[发明专利]一种环保型高透高折射晶质玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型高透高折射晶质玻璃及其制备方法，特别是一种不含铅和砷等有害氧化物、透明度和折射率不亚于高铅组分、特别适合电熔化技术的晶质玻璃及其制备方法。

技术背景

一般晶质玻璃都是含铅量较高才获得优异的光学性能，大量的用于装饰和餐具器皿，其特点在于有较好的质重感，光的折射率高，色散大，熔化温度低等，且由于氧化铅含量高，其熔化温度低，通常PbO的含量按质量百分比计在24-40%之间。

但含铅晶质玻璃由于有较高的含铅量，且在使用过程中会出现溶出问题，影响了人体健康，此外，铅晶质玻璃在熔制过程中的挥发进入大气后被人体吸入体内而造成各种疾病。随着科技的不断进步和环保意识的增强，铅对人体的毒害和对环境的污染，愈来愈引起社会各方面的重视，无铅化是未来生产高折射率晶质玻璃的必然趋势，它对整个社会、世界乃至整个地球生态系统都是具有十分重要的实际意义和战略意义，是世界和谐、持续发展所必须面临和考虑的重要问题。

针对铅污染问题，欧盟等已规定从2007年7月1号起，对进出口的电子设备中含铅、汞等有害物质进行严格限制，含量应低于10^-9级，加拿大安全委员会建议婴儿、儿童不要使用含铅晶质玻璃器皿。

我国目前还有些玻璃厂采用氧化铅生产晶质玻璃，为了控制氧化铅的溶出量，我国对铅的溶出量也制定了相关的国家标准，如规定小容器铅溶出量小于1.5mg/L，大容器小于0.75mg/L，存储罐类的晶质玻璃器皿铅溶出量低于0.5 mg/L。

无铅高折射晶质玻璃是将晶质玻璃中的铅元素替代为无污染、无溶出问题的其他元素，使制成的玻璃除具备铅晶质玻璃的所有特性外，不含铅、砷等有害元素，使生产过程中工人的健康得以保证，对环境更加友好并对其造型进行创意设计。

中国专利CN 101215084A公开了一种无铅晶质玻璃组成，该晶质玻璃有较高的折射率和透过率，折射率在1.54-1.61之间，解决了铅的污染问题，但其加入了KHF₂，引入了F，对环境也存在污染问题，此外其未加入提高玻折射率和璃密的BaO，这对晶质玻璃要求的质重感是不利的。

发明内容

本发明的目的在于针对目前市场上仍然以高铅含量的晶质玻璃为主，且针对无铅晶质玻璃中使用氟化物及价格昂贵的氧化物如Nb₂O₅、Ta₂O₅等之不足提供一种不含铅及任何有害氧化物的环保型高透高折射晶质玻璃，其折射率在1.60-1.72之间，可见光透过率在89-92%之间，具有色泽纯正、熔制温度低、化学稳定性良好、且易于磨抛加工等特性。

本发明还提供了上述晶质玻璃的制备方法。

玻璃成分对玻璃材料或产品的功能、性质和成本均产生重大的影响。玻璃成分与生产工艺密切关系，通常根据设计的成分来选择生产工艺，玻璃成分设计不当，造成熔化困难，熔制时发生结石、条纹、气泡等缺陷，实际生产中时有发生。还有，玻璃成分设计必须考虑工艺性能需要。通常使设计玻璃成分达到易于熔化，符合成形、加工和退火等操作要求。最后，在设计成分时必须考虑到原料的质量稳定性和大量供应问题。

本发明中，使用TiO₂、BaO、ZnO代替PbO，在使用TiO₂时光的折射率和色散增大；使用BaO时玻璃的密度和折射率增大；使用ZnO时玻璃的折射率提高，玻璃的光泽柔和，且调整玻璃的料性，使其易于熔制和成型，使用适当量的CaO（1-5%），控制玻璃的料性，便于玻璃的拉制和压制成形。

本发明涉及的玻璃组成适于压制、浮法、压延、溢流、平拉等制备工艺。

具体地，本发明采用的技术方案：

技术方案一：

一种环保型高透高折射晶质玻璃，包括如下以重量百分比计的组分：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%、Nd₂O₃  0.005-0.5%。