[發明專利]一種發色基團、不含鈷的藍色玻璃顏料及方法

在審

• 申請號: 202010737963.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111849204A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王東輝;賈佳
• 申請（專利權）人: 淄博科睿特新材料科技有限公司
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C03C1/04
• 代理公司: 淄博川誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 37275
• 代理人: 高鵬飛

本發明屬于玻璃裝飾顏料領域，一種發色基團、不含鈷的藍色玻璃顏料及方法，該發色基團，按照質量百分比計，由以下原料配制而成：三氧化二釔37.0～58.0％、三氧化二銦5.6～54.0％、三氧化二錳1.0～36.0％、助劑0.1～20％。該不含鈷的藍色玻璃顏料，按照質量百分比計，由發色基團與無鉛降溫熔劑按照質量百分比5.0～30.0％：70.0～95.0％配置而成。本發明的優點在于：(1)稀土元素為主組成的發色基團，不含鈷元素，符合食品衛生安全要求；(2)制備了一種低溫的發色基團，與玻璃熔劑復配時發色深；(3)發色基團的組成影響玻璃顏料的耐堿性，從藍色玻璃顏料的多組配方中，篩選出耐堿性符合產品要求的。

技術領域

本發明屬于玻璃裝飾顏料領域，一種發色基團、不含鈷的藍色玻璃顏料及方法。

背景技術

玻璃顏料應用方法是經過焙燒跟玻璃制品燒結在一起，從而達到裝飾玻璃的目的，因為此裝飾方法比有機顏料附著力強，而且耐候性好的優點。在器皿玻璃，尤其是可回收玻璃飲料瓶的裝飾中被廣泛應用，比如可回收的可樂瓶、啤酒瓶、奶瓶等。藍色作基礎色之一，目前都是用鈷、鋁元素或者鈷、硅元素的燒結物作為發色基團，即藍色玻璃顏料的組成中含有鈷元素。2017年，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布鈷和鈷化合物在2B類致癌物清單中。從可回收飲料瓶重復使用的食品安全考慮，使用無鈷顏料是未來的發展趨勢。

用于可回收玻璃器皿的無鉛玻璃熔劑，因為必須滿足食品安全要求，功能上有耐堿要求，所以熔劑的體系溫度是一個固定的區間，通常是500到650℃。很多經過1100～1300℃高溫焙燒的無機復合氧化物發色基團在與玻璃熔劑復配時發色很淺，比如釩鋯體系的天藍色、鈷鉻體系的黑色，無法滿足工藝需求。

發明內容

根據以上現有技術的不足，本發明提供一種發色基團、不含鈷的藍色玻璃顏料及方法···

本發明所述的一種發色基團，其特征在于，按照質量百分比計，由以下原料配制而成：三氧化二釔37.0～58.0％、三氧化二銦5.6～54.0％、三氧化二錳1.0～36.0％、助劑0.1～20％。

更進一步的，所述助劑為氟鋁酸鉀和/或碳酸鉀。

本發明中，銦釔復合金屬氧化物YInO₃具有獨特的三角雙錐結構，當In³⁺被Mn³⁺取代時，晶格畸變，離子半徑和軌道分裂能的變化，導致對可見光譜的選擇性吸收，在400～500nm出現特征反射峰，所以復合金屬氧化物YIn_1-xMn_xO₃展現出藍色色調，而且隨著Mn³⁺的占比越高，藍色色調越深。助劑選用氟鋁酸鉀和/或碳酸鉀，在固相反應體系中，反應過程中不與YIn_1-xMn_xO₃起化學反應，而是形成低共熔物，使體系在較低溫度下出現液相，加速擴散和對固體的溶解，對固體反應動力學有促進作用。另外，對反應離子具有極化作用，促使體系晶格畸變，對YIn_1-xMn_xO₃的發色也具有促進作用。

本發明還提供了一種發色基團的制備方法，按照以下步驟進行：

(1)將三氧化二釔、三氧化二銦和三氧化二錳投放到球磨機中，研磨到平均粒度2.0微米；

(2)在球磨機中繼續加入助劑，繼續研磨到平均粒度1.5微米，然后將物料烘干、粉碎至全過400目篩；

(3)將過篩后的粉料置于耐火匣缽中，在空氣氣氛中加熱焙燒，升溫曲線分兩段：第一段，室溫至800℃，控制升溫速率在10～20℃/分鐘；第二段，從800℃到設定溫度1100～1200℃，控制升溫速率在5～10℃/分鐘，達到設定溫度后，保溫2小時，自然冷卻降溫即可。