[发明专利]一种无铅无镉无锶琉璃及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种琉璃成分及制备工艺，尤其涉及一种不含有毒金属铅、镉和锶的琉璃成分及其制品的制造工艺。

背景技术

琉璃是一种硅酸盐制品，具有悠久的历史，其品质晶莹剔透、光彩夺目，变幻瑰丽，能充分体现出东方人的精致、细腻和含蓄，是建筑中的重要装饰构件，也是艺术装饰中的一朵奇葩。由于含铅硅酸盐的琉璃成分光泽度好，料性长、软化点低，特别适合于琉璃制造工艺，一直以来琉璃均采用中铅或高铅水晶玻璃制备，而铅元素及其化合物对环境和人类健康危害极大，因此目前出现了一些用重金属元素代替铅的无铅琉璃制备的专利，如：

(1)无铅琉璃的制备方法：中国专利CN 101172758A专利日期2008-05-07，发明人朱盛菁。此专利虽然无铅，但采用的是超白玻璃或光学玻璃边角料作为原料，这些玻璃的折射率比较低，产品的光泽度远远达不到晶莹剔透的程度，而且它们料性较短，不易加工成具有艺术效果的生活用品和工业品。

(2)无铅琉璃釉的制备方法：中国专利CN 1040570A专利日期1990-03-21，发明人徐尔昌。此专利虽然无铅，但加入大量的普通碎玻璃，其折射率仍然较低，难以体现出琉璃制品的质感，而且需要预制熔块，工序繁杂；此外该专利中还含有锂辉石，锂辉石在我国国内产量较少，主要依靠国外进口，这也使原料的成本大大增加。

(3)无铅无钡水晶玻璃：美国专利公开号USP2007032367专利公开日期2007-2-8，发明人Sprachmann Gerold，Maier Johannes，奥地利。此专利虽然无铅，但加入较多的ZnO(8～16％)，还含有5％以下的TiO₂和La₂O₃以及含量低于5％的稀土或重金属Nb、Ta、Yb、Y、W、Bi等，这些原料价格昂贵，有时原料供应也存在着困难。

尽管如此，由于含铅、镉、锶硅酸盐的琉璃质感优异，操作易控，故目前国内生产的琉璃既使不含有铅，也含有镉、锶的成分。

鉴于铅、镉、锶等重金属对人类和环境的危害，自2006年7月1日起，欧盟2005/618/EC对特定有害物质使用了限制指令(RoHS)，规定电器、电子产品、照明设备、玩具、灯泡中Pb最大浓度值为0.1％、Cd为0.01％，不符合此要求的不能出口到欧盟。中国《工艺水晶饰品国家标准》(草案)规定Pb、Cd含量采用欧盟RoHS标准，因此，研制无铅、无镉、无锶彩色透明琉璃配方及其制品生产工艺是非常必要的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明对现有含铅的琉璃配方进行改进，提供一种适用于透明或彩色琉璃的无铅无镉无锶的配方及其制备工艺，得到无毒无污染的琉璃制品。本发明通过如下技术方案实现：

本发明涉及一种无铅无镉无锶琉璃，所述琉璃基础成分按重量份计，包括：

所述琉璃的密度为2.49～2.52g/cm³；在20～300℃温度范围内，膨胀系数为97～108×10^-7/℃；以粘度为10^6.7Pa·s时的温度计，软化点为525～580℃；退火温度为465～515℃。

上述无铅无镉无锶琉璃，还包括下述成分：澄清剂、脱色剂或着色剂中的一种或几种，按重量份计，包括：

上述琉璃，当其基础成分、澄清剂、脱色剂的重量份如下时，效果较佳：

所述琉璃的密度为2.50～2.51g/cm³；在20～300℃温度范围内，膨胀系数为99～101×10^-7/℃；以粘度为10^6.7Pa·s时的温度计，软化点为529～532℃；退火温度为465～500℃。

上述无铅无镉无锶琉璃的制备方法，其制备工艺步骤为：

(1)配料：按提供的化学成分计算出氧化物原料用量，称量各种原料并混合均匀；

(2)熔化：将原料在池窑或坩埚窑内熔化，熔化温度1440～1480℃，澄清温度1480～1500℃，熔化时间12～16小时，获得玻璃液；

(3)冷却和成形：将熔化好的玻璃液冷却到1150～1200℃，根据设计形状，进行人工成形；或将熔化好的玻璃液淬冷至室温，用热熔成形或脱蜡浇注法等成形方法成形；

(4)退火：成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度465～515℃，保温2～3小时后，缓慢冷却到室温。