專利名稱：低鋇高折射率玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是制造回歸反射低鋇高折射率玻璃微珠用的低鋇高折射率玻璃。
背景技術(shù)：
作為回歸反射用的微珠玻璃，因希望它具有較高的反光強(qiáng)度，通常使用氧化鉛、氧化鈦、氧化鋇等高折射率氧化物來(lái)使微珠玻璃的折射率達(dá)到1.9以上。德國(guó)專利DD258133、英國(guó)專利GB1130284、美國(guó)專利USP3293051等都采用大量的氧化鉛，但因含鉛制品在制造和使用過(guò)程中污染環(huán)境，危害人們健康，所以這種含鉛微珠在各國(guó)均已被禁止制造和使用。美國(guó)專利USP3419403、中國(guó)專利CN86106629、中國(guó)專利CN99114956均采用TiO2-BaO系統(tǒng)，折射率較低的氧化鋇大量存在，不利于提高折射率，不得不引入大量的氧化鉍、氧化銻或氧化鑭、氧化鈮、氧化鎢提高折射率，引入這些貴重原料，使玻璃成本增高，并影響玻璃的穩(wěn)定性和抗析晶性能。更重要的是，根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN71第3部分的規(guī)定，微珠材料中“游離鋇”的含量不得超過(guò)1000mg/Kg，大量氧化鋇的存在使得使用這些玻璃制成的微珠的“游離鋇”含量嚴(yán)重超標(biāo)，從而限制了微珠的使用范圍，雖然對(duì)微珠進(jìn)行復(fù)雜的處理后“游離鋇”含量能夠達(dá)標(biāo)，但是這種處理煩瑣復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不但增加成本，而且還有“三廢”排放，污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種低鋇高折射率玻璃，該玻璃安全無(wú)污染，無(wú)有害元素，性能穩(wěn)定，不易析晶。由于氧化鋇含量低，所以使用該玻璃生產(chǎn)的微珠，“游離鋇”含量低于1000mg/Kg，符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，能夠滿足各種場(chǎng)合的應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是低鋇高折射率玻璃，其特征在于，它由TiO2-ZrO2-SiO2體系構(gòu)成，各原料的重量百分比為T(mén)iO222~50％，ZrO25~35％，SiO28~40％，Al2O35~10％，B2O35~10％，ZnO 1~5％，BaO 1~20％。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是，該玻璃的組分中，含有重量百分比的CaO 0.5~5％，Na2O+K2O 0.5~2％。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是，該玻璃的組分中SiO2與Al2O3的含量之和重量百分比為15~45％。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是，該玻璃的組分中SiO2與Al2O3的含量之和重量百分比為20~30％。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是，該玻璃的組分中BaO含量重量百分比為1~10％。
雖然用于制造玻璃的原料可以是氧化物以外的各種化合物(例如碳酸鹽、硝酸鹽)，但是在組分熔融過(guò)程中，其組成改變成氧化物形式，因此根據(jù)理論氧化物算法討論本發(fā)明玻璃的組成。
已知，SiO2和Al2O3是構(gòu)成玻璃的主要網(wǎng)絡(luò)形成體，但因他們折射率比較低所以在本發(fā)明玻璃的組成中，其二者總含量應(yīng)為15~45％，更好的應(yīng)為20~30％。B2O3雖然和SiO2、Al2O3一樣是構(gòu)成玻璃的主要網(wǎng)絡(luò)形成體，并同樣具有較低的折射率，但由于它具有較低的熔融溫度，有利于其他組分的熔融，所以在本發(fā)明玻璃中也是必需的。同時(shí)由于B2O3易揮發(fā)，所以在不同的熔制工藝中，它的含量是應(yīng)適當(dāng)調(diào)整的，但主要含量應(yīng)控制在5~10重量％。ZnO也是玻璃制造工藝中良好的助熔劑，也易揮發(fā)，它還有提高玻璃穩(wěn)定性、降低熔融玻璃粘度的作用，1~5重量％是合適的。CaO可提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性，但折射率低，5重量％是其上限。Na2O+K2O的作用是幫助在驟冷過(guò)程中形成玻璃，拓寬除去顏色，同時(shí)保持透明度的加工條件并降低液化溫度。TiO2是一種高折射率氧化物，熔點(diǎn)1840℃。盡管它單獨(dú)具有高的熔點(diǎn)，但是用在玻璃上時(shí)它卻能與SiO2、Al2O3形成低熔點(diǎn)的共熔物。ZrO2和TiO2的作用一樣是為了提高玻璃的折射率，ZrO2+TiO2低于27％時(shí)，玻璃的折射率太低，達(dá)不到1.9。雖然他們都是強(qiáng)成核劑，能導(dǎo)致玻璃結(jié)晶，但是即使ZrO2+TiO2超過(guò)60％，本發(fā)明玻璃也容易驟冷成玻璃。BaO具有較好的助熔作用并可提高玻璃的光澤度和力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)BaO折射率比ZrO2和TiO2低但比SiO2、Al2O3和B2O3要高，有利于提高玻璃的折射率，所以在現(xiàn)有技術(shù)中，它是制作高折射率玻璃的主要組分。但在本發(fā)明玻璃的組分體系中，因?yàn)榍拔乃龅脑?，將它的含量控制在不大?0％，最好不大于10％。
本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明玻璃組分采用TiO2-ZrO2-SiO2體系構(gòu)成，提高了玻璃的形成能力。
2、嚴(yán)格控制組分中BaO的含量，從而使用本發(fā)明玻璃制得的微珠的“游離鋇”的含量都在1000mg/Kg以下。
3、引入B2O3和ZnO降低了配合料的融化溫度，提高了玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和抗析晶能力。
4、避免了氧化鉍、氧化銻、氧化鑭、氧化鈮和氧化鎢等貴重原料的使用，降低了成本，避免了污染，改善了操作環(huán)境。
具體實(shí)施例方式
下面給出
具體實(shí)施例方式(組分單位—重量百分?jǐn)?shù))

上述十個(gè)實(shí)施例分別按給出的組分配料，混合均勻，在鉑金坩堝內(nèi)于1400~1450℃熔融，保溫4小時(shí)，倒入水中進(jìn)行水淬，制得折射率為1.9~2.2的玻璃。使用這些玻璃制成的微珠，經(jīng)檢測(cè)，“游離鋇”含量均低于1000mg/Kg，符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，能夠滿足各種場(chǎng)合的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.低鋇高折射率玻璃，其特征在于，它由TiO2-ZrO2-SiO2體系構(gòu)成，各原料的重量百分比為T(mén)iO222～50％，ZrO25～35％，SiO28～40％，Al2O35～10％，B2O35～10％，ZnO 1～5％，BaO 1～20％。
2.如權(quán)力要求1所述的低鋇高折射率玻璃，其特征在于，在玻璃的組分中，含有重量百分比的CaO 0.5～5％，Na2O+K2O 0.5～2％。
3.如權(quán)力要求2所述的低鋇高折射率玻璃，其特征在于，在玻璃的組分中SiO2與Al2O3的含量之和重量百分比為15～45％。
4.如權(quán)力要求3所述的低鋇高折射率玻璃，其特征在于，在玻璃的組分中SiO2與Al2O3的含量之和重量百分比為20～30％。
5.如權(quán)力要求2或4所述的低鋇高折射率玻璃，其特征在于，在玻璃的組分中BaO含量重量百分比為1～10％。
全文摘要
低鋇高折射率玻璃，涉及玻璃制造技術(shù)領(lǐng)域，主要解決回歸反射低鋇高折射率玻璃的環(huán)保問(wèn)題，它由TiO
文檔編號(hào)C03C3/076GK1792916SQ20051004505
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月8日
發(fā)明者吳德強(qiáng), 王立民, 劉德奎, 巴冬艷 申請(qǐng)人:濟(jì)南華明微珠材料有限責(zé)任公司