻璃生产制造技术领域,具体地说,涉及一种低透光率颜色玻璃及其制备方法。



背景技术:

市场上的日用玻璃器皿主要以透明为主,但随着人们消费品位的转变,对其他不同色彩的颜色玻璃的需求也在逐渐提高,其中,墨色等深颜色玻璃制品以其高贵典雅和神秘的气质特别受到人们所追捧。在日用颜色玻璃器皿的生产中,常用的工艺是在产品表面喷涂染料进行着色,此方式的优点是颜色丰富,色差小,但最后得到的着色层耐高温性能差,机械性能低,表面光泽度欠佳,而且存在有害物质溶出的风险。而如果在玻璃熔融过程中直接以原料添加的方式引入着色组分,利用着色剂中镍、铜、锰、钴、铁、铬、铜等金属离子对可见光波段的选择性吸收而使制品呈现特定的颜色,这样得到的产品光泽度高,颜色纯正,表面强度高且没有重金属物质溶出的风险。但是,由于是整体着色,因此要获得颜色纯正且透光率低的玻璃制品需要添加的着色剂比例较高,而此类原料的价格普遍较贵,导致生产成本居高不下。

行业在技术研究方面,一直在寻求在添加复合着色剂的基础上引入遮光剂,在玻璃成型过程中形成微小分相和晶粒,则能使在相界面上的原子和离子成为以光波频率振动的偶极子的方法,从而可以在光线入射时达到增强对入射光能量的吸收,同时改变入射光的传播方向,增强对光线的散射作用,同时降低成本。



技术实现要素:

本发明的所要解决的技术问题在于提供一种制造成本低且颜色纯正、透光率低的低透光率颜色玻璃及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案为:

一种低透光率颜色玻璃,由重量比为80~97%的基质原料、1.5~10%的着色剂与1.5~10%的遮光剂构成,所述着色剂包括如下重量比组分:

二氧化锰40~95%;

三氧化二铬5~60%。

具体的,所述着色剂还包括如下重量比组分:

三氧化二钴0~30%;

三氧化二铁0~30%。

优选的,所述基质原料包括如下重量比组分:

二氧化硅65~85%;

氧化钠8~18%;

氧化钙5~15%;

三氧化二铝1~5%;

氧化镁0.5~5%;

氧化硼0.5~5%。

优选的,所述基质原料还包括如下重量比组分:

氧化钾0~2%;

氧化钡0~2%;

氧化锌0~2%。

具体的,所述遮光剂由冰晶石和/或萤石组成。

本发明还公开了另一解决上述技术问题的技术方案为:

一种制备如上述低透光率颜色玻璃的制备方法,包括如下步骤:

备料,按照配方准备相应重量比的基质原料、着色剂与遮光剂;

混料,将基质原料、着色剂与遮光剂放入混合机中进行混合,混合时间为30~60分钟,获得混合料;

熔融,将混合料放置到电熔炉上,通过电熔炉的主熔炉进行熔融,获得熔融液;

澄清,熔融液从主熔炉流入电熔炉的澄清料道中进行澄清处理,获得玻璃原液;

成型,将玻璃原液通过供料机从电熔炉输送到离心成型机中,进行成型,获得产品玻璃。

具体的,所述熔融步骤中,所述电熔炉采用冷顶式垂直融化原理,熔融温度为1350~1550℃,主熔炉的顶插电极电流为2800~2900a。

具体的,所述澄清步骤中,所述澄清料道的电极电流为150~160a。

优选的,还包括如下步骤:

退火,对产品玻璃进行退火处理,退火温度为600℃,退火时间为80分钟;

钢化,对退火后的产品玻璃放入钢化炉中进行钢化处理,钢化温度620摄氏度,钢化炉的网带运行速率为0.02~0.04m/s。

优选的,所述备料步骤之前,还包括如下步骤:

着色剂制备,按照配方将相应重量比的二氧化锰、三氧化二铬、三氧化二钴与三氧化二铁放入混合机中进行混合,混合时间为20分钟,获得着色剂。

本发明还具有以下有益效果:本发明制备的低透光率颜色玻璃颜色纯正、透光率低,质量稳定且成本低廉,同时,其具有玻璃产品本身的特性,对废品可以百分百回炉重新熔制,相对于透明、乳浊等玻璃制品,产品档次更高,有助于产品的艺术化创新。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细说明。

实施例1:

本发明实施例1的一种低透光率颜色玻璃颜色由如下步骤制备。

着色剂制备,按照配方将55.5%二氧化锰、28.2%三氧化二铬、16.3%三氧化二铁放入混合机中进行混合,混合时间为20分钟,获得着色剂。

备料,按照配方准备93.5%的基质原料、4.5%的通过着色剂制备步骤中制备的着色剂与2.0%的遮光剂;其中,基质原料为68.2%二氧化硅,15.4%氧化钠,11.0%氧化钙,2.17%三氧化二铝,1.25%氧化镁,0.30%氧化钾,1.3%氧化硼与0.38%氧化钡组成;遮光剂为冰晶石。

混料,将基质原料、着色剂与遮光剂放入混合机中进行混合,混合时间为30~60分钟,获得混合料,按玻璃混合料建材行业标准jc/t648-1996的要求,所制备混合料的均匀度要求达到95%以上;

熔融,将混合料放置到电熔炉上,通过电熔炉的主熔炉进行熔融,获得熔融液;该步骤中,电熔炉采用冷顶式垂直融化原理,熔融温度控制在1500±10℃之间,主熔炉的顶插电极电流控制在2800~2900a之间,通过主熔炉对混合料进行熔融,将混合料均熔融成熔融液。

澄清,熔融液从主熔炉流入电熔炉的澄清料道中进行澄清处理,获得玻璃原液;在该步骤中,所述澄清料道的电极电流控制在150~160a之间,熔融液经过澄清料道时,将被澄清均化,转化成颜色均匀的玻璃原液,避免成型后的产品存在色差。

成型,将玻璃原液通过供料机从电熔炉输送到成型机中,进行成型,获得产品玻璃,玻璃原液通过电熔炉底部的流液洞流出,通过供料机的上升道、输送通道输入到离心成型机中的特定模具中,在通过离心工艺获得对应器型的产品玻璃。

退火,对产品玻璃进行退火处理,退火温度为600℃,退火时间为80分钟;进而消除产品玻璃在成型过程中产生的不同程度的热应力,进而提高产品玻璃的机械强度与热稳定性,消除产品玻璃中可能存在的光学不均匀性,最终使产品玻璃的内部结构维持稳定。

钢化,对退火后的产品玻璃放入钢化炉中进行钢化处理,钢化温度620摄氏度,钢化炉的网带运行速率为0.04m/s,钢化主要是为了提高产品玻璃的强度,通过进行风冷物理钢化处理,在产品玻璃中形成表面压应力、内部张应力的重新分布,达到提高产品玻璃的目的,由于着色玻璃的透热性查,为降低热处理过程中因局部温差过大引起的产品炸裂,钢化炉装载产品玻璃时运行速度不宜过快,应当将网带的运行速率控制在0.02~0.04m/s比较适合。

本实施例最终形成的产品玻璃为墨色玻璃制品,所述墨色玻璃制品经过测试,膨胀系数(0~200℃)为86.3*10-7/℃;l*a*b值为:l=23.89±0.07,a=0.02±0.01,b=0.28±0.01;3mm厚度玻璃片可见光透光率为:0.48%;以gb/t13891-2007/iso718:1990实验室玻璃仪器——热冲击和热冲击强度测试方法,其耐热性能指标为145℃。

实施例2:

本发明实施例2的一种低透光率颜色玻璃颜色由如下步骤制备。

着色剂制备,按照配方将73.5%二氧化锰,15.7%三氧化二铬,10.8%三氧化二钴放入混合机中进行混合,混合时间为20分钟,获得着色剂。

备料,按照配方准备93.5%的基质原料、4.0%的通过着色剂制备步骤中制备的着色剂与2.5%的遮光剂;其中,基质原料为66.11%二氧化硅,13.4%氧化钠,10.5%氧化钙,3.28%三氧化二铝,1.75%氧化镁,1.36%氧化钾,2.3%氧化硼与1.3%氧化钡组成;遮光剂为73%冰晶石和27%萤石组成。

混料,将基质原料、着色剂与遮光剂放入混合机中进行混合,混合时间为30~60分钟,获得混合料,按玻璃混合料建材行业标准jc/t648-1996的要求,所制备混合料的均匀度要求达到95%以上;

熔融,将混合料放置到电熔炉上,通过电熔炉的主熔炉进行熔融,获得熔融液;该步骤中,电熔炉采用冷顶式垂直融化原理,熔融温度控制在1500±10℃之间,主熔炉的顶插电极电流控制在2800~2900a之间,通过主熔炉对混合料进行熔融,将混合料均熔融成熔融液。

澄清,熔融液从主熔炉流入电熔炉的澄清料道中进行澄清处理,获得玻璃原液;在该步骤中,所述澄清料道的电极电流控制在150~160a之间,熔融液经过澄清料道时,将被澄清均化,转化成颜色均匀的玻璃原液,避免成型后的产品存在色差。

成型,将玻璃原液通过供料机从电熔炉输送到成型机中,进行成型,获得产品玻璃,玻璃原液通过电熔炉底部的流液洞流出,通过供料机的上升道、输送通道输入到离心成型机中的特定模具中,在通过离心工艺获得对应器型的产品玻璃。

退火,对产品玻璃进行退火处理,退火温度为600℃,退火时间为80分钟;进而消除产品玻璃在成型过程中产生的不同程度的热应力,进而提高产品玻璃的机械强度与热稳定性,消除产品玻璃中可能存在的光学不均匀性,最终使产品玻璃的内部结构维持稳定。

钢化,对退火后的产品玻璃放入钢化炉中进行钢化处理,钢化温度620摄氏度,钢化炉的网带运行速率为0.04m/s,钢化主要是为了提高产品玻璃的强度,通过进行风冷物理钢化处理,在产品玻璃中形成表面压应力、内部张应力的重新分布,达到提高产品玻璃的目的,由于着色玻璃的透热性查,为降低热处理过程中因局部温差过大引起的产品炸裂,钢化炉装载产品玻璃时运行速度不宜过快,应当将网带的运行速率控制在0.02~0.04m/s比较适合。

本实施例最终形成的产品玻璃为墨色玻璃制品,所述墨色玻璃制品经过测试,其膨胀系数(0~200℃)为88.1*10-7/℃;l*a*b值为:l=23.47±0.05,a=0.01±0.01,b=0.32±0.01;3mm厚度玻璃片可见光透光率为:0.41%;以gb/t13891-2007/iso718:1990实验室玻璃仪器—热冲击和热冲击强度测试方法,其耐热性能指标为140℃。

实施例3:

本发明实施例3的一种低透光率颜色玻璃颜色由如下步骤制备。

着色剂制备,按照配方将65.2%二氧化锰、22.4%三氧化二铬、12.4%三氧化二铁放入混合机中进行混合,混合时间为20分钟,获得着色剂。

备料,按照配方准备91.5%的基质原料、3.5%的通过着色剂制备步骤中制备的着色剂与5%的遮光剂;其中,基质原料为70.2%二氧化硅,13.3%氧化钠,9.6%氧化钙,2.17%三氧化二铝,1.75%氧化镁,0.3%氧化钾,2.3%氧化硼与0.38%氧化钡组成;遮光剂为冰晶石。

混料,将基质原料、着色剂与遮光剂放入混合机中进行混合,混合时间为30~60分钟,获得混合料,按玻璃混合料建材行业标准jc/t648-1996的要求,所制备混合料的均匀度要求达到95%以上;

熔融,将混合料放置到电熔炉上,通过电熔炉的主熔炉进行熔融,获得熔融液;该步骤中,电熔炉采用冷顶式垂直融化原理,熔融温度控制在1500±10℃之间,主熔炉的顶插电极电流控制在2800~2900a之间,通过主熔炉对混合料进行熔融,将混合料均熔融成熔融液。

澄清,熔融液从主熔炉流入电熔炉的澄清料道中进行澄清处理,获得玻璃原液;在该步骤中,所述澄清料道的电极电流控制在150~160a之间,熔融液经过澄清料道时,将被澄清均化,转化成颜色均匀的玻璃原液,避免成型后的产品存在色差。

成型,将玻璃原液通过供料机从电熔炉输送到成型机中,进行成型,获得产品玻璃,玻璃原液通过电熔炉底部的流液洞流出,通过供料机的上升道、输送通道输入到离心成型机中的特定模具中,在通过离心工艺获得对应器型的产品玻璃。

退火,对产品玻璃进行退火处理,退火温度为600℃,退火时间为80分钟;进而消除产品玻璃在成型过程中产生的不同程度的热应力,进而提高产品玻璃的机械强度与热稳定性,消除产品玻璃中可能存在的光学不均匀性,最终使产品玻璃的内部结构维持稳定。

钢化,对退火后的产品玻璃放入钢化炉中进行钢化处理,钢化温度620摄氏度,钢化炉的网带运行速率为0.04m/s,钢化主要是为了提高产品玻璃的强度,通过进行风冷物理钢化处理,在产品玻璃中形成表面压应力、内部张应力的重新分布,达到提高产品玻璃的目的,由于着色玻璃的透热性查,为降低热处理过程中因局部温差过大引起的产品炸裂,钢化炉装载产品玻璃时运行速度不宜过快,应当将网带的运行速率控制在0.02~0.04m/s比较适合。

本实施例最终形成的产品玻璃为紫色玻璃制品,所述紫色玻璃制品经过测试,其膨胀系数(0~200℃)为89.4*10-7/℃;l*a*b值为:l=53.79±0.11,a=9.79±0.09,b=-3.28±0.04;3mm厚度玻璃片可见光透光率为:0.39%;以gb/t13891-2007/iso718:1990实验室玻璃仪器—热冲击和热冲击强度测试方法,其耐热性能指标为130℃。

实施例4:

本发明实施例4的一种低透光率颜色玻璃颜色由如下步骤制备。

着色剂制备,按照配方将60.5%二氧化锰、14.7%三氧化二铬、8.5%三氧化二钴、16.3%三氧化二铁放入混合机中进行混合,混合时间为20分钟,获得着色剂。

备料,按照配方准备91.3%的基质原料、3.5%的通过着色剂制备步骤中制备的着色剂与5.2%的遮光剂;其中,基质原料为68.2%二氧化硅,13.3%氧化钠,10.5%氧化钙,3.17%三氧化二铝,0.5%氧化镁,1.3%氧化钾,2.3%氧化硼与0.73%氧化锌组成;遮光剂为50%冰晶石和50%萤石组成。

混料,将基质原料、着色剂与遮光剂放入混合机中进行混合,混合时间为30~60分钟,获得混合料,按玻璃混合料建材行业标准jc/t648-1996的要求,所制备混合料的均匀度要求达到95%以上;

熔融,将混合料放置到电熔炉上,通过电熔炉的主熔炉进行熔融,获得熔融液;该步骤中,电熔炉采用冷顶式垂直融化原理,熔融温度控制在1500±10℃之间,主熔炉的顶插电极电流控制在2800~2900a之间,通过主熔炉对混合料进行熔融,将混合料均熔融成熔融液。

澄清,熔融液从主熔炉流入电熔炉的澄清料道中进行澄清处理,获得玻璃原液;在该步骤中,所述澄清料道的电极电流控制在150~160a之间,熔融液经过澄清料道时,将被澄清均化,转化成颜色均匀的玻璃原液,避免成型后的产品存在色差。

成型,将玻璃原液通过供料机从电熔炉输送到成型机中,进行成型,获得产品玻璃,玻璃原液通过电熔炉底部的流液洞流出,通过供料机的上升道、输送通道输入到离心成型机中的特定模具中,在通过离心工艺获得对应器型的产品玻璃。

退火,对产品玻璃进行退火处理,退火温度为600℃,退火时间为80分钟;进而消除产品玻璃在成型过程中产生的不同程度的热应力,进而提高产品玻璃的机械强度与热稳定性,消除产品玻璃中可能存在的光学不均匀性,最终使产品玻璃的内部结构维持稳定。

钢化,对退火后的产品玻璃放入钢化炉中进行钢化处理,钢化温度620摄氏度,钢化炉的网带运行速率为0.04m/s,钢化主要是为了提高产品玻璃的强度,通过进行风冷物理钢化处理,在产品玻璃中形成表面压应力、内部张应力的重新分布,达到提高产品玻璃的目的,由于着色玻璃的透热性查,为降低热处理过程中因局部温差过大引起的产品炸裂,钢化炉装载产品玻璃时运行速度不宜过快,应当将网带的运行速率控制在0.02~0.04m/s比较适合。

本实施例最终形成的产品玻璃为紫色玻璃制品,所述紫色玻璃制品经过测试,其膨胀系数(0~200℃)为89.9*10-7/℃;l*a*b值为:l=67.51±0.18,a=7.02±0.07,b=-0.91±0.05;3mm厚度玻璃片可见光透光率为:0.32%;以gb/t13891-2007/iso718:1990实验室玻璃仪器—热冲击和热冲击强度测试方法,其耐热性能指标为125℃。

实施例5:

本发明实施例5的一种低透光率颜色玻璃颜色由如下步骤制备。

着色剂制备,按照配方将78%二氧化锰、22%三氧化二铬放入混合机中进行混合,混合时间为20分钟,获得着色剂。

备料,按照配方准备90%的基质原料、4.5%的通过着色剂制备步骤中制备的着色剂与5.5%的遮光剂;其中,基质原料为70.5%二氧化硅,13.2%氧化钠,11.5%氧化钙,1.3%三氧化二铝,2.5%氧化镁与1%氧化硼组成;遮光剂为萤石。

混料,将基质原料、着色剂与遮光剂放入混合机中进行混合,混合时间为30~60分钟,获得混合料,按玻璃混合料建材行业标准jc/t648-1996的要求,所制备混合料的均匀度要求达到95%以上;

熔融,将混合料放置到电熔炉上,通过电熔炉的主熔炉进行熔融,获得熔融液;该步骤中,电熔炉采用冷顶式垂直融化原理,熔融温度控制在1500±10℃之间,主熔炉的顶插电极电流控制在2800~2900a之间,通过主熔炉对混合料进行熔融,将混合料均熔融成熔融液。

澄清,熔融液从主熔炉流入电熔炉的澄清料道中进行澄清处理,获得玻璃原液;在该步骤中,所述澄清料道的电极电流控制在150~160a之间,熔融液经过澄清料道时,将被澄清均化,转化成颜色均匀的玻璃原液,避免成型后的产品存在色差。

成型,将玻璃原液通过供料机从电熔炉输送到成型机中,进行成型,获得产品玻璃,玻璃原液通过电熔炉底部的流液洞流出,通过供料机的上升道、输送通道输入到离心成型机中的特定模具中,在通过离心工艺获得对应器型的产品玻璃。

退火,对产品玻璃进行退火处理,退火温度为600℃,退火时间为80分钟;进而消除产品玻璃在成型过程中产生的不同程度的热应力,进而提高产品玻璃的机械强度与热稳定性,消除产品玻璃中可能存在的光学不均匀性,最终使产品玻璃的内部结构维持稳定。

钢化,对退火后的产品玻璃放入钢化炉中进行钢化处理,钢化温度620摄氏度,钢化炉的网带运行速率为0.02m/s,钢化主要是为了提高产品玻璃的强度,通过进行风冷物理钢化处理,在产品玻璃中形成表面压应力、内部张应力的重新分布,达到提高产品玻璃的目的,由于着色玻璃的透热性查,为降低热处理过程中因局部温差过大引起的产品炸裂,钢化炉装载产品玻璃时运行速度不宜过快,应当将网带的运行速率控制在0.02~0.04m/s比较适合。

本实施例最终形成的产品玻璃为墨色玻璃制品,所述墨色玻璃制品经过测试,其膨胀系数(0~200℃)为90.6*10-7/℃;l*a*b值为:l=71.31±0.18,a=8.25±0.07,b=-0.93±0.02;3mm厚度玻璃片可见光透光率为:0.27%;以gb/t13891-2007/iso718:1990实验室玻璃仪器—热冲击和热冲击强度测试方法,其耐热性能指标为120℃。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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