專利名稱：一種高硼硅玻璃的褐色著色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于顏色玻璃技術(shù)領(lǐng)域，涉及玻璃表面處理，特別是離子擴(kuò)散在高硼硅玻璃表面著色的技術(shù)。
背景技術(shù)：
玻璃的表面離子擴(kuò)散著色在高檔器皿、裝 飾玻璃、工藝美術(shù)品方面的應(yīng)用越來(lái)越多。銀、銅離子擴(kuò)散著色更是被廣泛應(yīng)用于玻璃計(jì)量?jī)x器及器皿的標(biāo)識(shí)、刻度、圖案等的印制，這種工藝操作簡(jiǎn)單，印制效果鮮明、耐久不脫落，是目前重要的玻璃表面著色方法。但是，該方法多用于普通鈉鈣硅玻璃的表面著色，而在高硼硅玻璃上的應(yīng)用還很少。高硼硅玻璃由于具有膨脹系數(shù)低，玻璃強(qiáng)度和軟化點(diǎn)溫度高、導(dǎo)熱能力強(qiáng)以及機(jī)械性能好等獨(dú)特的優(yōu)良性能，比普通玻璃應(yīng)用更廣，特別是在高檔日用玻璃、光學(xué)玻璃、精密儀器玻璃、燈具玻璃等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室中的高硼硅玻璃計(jì)量?jī)x器(如燒杯、錐形瓶、量筒等)表面的標(biāo)線與數(shù)字大多是印刷上去的白色線條，缺點(diǎn)是線條色澤過(guò)淺，人眼不易識(shí)別，在使用過(guò)程中也容易磨損、脫落，大大減少了儀器的使用壽命。高硼硅玻璃表面的銅紅擴(kuò)散采用CuSO4或CuCl作著色劑，能夠得到鮮艷的紅色，缺點(diǎn)是紅色過(guò)于刺眼，若用于計(jì)量?jī)x器，操作人員容易眼睛疲勞，且二價(jià)Cu2+著色需經(jīng)過(guò)兩次甚至三次熱處理，工藝繁瑣，控制困難；而一價(jià)Cu+通常也需要經(jīng)過(guò)兩次熱處理，并且CuCl的cr在熱處理過(guò)程中揮發(fā)嚴(yán)重。高硼硅玻璃表面的銀黃擴(kuò)散大多是采用AgNO3作著色劑，但得到的黃色色澤太淺，造成人眼識(shí)別困難，效果也不理想。高硼硅玻璃表面的銀、銅離子同時(shí)擴(kuò)散著色，應(yīng)用于普通玻璃的著色料膏配方及熱處理工藝難以適用。這是由高硼硅玻璃的成分所決定的，一是高硼硅玻璃中堿金屬離子含量尤其是鈉離子含量很少，使得離子交換反應(yīng)難以進(jìn)行，著色離子不易進(jìn)入玻璃表面；二是高硼硅玻璃中不含亞砷、亞銻、亞鐵等還原性成分，這對(duì)著色離子的顯色帶來(lái)困難。此外，熱處理過(guò)程中Ag+和Cu2+在高硼硅玻璃表面的擴(kuò)散速度不同步，Ag+比Cu2+的擴(kuò)散要快得多，這直接導(dǎo)致了印刷在玻璃表面的圖案或線條邊緣出現(xiàn)淡黃色“毛邊”的現(xiàn)象。綜上，目前離子擴(kuò)散著色方法應(yīng)用于高硼硅玻璃面臨的主要問(wèn)題有工藝繁瑣、控制困難，多次熱處理導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、效率低下，產(chǎn)生的顏色色澤不理想，難以在實(shí)際中應(yīng)用，難以大規(guī)模投產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上所述的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種在高硼硅玻璃表面著色的技術(shù)。采用Ag+和Cu2+同時(shí)擴(kuò)散對(duì)玻璃顏色和色澤進(jìn)行改善，通過(guò)調(diào)整著色料膏配方及熱處理工藝，制得一系列表面平滑光潔且深淺不同的褐色(黃褐色到棕褐色)高硼硅玻璃。本發(fā)明褐色高硼硅玻璃是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的一方面在于保護(hù)一種高硼硅玻璃的著色料膏，其由下述原料按質(zhì)量份組成
權(quán)利要求
1.一種高硼硅玻璃的著色料膏，其特征在于由下述原料按質(zhì)量份組成
2.一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于 ①按照權(quán)利要求I的原料比例稱取試劑并混合均勻、細(xì)磨； ②將步驟①配制的著色料膏均勻涂覆在潔凈的高硼硅玻璃表面，待料膏干燥后進(jìn)行熱處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于步驟②所述的熱處理，其條件為以5 8°C /min的升溫速度加熱至560 640°C，在還原氣氛下保溫30 90min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于所述的還原氣氛是由還原劑加熱時(shí)產(chǎn)生，且還原氣體占爐內(nèi)氣體總體積的5%以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于所述的還原劑為碳粉或煤粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于步驟①所述的混合均勻是指首先將NaOH溶于去離子水中配制NaOH溶液，用NaOH溶液將糊精粉調(diào)和成漿糊狀；然后依次加入分析純的AgNO3, CuSO4, FeSO4，碳粉和鋅粉，攪拌均勻，待冷卻后再加入甘油繼續(xù)攪拌得混合漿料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于步驟②所述的高硼硅玻璃是指含SiO2 > 78%、B2O3 > 10%的玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于步驟①所述的細(xì)磨粒度為200 300目。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于所述的細(xì)磨方法為球磨法或研磨法。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，其特征在于步驟②所述的涂覆方法為下述的一種或多種涂刷法、人工描繪法、絲網(wǎng)印刷法。
全文摘要
一種高硼硅玻璃的褐色著色方法，用糊精粉、NaOH、AgNO3、CuSO4、FeSO4、碳粉、鋅粉、甘油和水制備著色料膏，然后涂覆在高硼硅玻璃表面，干燥后放入馬弗爐中，以5～8℃/min加熱至560～640℃，還原氣氛下保溫30～90min后，隨爐冷卻至室溫后取出，即得到褐色高硼硅玻璃。該方法可用于儀器玻璃、平板玻璃、電真空玻璃、裝飾玻璃等的表面著色。根據(jù)產(chǎn)品需要，既可大面積著色，也可繪制成各種圖案、標(biāo)識(shí)或刻度。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整著色料膏配方及熱處理工藝，解決了離子擴(kuò)散著色難以獲得褐色高硼硅玻璃的問(wèn)題，且離子交換過(guò)程和還原呈色過(guò)程一次完成，制備工藝簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉，適于大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C03C17/00GK102910831SQ20121041140
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者姜妍彥, 杜興科, 王承遇, 唐乃嶺, 胡志強(qiáng), 劉敬肖, 郝洪順 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)