专利名称：一种高硼硅玻璃的褐色着色方法
技术领域：
本发明属于颜色玻璃技术领域，涉及玻璃表面处理，特别是离子扩散在高硼硅玻璃表面着色的技术。
背景技术：
玻璃的表面离子扩散着色在高档器皿、装 饰玻璃、工艺美术品方面的应用越来越多。银、铜离子扩散着色更是被广泛应用于玻璃计量仪器及器皿的标识、刻度、图案等的印制，这种工艺操作简单，印制效果鲜明、耐久不脱落，是目前重要的玻璃表面着色方法。但是，该方法多用于普通钠钙硅玻璃的表面着色，而在高硼硅玻璃上的应用还很少。高硼硅玻璃由于具有膨胀系数低，玻璃强度和软化点温度高、导热能力强以及机械性能好等独特的优良性能，比普通玻璃应用更广，特别是在高档日用玻璃、光学玻璃、精密仪器玻璃、灯具玻璃等领域获得了广泛的应用。实验室中的高硼硅玻璃计量仪器(如烧杯、锥形瓶、量筒等)表面的标线与数字大多是印刷上去的白色线条，缺点是线条色泽过浅，人眼不易识别，在使用过程中也容易磨损、脱落，大大减少了仪器的使用寿命。高硼硅玻璃表面的铜红扩散采用CuSO4或CuCl作着色剂，能够得到鲜艳的红色，缺点是红色过于刺眼，若用于计量仪器，操作人员容易眼睛疲劳，且二价Cu2+着色需经过两次甚至三次热处理，工艺繁琐，控制困难；而一价Cu+通常也需要经过两次热处理，并且CuCl的cr在热处理过程中挥发严重。高硼硅玻璃表面的银黄扩散大多是采用AgNO3作着色剂，但得到的黄色色泽太浅，造成人眼识别困难，效果也不理想。高硼硅玻璃表面的银、铜离子同时扩散着色，应用于普通玻璃的着色料膏配方及热处理工艺难以适用。这是由高硼硅玻璃的成分所决定的，一是高硼硅玻璃中碱金属离子含量尤其是钠离子含量很少，使得离子交换反应难以进行，着色离子不易进入玻璃表面；二是高硼硅玻璃中不含亚砷、亚锑、亚铁等还原性成分，这对着色离子的显色带来困难。此外，热处理过程中Ag+和Cu2+在高硼硅玻璃表面的扩散速度不同步，Ag+比Cu2+的扩散要快得多，这直接导致了印刷在玻璃表面的图案或线条边缘出现淡黄色“毛边”的现象。综上，目前离子扩散着色方法应用于高硼硅玻璃面临的主要问题有工艺繁琐、控制困难，多次热处理导致生产成本高、效率低下，产生的颜色色泽不理想，难以在实际中应用，难以大规模投产。
发明内容
为了解决以上所述的问题，本发明提供一种在高硼硅玻璃表面着色的技术。采用Ag+和Cu2+同时扩散对玻璃颜色和色泽进行改善，通过调整着色料膏配方及热处理工艺，制得一系列表面平滑光洁且深浅不同的褐色(黄褐色到棕褐色)高硼硅玻璃。本发明褐色高硼硅玻璃是通过以下技术方案实现的
本发明的一方面在于保护一种高硼硅玻璃的着色料膏，其由下述原料按质量份组成
权利要求
1.一种高硼硅玻璃的着色料膏，其特征在于由下述原料按质量份组成
2.一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于 ①按照权利要求I的原料比例称取试剂并混合均匀、细磨； ②将步骤①配制的着色料膏均匀涂覆在洁净的高硼硅玻璃表面，待料膏干燥后进行热处理。
3.根据权利要求2所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于步骤②所述的热处理，其条件为以5 8°C /min的升温速度加热至560 640°C，在还原气氛下保温30 90min。
4.根据权利要求3所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于所述的还原气氛是由还原剂加热时产生，且还原气体占炉内气体总体积的5%以上。
5.根据权利要求4所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于所述的还原剂为碳粉或煤粉。
6.根据权利要求2所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于步骤①所述的混合均匀是指首先将NaOH溶于去离子水中配制NaOH溶液，用NaOH溶液将糊精粉调和成浆糊状；然后依次加入分析纯的AgNO3, CuSO4, FeSO4，碳粉和锌粉，搅拌均匀，待冷却后再加入甘油继续搅拌得混合浆料。
7.根据权利要求2所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于步骤②所述的高硼硅玻璃是指含SiO2 > 78%、B2O3 > 10%的玻璃。
8.根据权利要求2所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于步骤①所述的细磨粒度为200 300目。
9.根据权利要求8所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于所述的细磨方法为球磨法或研磨法。
10.根据权利要求2所述的一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，其特征在于步骤②所述的涂覆方法为下述的一种或多种涂刷法、人工描绘法、丝网印刷法。
全文摘要
一种高硼硅玻璃的褐色着色方法，用糊精粉、NaOH、AgNO3、CuSO4、FeSO4、碳粉、锌粉、甘油和水制备着色料膏，然后涂覆在高硼硅玻璃表面，干燥后放入马弗炉中，以5～8℃/min加热至560～640℃，还原气氛下保温30～90min后，随炉冷却至室温后取出，即得到褐色高硼硅玻璃。该方法可用于仪器玻璃、平板玻璃、电真空玻璃、装饰玻璃等的表面着色。根据产品需要，既可大面积着色，也可绘制成各种图案、标识或刻度。本发明通过调整着色料膏配方及热处理工艺，解决了离子扩散着色难以获得褐色高硼硅玻璃的问题，且离子交换过程和还原呈色过程一次完成，制备工艺简单，操作方便，成本低廉，适于大批量生产。
文档编号C03C17/00GK102910831SQ20121041140
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者姜妍彦, 杜兴科, 王承遇, 唐乃岭, 胡志强, 刘敬肖, 郝洪顺 申请人:大连工业大学