[發明專利]一種環保型高透高折射晶質玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201310436184.1
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103524042A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 程金樹;彭志鋼;杜曉鷗;田培靜;鄭偉宏;李詩文;潘清濤
• 申請（專利權）人: 河北省沙河玻璃技術研究院
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張素靜

技術領域

本發明涉及一種環保型高透高折射晶質玻璃及其制備方法，特別是一種不含鉛和砷等有害氧化物、透明度和折射率不亞于高鉛組分、特別適合電熔化技術的晶質玻璃及其制備方法。

技術背景

一般晶質玻璃都是含鉛量較高才獲得優異的光學性能，大量的用于裝飾和餐具器皿，其特點在于有較好的質重感，光的折射率高，色散大，熔化溫度低等，且由于氧化鉛含量高，其熔化溫度低，通常PbO的含量按質量百分比計在24-40%之間。

但含鉛晶質玻璃由于有較高的含鉛量，且在使用過程中會出現溶出問題，影響了人體健康，此外，鉛晶質玻璃在熔制過程中的揮發進入大氣后被人體吸入體內而造成各種疾病。隨著科技的不斷進步和環保意識的增強，鉛對人體的毒害和對環境的污染，愈來愈引起社會各方面的重視，無鉛化是未來生產高折射率晶質玻璃的必然趨勢，它對整個社會、世界乃至整個地球生態系統都是具有十分重要的實際意義和戰略意義，是世界和諧、持續發展所必須面臨和考慮的重要問題。

針對鉛污染問題，歐盟等已規定從2007年7月1號起，對進出口的電子設備中含鉛、汞等有害物質進行嚴格限制，含量應低于10^-9級，加拿大安全委員會建議嬰兒、兒童不要使用含鉛晶質玻璃器皿。

我國目前還有些玻璃廠采用氧化鉛生產晶質玻璃，為了控制氧化鉛的溶出量，我國對鉛的溶出量也制定了相關的國家標準，如規定小容器鉛溶出量小于1.5mg/L，大容器小于0.75mg/L，存儲罐類的晶質玻璃器皿鉛溶出量低于0.5?mg/L。

無鉛高折射晶質玻璃是將晶質玻璃中的鉛元素替代為無污染、無溶出問題的其他元素，使制成的玻璃除具備鉛晶質玻璃的所有特性外，不含鉛、砷等有害元素，使生產過程中工人的健康得以保證，對環境更加友好并對其造型進行創意設計。

中國專利CN?101215084A公開了一種無鉛晶質玻璃組成，該晶質玻璃有較高的折射率和透過率，折射率在1.54-1.61之間，解決了鉛的污染問題，但其加入了KHF₂，引入了F，對環境也存在污染問題，此外其未加入提高玻折射率和璃密的BaO，這對晶質玻璃要求的質重感是不利的。

發明內容

本發明的目的在于針對目前市場上仍然以高鉛含量的晶質玻璃為主，且針對無鉛晶質玻璃中使用氟化物及價格昂貴的氧化物如Nb₂O₅、Ta₂O₅等之不足提供一種不含鉛及任何有害氧化物的環保型高透高折射晶質玻璃，其折射率在1.60-1.72之間，可見光透過率在89-92%之間，具有色澤純正、熔制溫度低、化學穩定性良好、且易于磨拋加工等特性。

本發明還提供了上述晶質玻璃的制備方法。

玻璃成分對玻璃材料或產品的功能、性質和成本均產生重大的影響。玻璃成分與生產工藝密切關系，通常根據設計的成分來選擇生產工藝，玻璃成分設計不當，造成熔化困難，熔制時發生結石、條紋、氣泡等缺陷，實際生產中時有發生。還有，玻璃成分設計必須考慮工藝性能需要。通常使設計玻璃成分達到易于熔化，符合成形、加工和退火等操作要求。最后，在設計成分時必須考慮到原料的質量穩定性和大量供應問題。

本發明中，使用TiO₂、BaO、ZnO代替PbO，在使用TiO₂時光的折射率和色散增大；使用BaO時玻璃的密度和折射率增大；使用ZnO時玻璃的折射率提高，玻璃的光澤柔和，且調整玻璃的料性，使其易于熔制和成型，使用適當量的CaO（1-5%），控制玻璃的料性，便于玻璃的拉制和壓制成形。

本發明涉及的玻璃組成適于壓制、浮法、壓延、溢流、平拉等制備工藝。

具體地，本發明采用的技術方案：

技術方案一：

一種環保型高透高折射晶質玻璃，包括如下以重量百分比計的組分：SiO₂?32-55%、TiO₂?8-20%、BaO?12-19%、K₂O?0-4%、Na₂O?5-15%、CaO?1-5%、ZnO?4-11%、Sb₂O₃?0.2-0.8%、Al₂O₃?0.2-2%、Er₂O₃?0.005-0.2%、Nd₂O_3??0.005-0.5%。