一種無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水晶玻璃材料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]歐洲九國標(biāo)準(zhǔn)BHSL 326指導(dǎo)文件中將鉛水晶分類:高鉛水晶PbO ^ 30%,折射率nD彡1.56 ;鉛水晶PbO彡24%，折射率n D彡1.545。
[0003]氧化鉛(PbO)和氧化鋇(BaO)是傳統(tǒng)水晶中常用的組分，不僅可以提高玻璃的折射率，還可以提高玻璃的色散率?，F(xiàn)有的玻璃配方中，為了提高折射率和色散率，往往增加玻璃成分中PbO和BaO含量。鉛水晶玻璃制品使用時，特別是作水具、酒具、餐具使用中溶出的鉛，毒性很大，危害人體健康?，F(xiàn)在廣泛研制的鋇水晶中引入的氧化鋇也屬于高毒類氧化物。歐洲及發(fā)達(dá)國家對有害元素即Pb、Ba、As、Be、Cd、Hg、Sb、Se、Cr作出了限制，研制無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃配方是勢在必行。國內(nèi)也有類似的研宄報告，但在不加鉛和鋇的情況下，難以達(dá)到高鉛水晶的折射率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃及其制備方法，本發(fā)明的玻璃材料中鉛鋇零添加，對環(huán)境友好，符合環(huán)保要求；所制備的玻璃具有類似于高鉛水晶的折射率(nD彡1.56)，色散系數(shù)(vd彡60)，密度(d彡2.94g/cm 3)，透過率(t ^ 88% )、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點。
[0005]本發(fā)明的一種無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃，按重量百分比，玻璃組分包括:Si0242.3 ?48.3%、K20 5.4 ?6.0%、Na20 3.0 ?3.6%、Β2033.0 ?4.3%、CaO O ?1.2%、Li2O 0.5 ?1.2 %、Ti022.0 ?6.0 %、ZrO2L O ?5.0 %、SrO 8 ?18 %、La2036 ?16 %、Y2O3O ?20 %、Sb2O30.5 ?1.0 % ο
[0006]按重量百分比，玻璃組分為:Si0248.3 %、K2O 6.0%, Na2O 3.0 %、Β2033.0 %、ZnO 7.5%, CaO 1.2%, Li2O 0.5%, Ti022.0%, ZrO2L 0%, SrO 18%, La2036%、Y2033%,Sb2O3O- 5% ο 按重量百分比，玻璃組分為:Si0245.3%、K2O 6.0%, Na2O 3.0%, B2033.0%,ZnO 7.5%, CaO 1.2%, Li2O 0.5%, Ti022.0%, ZrO2L 0%, SrO 14%, La2O31%, Y2036%,Sb2O3O- 5% ο 按重量百分比，玻璃組分為:Si0242.3%、K2O 6.0%, Na2O 3.0%, B2033.0%,ZnO 7.5%, CaO 1.2%, Li2O 0.5%, Ti022.0%, ZrO2L 0%, SrO 8%, La20316%、Y2039%,Sb2O30.5% ο
[0007]本發(fā)明的一種無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃的制備方法，包括:
[0008](I)將配料后的原料進(jìn)行烘干，然后混合研磨，得到混合物；
[0009](2)將上述混合物在1500-1550 °C條件下進(jìn)行熔融2-3h，然后在1500 °C澄清0.5-lh后，澆鑄，退火，即得無鉛無鋇環(huán)保型水晶玻璃。
[0010]所述步驟(I)中原料為酸洗石英砂、硝酸鉀、硝酸鈉、碳酸鈉、硼酸、碳酸鋰、氧化鈦、氧化錯、碳酸鎖或氧化鎖、氧化鑭及三氧化二鋪。
[0011]所述原料中含有氧化鋅、碳酸鈣、氧化釔中的一種或幾種。
[0012]所述步驟⑴中烘干為自然烘干和電烘干使原料的水分降低至5%以下。
[0013]所述步驟(2)中熔融為將石英坩禍置于1500?1550°C的硅鉬棒電爐中熔融2-3ho
[0014]所述步驟⑵中退火為:在580°C馬弗爐中保溫5h，然后隨馬弗爐冷卻。
[0015]無鉛無鋇混合水晶玻璃配方，重量百分含量的各組分:Si0242.3?48.3% (酸洗石英砂)、K2O 5.4?6.0% (硝酸鉀)、Na2O 3.0?3.6% (硝酸鈉、碳酸鈉，比例為1:1)、Β2033.0 ?4.3% (硼酸)、ZnO O ?7.5% (氧化鋅)、CaO O ?1.2% (碳酸鈣)、Li2O0.5 ?1.2 % (碳酸鋰)、Ti022.0 ?6.0 % (氧化鈦)、ZrO2L O ?5.0 % (氧化鋯)、SrO12?26% (首選碳酸鍶，也可選用氧化鍶)、La20312?18% (氧化鑭)、Y2030?20% (氧化釔)、Sb2O30.5?1.0% (三氧化二銻)。
[0016]本發(fā)明的配方與傳統(tǒng)的水晶玻璃配方相比:根據(jù)歐洲及發(fā)達(dá)國家對有害元素的限制，即Pb、Ba、As、Be、Cd、Hg、Sb、Se、Cr，本發(fā)明中玻璃配方鉛鋇零添加，所以該玻璃在使用時不會溶出鉛或鋇等有害元素危害人體健康。同時引入多種能夠提高折射率的氧化物Ti02、Zr02、Sr0、La203和Y2O3，優(yōu)選各氧化物之間的比例。T12的折射率高，但過多的T12對水晶玻璃的透明性和白度不利，所以控制其含量< 6.0%。含有ZrOdA玻璃，比較難熔，含量超過5%時，易析晶，所以控制其含量彡5.0%。La3+、Y3+位于結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的空隙，又具有較高的配位數(shù)，此含La203、Y2O3的玻璃結(jié)構(gòu)比較緊密，具有高的折射率。La 3+、Y3+具有比較緊密的電子層結(jié)構(gòu)，所以含La203、Y2O3的玻璃色散并不大，這就是鑭玻璃釔玻璃具有高折射、低色散的主要原因。SrO和氧化鋇屬于同一族氧化物，電子排列類似，物理化學(xué)性能有一定相似性，可以提高折射率，但對色散系數(shù)無影響，從而使其色散和色差程度更低。利用本發(fā)明玻璃配方生產(chǎn)的產(chǎn)品具有類似于高鉛水晶的性能，折射率(nD彡1.56)，色散系數(shù)(vd彡60)，密度(d彡2.94g/cm3)，透過率(t ^ 88% )、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。
[0017]有益效果
[0018]本發(fā)明的玻璃材料中鉛鋇零添加，對環(huán)境友好，符合環(huán)保要求；所制備的玻璃具有類似于高鉛水晶的折射率(nD多1.56)，色散系數(shù)(vd彡60)，密度(d彡2.94g/cm 3)，透過率(t彡88% )、化學(xué)穩(wěn)定性好的特點。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]實施例1
[0021]按重量百分比，玻璃組分為:Si0248.3 %、K2O 6.0%, Na2O 3.0 %、Β2033.0 %、ZnO 7.5%, CaO 1.2%, Li2O 0.5%, Ti022.0%, ZrO2L 0%, SrO 18%, La2036%、Y2033%,Sb2O30.5% ο
[0022]制備方法:
[0023](I)配料:根據(jù)各組分的重量百分含量，計算得到相應(yīng)原料的質(zhì)量并稱取各原料；原料為酸洗石英砂、硝酸鉀、硝酸鈉、碳酸鈉、硼酸、氧化鋅、碳酸鈣、碳酸鋰、氧化鈦、氧化錯、碳酸鎖、氧化鎖、氧化鑭、三氧化二鋪。
[0024](2)原料烘干:利用自然烘干和電烘干將原料中的水分降低至5%以下。
[0025](3)混合研磨:將烘干后的原料放入研缽中混合研磨成為粉料狀。