專利名稱：一種高硼硅玻璃的褐色著色方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于顏色玻璃技術(shù)領域，涉及玻璃表面處理，特別是離子擴散在高硼硅玻璃表面著色的技術(shù)。
背景技術(shù)：
玻璃的表面離子擴散著色在高檔器皿、裝 飾玻璃、工藝美術(shù)品方面的應用越來越多。銀、銅離子擴散著色更是被廣泛應用于玻璃計量儀器及器皿的標識、刻度、圖案等的印制，這種工藝操作簡單，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用還很少。高硼硅玻璃由于具有膨脹系數(shù)低，玻璃強度和軟化點溫度高、導熱能力強以及機械性能好等獨特的優(yōu)良性能，比普通玻璃應用更廣，特別是在高檔日用玻璃、光學玻璃、精密儀器玻璃、燈具玻璃等領域獲得了廣泛的應用。實驗室中的高硼硅玻璃計量儀器(如燒杯、錐形瓶、量筒等)表面的標線與數(shù)字大多是印刷上去的白色線條，缺點是線條色澤過淺，人眼不易識別，在使用過程中也容易磨損、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散采用CuSO4或CuCl作著色劑，能夠得到鮮艷的紅色，缺點是紅色過于刺眼，若用于計量儀器，操作人員容易眼睛疲勞，且二價Cu2+著色需經(jīng)過兩次甚至三次熱處理，工藝繁瑣，控制困難；而一價Cu+通常也需要經(jīng)過兩次熱處理，并且CuCl的cr在熱處理過程中揮發(fā)嚴重。高硼硅玻璃表面的銀黃擴散大多是采用AgNO3作著色劑，但得到的黃色色澤太淺，造成人眼識別困難，效果也不理想。高硼硅玻璃表面的銀、銅離子同時擴散著色，應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，使得離子交換反應難以進行，著色離子不易進入玻璃表面；二是高硼硅玻璃中不含亞砷、亞銻、亞鐵等還原性成分，這對著色離子的顯色帶來困難。此外，熱處理過程中Ag+和Cu2+在高硼硅玻璃表面的擴散速度不同步，Ag+比Cu2+的擴散要快得多，這直接導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，目前離子擴散著色方法應用于高硼硅玻璃面臨的主要問題有工藝繁瑣、控制困難，多次熱處理導致生產(chǎn)成本高、效率低下，產(chǎn)生的顏色色澤不理想，難以在實際中應用，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+同時擴散對玻璃顏色和色澤進行改善，通過調(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以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明的一方面在于保護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、標識或刻度。本發(fā)明通過調(diào)整著色料膏配方及熱處理工藝，解決了離子擴散著色難以獲得褐色高硼硅玻璃的問題，且離子交換過程和還原呈色過程一次完成，制備工藝簡單，操作方便，成本低廉，適于大批量生產(chǎn)。
文檔編號C03C17/00GK102910831SQ20121041140
公開日2013年2月6日 申請日期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, 劉敬肖, 郝洪順 申請人:大連工業(yè)大學