一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉

技术领域

本发明涉及玻璃粉制备技术领域，尤其涉及一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉。

背景技术

玻璃粉是一种无机类无定型硬质超细颗粒粉末，外观为白色粉末。玻璃粉是一种抗划高透明粉料，粒径小、分散性好、透明度高、防沉效果好，经过表面改进，具有良好的亲和能力，并且有较强的位阻能力，能方便地分散于涂料中，成膜后可增加涂料丰满度，制成的水晶透明度底漆类，既保持清晰的透明度，又提供良好的抗刮性。

为了倡导环保耐酸碱，现采用二氧化硅、氧化硼、氧化锌、氧化钠、氧化铅和二氧化钛来制备耐酸碱的玻璃粉，但是，在后期使用过程中，可以发现，当其分散于涂料中后，成膜后的附着能力略显不足，而且长期置于空气中，很容易使其出现潮湿的情况。

因此，我们提出了一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉。

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅10～50份、氧化硼5～40份、氧化锌6～40份、氧化钠5～50份、氧化铅5～30份、二氧化钛5～40份以及改性附着促进剂5～9份。

优选的，所述改性附着促进剂由附着促进剂为原料，疏水助剂为添加剂制备而成，附着促进剂的型号为XIAMETER OFS-6032，疏水助剂为1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。

优选的，所述改性附着促进剂的制备方法为：将附着促进剂和疏水助剂依次投入高速混合机内，设置高速混合机的转速1000～1300rpm，混合3～5分钟后加入硅烷偶联剂继续搅拌15～20分钟，取出后即得改性附着促进剂。

优选的，所述硅烷偶联剂选用KH550、KH560和KH570中的任意一种，且其添加量为附着促进剂和疏水助剂总添加量的1％～3％。

优选的，所述1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。

上述一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：

S1、按量称取原料，备用；

S2、将选取的原料充分混合后置入行星球磨机中进行球磨，待混合后的原料呈细粉状态时取出并置入石墨坩埚中，再将石墨坩埚置入马弗炉中预热，预热完毕后将原料混合物置入高温电阻炉中进行熔炼，熔炼完毕后获得玻璃液体；

S3、将玻璃液体置入去离子水中进行急速降温冷却，冷却后得到玻璃渣，将玻璃渣置入干燥箱中进行干燥，获得水分含量低于1份的玻璃渣后即停止干燥，获得玻璃渣干燥品；

S4、将获得的玻璃渣干燥品先静置，再采用研磨机研磨至粒径为0.1～10μm的粉料，即得玻璃粉。

优选的，所述马弗炉的工作温度为200℃～350℃，且在马弗炉中预热的时间为30～40分钟。

优选的，所述干燥箱的工作温度为80℃～110℃，干燥时间为30～50分钟。

优选的，所述高温电阻炉的熔炼温度为1250℃～1450℃，熔炼时间为10～120分钟。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

本发明中在配方原料中添加改性附着促进剂，向附着促进剂XIAMETER OFS-6032中加入适量的疏水助剂，对其进行改性，不仅能够提高玻璃粉的附着能力，而且还能有效地提高玻璃粉的疏水能力，起到防潮效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅10～50份、氧化硼5～40份、氧化锌6～40份、氧化钠5～50份、氧化铅5～30份、二氧化钛5～40份以及改性附着促进剂5～9份。

进一步的，改性附着促进剂由附着促进剂为原料，疏水助剂为添加剂制备而成，附着促进剂的型号为XIAMETER OFS-6032，疏水助剂为1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺。

进一步的，改性附着促进剂的制备方法为：将附着促进剂和疏水助剂依次投入高速混合机内，设置高速混合机的转速1200rpm，混合5分钟后加入硅烷偶联剂继续搅拌15分钟，取出后即得改性附着促进剂。

进一步的，硅烷偶联剂选用KH550、KH560和KH570中的任意一种，优选KH560，且其添加量为附着促进剂和疏水助剂总添加量的2％。

进一步的，1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺的合成方法为：将[MCNMIM][Cl]溶于蒸馏水中，然后向其中加入等摩尔质量的双三氟甲基磺酸亚胺锂，室温下搅拌3小时，静置后分层，上层为水溶液，下层无色透明液体即为离子液体1-乙腈基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸亚胺；

其中，[MCNMIM][Cl]的合成方法如下：将N-甲基咪唑加入乙酸乙酯与乙腈混合溶剂(体积比为1:1)中，加热至85℃，待温度平衡后，向其中逐滴加入,1.1倍摩尔比的2-氯乙腈，滴加结束后，继续加热8小时，使反应完全，再将产物[MCNMIM][Cl]放入冰箱冷却结晶12小时，然后蒸馏除去过量2-氯乙腈；

在85℃条件下，将产物用乙腈溶解，再向其中加入30ml乙腈，在不断搅拌的情况下，将上述溶液滴加到冷乙酸乙酯中，有白色固体析出，将产物过滤，再重复上述方法重结晶，最后在85℃高真空状态下干燥产物48小时即得。

上述一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：

S1、按量称取原料，备用；

S2、将选取的原料充分混合后置入行星球磨机中进行球磨，待混合后的原料呈细粉状态时取出并置入石墨坩埚中，再将石墨坩埚置入工作温度为200℃～350℃的马弗炉中预热30～40分钟，预热完毕后将原料混合物置入高温电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为1250℃～1450℃，熔炼时间为10～120分钟，熔炼完毕后获得玻璃液体；

S3、将玻璃液体置入去离子水中进行急速降温冷却，冷却后得到玻璃渣，将玻璃渣置入干燥箱中，于工作温度为80℃～110℃进行干燥30～50分钟，获得水分含量低于1份的玻璃渣后即停止干燥，获得玻璃渣干燥品；

S4、将获得的玻璃渣干燥品先静置，再采用研磨机研磨至粒径为0.1～10μm的粉料，即得玻璃粉。

实施例1：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅10份、氧化硼5份、氧化锌6份、氧化钠5份、氧化铅5份、二氧化钛4份以及改性附着促进剂5份。

实施例2：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅30份、氧化硼20份、氧化锌23份、氧化钠20份、氧化铅18份、二氧化钛20份以及改性附着促进剂7份。

实施例3：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅50份、氧化硼40份、氧化锌40份、氧化钠50份、氧化铅30份、二氧化钛40份以及改性附着促进剂9份。

上述实施例1～3中，均通过下述步骤进行制备玻璃粉：

S1、按量称取原料，备用；

S2、将选取的原料充分混合后置入行星球磨机中进行球磨，待混合后的原料呈细粉状态时取出并置入石墨坩埚中，再将石墨坩埚置入工作温度为250℃的马弗炉中预热30分钟，预热完毕后将原料混合物置入高温电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为1350℃，熔炼时间为100分钟，熔炼完毕后获得玻璃液体；

S3、将玻璃液体置入去离子水中进行急速降温冷却，冷却后得到玻璃渣，将玻璃渣置入干燥箱中，于工作温度为95℃进行干燥40分钟，获得水分含量低于1份的玻璃渣后即停止干燥，获得玻璃渣干燥品；

S4、将获得的玻璃渣干燥品先静置，再采用研磨机研磨至粒径为0.1～10μm的粉料，即得玻璃粉。

参照例1：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅10份、氧化硼5份、氧化锌6份、氧化钠5份、氧化铅5份、二氧化钛4份以及附着促进剂5份。

参照例2：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅30份、氧化硼20份、氧化锌23份、氧化钠20份、氧化铅18份、二氧化钛20份以及附着促进剂7份。

参照例3：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅50份、氧化硼40份、氧化锌40份、氧化钠50份、氧化铅30份、二氧化钛40份以及附着促进剂9份。

上述参照例1～3中，只添加附着添加剂，不添加疏水助剂，且均通过下述步骤进行制备玻璃粉：

S1、按量称取原料，备用；

S2、将选取的原料充分混合后置入行星球磨机中进行球磨，待混合后的原料呈细粉状态时取出并置入石墨坩埚中，再将石墨坩埚置入工作温度为250℃的马弗炉中预热30分钟，预热完毕后将原料混合物置入高温电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为1350℃，熔炼时间为100分钟，熔炼完毕后获得玻璃液体；

S3、将玻璃液体置入去离子水中进行急速降温冷却，冷却后得到玻璃渣，将玻璃渣置入干燥箱中，于工作温度为95℃进行干燥40分钟，获得水分含量低于1份的玻璃渣后即停止干燥，获得玻璃渣干燥品；

S4、将获得的玻璃渣干燥品先静置，再采用研磨机研磨至粒径为0.1～10μm的粉料，即得玻璃粉。

对比例1：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅10份、氧化硼5份、氧化锌6份、氧化钠5份、氧化铅5份、二氧化钛4份。

对比例2：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅30份、氧化硼20份、氧化锌23份、氧化钠20份、氧化铅18份、二氧化钛20份。

对比例3：

一种环保耐酸碱玻璃器皿用玻璃粉，按重量份计包括以下原料：二氧化硅50份、氧化硼40份、氧化锌40份、氧化钠50份、氧化铅30份、二氧化钛40份。

上述对比例1～3中，不添加附着添加剂，也不添加疏水助剂，且均通过下述步骤进行制备玻璃粉：

S1、按量称取原料，备用；

S2、将选取的原料充分混合后置入行星球磨机中进行球磨，待混合后的原料呈细粉状态时取出并置入石墨坩埚中，再将石墨坩埚置入工作温度为250℃的马弗炉中预热30分钟，预热完毕后将原料混合物置入高温电阻炉中进行熔炼，熔炼温度为1350℃，熔炼时间为100分钟，熔炼完毕后获得玻璃液体；

S3、将玻璃液体置入去离子水中进行急速降温冷却，冷却后得到玻璃渣，将玻璃渣置入干燥箱中，于工作温度为95℃进行干燥40分钟，获得水分含量低于1份的玻璃渣后即停止干燥，获得玻璃渣干燥品；

S4、将获得的玻璃渣干燥品先静置，再采用研磨机研磨至粒径为0.1～10μm的粉料，即得玻璃粉。

试验一：

取上述实施例1～3、对比例1～3和参照例1～3中的玻璃粉，将其分别均匀分散于同一规格的涂料中，然后在混匀后进行涂抹，形成涂膜后，对该膜的附着力进行下述实验：

利用切割刀具(小刀之类的工具即可)，在完好的涂膜表面划两条交叉的直线(直线长40mm)，交叉角度30°～45°，并切透至卷材，再用压敏胶带粘贴切割位置，撕拉后检查划叉区域的涂膜脱落情况，参照下表评级：

然后，观察各个卷材划叉区域的脱落情况，并记录于下表：

由上表实验数据可知，实施例1～3的玻璃粉在形成膜之后，其附着强度最强，其次是参照例1～3的玻璃粉，附着强度最弱的是对比例1～3的玻璃粉，由此可见，添加适量的附着添加剂可以有效地改善玻璃粉的附着能力，而配合疏水助剂使用，可以更为显著地提高其附着强度。

试验二：

取上述实施例1～3和参照例1～3中的玻璃粉各称取25.0g，敞口置于盆中并放置在空气湿度为45％的室内，放置一个月，每隔1周测定各个玻璃粉的重量(测量每7天一次)，并记录于下表：

由上表实验数据可知，实施例1～3的玻璃粉在放置一个月后，其重量始终保持平衡不变，而参照例1～3的玻璃粉在放置一个月后，其重量呈明显增加的趋势，由此可见，加入适量的疏水助剂可以有效地提高玻璃粉的防潮能力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。