專利名稱：：耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉、其制備及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬無鉛玻璃粉領(lǐng)域，特別是涉及耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉。技術(shù)背景網(wǎng)版印刷的蓬勃發(fā)展，使得相應(yīng)的各種新型網(wǎng)印油墨的發(fā)展也很迅速，比如有香味油墨、熒光油墨、發(fā)泡油墨、快固油墨等，這些油墨一般都是在常溫下干燥，只有玻璃印刷和陶瓷印刷是在高溫下干燥。所以耐高溫油墨常指玻璃和陶瓷印刷用的油墨。耐高溫油墨根據(jù)不同的承印材料和不同的印刷工藝，所要求的耐熱的溫度也是不同的。無機(jī)玻璃網(wǎng)印用兩種油墨，一種是無機(jī)色素經(jīng)過研磨后，達(dá)到一定細(xì)度，再加入丙烯酸酯，網(wǎng)印在玻璃表面，需經(jīng)高溫(600。C以上)焙燒l2min，墨層和玻璃表層熔化在一起，牢度極佳。這種油墨的耐熱溫度就在600'C以上。但是因?yàn)檫@種網(wǎng)印工藝耗資大，工藝較復(fù)雜。另一種是以高分子化合物為黏結(jié)劑的無機(jī)玻璃油墨，氨基型和環(huán)氧型均需要烘烤，國內(nèi)市場廣泛應(yīng)用的油墨是網(wǎng)印之后在13001400'C烘烤30min，這種油墨的耐熱溫度就相對要低，但是烘烤的時間較長，油墨的牢度和硬度均佳，亮度也非常好，能耐低濃度的電解質(zhì)及乙醇、丙酮、苯類、環(huán)己酮等溶劑的腐蝕。陶瓷的印刷溫度根據(jù)燒制方法可以分為兩種一種是最初在70080(TC的溫度下進(jìn)行素?zé)?，素?zé)笊嫌?，然后再?100130(TC的溫度下進(jìn)行燒制。這種燒制方式下用的油墨耐熱溫度要求達(dá)到1100130(TC;另一種是先在高溫11001250。C下進(jìn)行燒制，然后上釉再以900100(TC的溫度進(jìn)行燒制。這種油墨要求的耐熱溫度是比前一種要低，達(dá)到卯o畫。c?，F(xiàn)有的用在陶瓷和玻璃上的耐高溫油墨，耐高溫溫度都比較高，在60(TC以上，甚至1000'C以上。而在一些玻璃容器上印刷，有時油墨的耐熱溫度較陶瓷上用的低，比如180200°C，這種油墨也叫低溫玻璃油墨，是用有機(jī)涂料和有機(jī)顏料或仿金色料代替無機(jī)鹽料和純金制成的，用來裝飾玻璃，在20(TC下烘烤10min。在現(xiàn)有的耐高溫油墨中，耐熱溫度達(dá)到18002000'C的油墨比較少，如果要求在這個溫度下長時間烘烤，能滿足這一要求的油墨就更少了。目前，能耐200'C左右溫度烘烤不變色的油墨國內(nèi)幾乎沒有，主要靠進(jìn)口，但國外生產(chǎn)的廠家也比較少，而且生產(chǎn)的油墨的耐熱性不是很穩(wěn)定，比如印刷砂輪標(biāo)簽，印刷后要在20(TC溫度下烘烤3h，經(jīng)常出現(xiàn)變色現(xiàn)象，應(yīng)用中能達(dá)到要求的油墨其成本比較高。目前，一些網(wǎng)印業(yè)發(fā)達(dá)的國家能研制這類油墨，同時成品價格比較高，因此這種油墨具有很高的使用價值，可取代同類進(jìn)口油墨，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)的印刷成本。隨著2006年提出的環(huán)保認(rèn)證，對高溫環(huán)保油墨在環(huán)保性方面又提出了新的要求，特別是對于發(fā)達(dá)國家的出口，都需要經(jīng)過環(huán)保認(rèn)證，能通過認(rèn)證的環(huán)保油墨由于無鉛無鎘，產(chǎn)品的光澤感、鮮艷度就會有所改變，因而，開發(fā)出能滿足上述優(yōu)點(diǎn)，但又符合環(huán)保要求、價格合適的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉具有廣闊的市場應(yīng)用前景。旭硝子特公平7-25568提出能用于離子顯示器(PDP)和熒光顯示器(VFD)電介體層的PbO-Si02系玻璃料漿料，其玻璃組成含有PbO、Si02、A1203、Sn02、Ti02、CaO、BaO、Ce02、La203、B203、ZnO、SrO、MgO，膨脹系數(shù)在8090xlO力。C附近，是通過添加填料的方法降低膨脹系數(shù)的，通過鉛玻璃組成的優(yōu)化及填料的適當(dāng)配比，實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)層的致密化，但是，最大的缺點(diǎn)是含有大量的氧化鉛(>50wt%)，不能滿足現(xiàn)在無鉛化的需求。日本專利第H7-69672號公開的玻璃組成的摩爾百分?jǐn)?shù)為P2052550%、SnO3070%、ZnO025%，在此基礎(chǔ)上添加8203、W03、LbO等，該玻璃的轉(zhuǎn)變溫度為350450。C，熱膨脹系數(shù)大于120xlO力'C，專利中采用填充劑的方法降低玻璃的膨脹系數(shù)，但影響到玻璃封接時的流動性和氣密性，同時其化學(xué)穩(wěn)定性不高。杜邦公司USP:5378408提出了無鉛的Bi203-B203-Si02系統(tǒng)低熔點(diǎn)玻璃，其重量百分比組成為6595%Bi203、0.1~9%B2O3、215%Si02、05%A1203、05%CaO、020%ZnO，T廣400650'C，膨脹系數(shù)也可以到80xl0力t:以下，但由于81203的含量較高，因而成本較高，在價格方面不具有優(yōu)勢。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉、其制備及其應(yīng)用，該玻璃粉所制的油墨特別適用于基板為浮法玻璃的高溫絲網(wǎng)印刷。本發(fā)明的一種耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其重量百分比組分3050%Bi203、1050%B2O3、030%ZnO、010%Al2O3、010%SiO2、010%MgO、0~6%K20、06%Na2O、06%Li2O，其中Bi203、B203、ZnO的總的重量百分比為70~95%,A1203、Si02的總的重量百分比為018%，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為010%。所述的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其優(yōu)選重量百分比組分3045%Bi203、1545%B203、025%ZnO、07%Al2O3、010%SiO2、010%MgO、06%K20、06%Na2O、06%Li2O，其中Bi203、B203、ZnO的總的重量百分比為7595%，A1203、Si02的總的重量百分比為015%，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為08%;優(yōu)選重量百分比組分3545%Bi203、2040%B2O3、520%ZnO、05%Al2O3、08%Si02、06%MgO、06%K2O、06%Na2O、06%Li2O，其中Bi203、B203、ZnO的總的重量百分比為8095%，A1203、SiO2的總的重量百分比為010。/。，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為06%;最優(yōu)選重量百分比組分3540%Bi2O3、2040%B203、520%ZnO、05%Al2O3、08%Si02、06%MgO、06%K20、06%Na2O、06%Li20，其中Bb03、B203、ZnO的總的重量百分比為8095%，A1203、SiCb的總的重量百分比為010%，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為06%。所述的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉的膨脹系數(shù)為7882xlO力'C，封接溫度為535550°C。本發(fā)明的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，適用于基板為浮法玻璃的印刷，燒結(jié)溫度為590610'C，還可以和一切在此溫度和膨脹系數(shù)相符的玻璃、陶瓷、金屬封接。本發(fā)明的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉的制備方法，包括以下步驟(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料，并充分混合；(2)將混合后的混合料放入石英坩堝中，然后放入爐溫為1150'C125(TC的電爐中，保溫1030min;(3)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中并干燥，球磨、過300目網(wǎng)篩，干燥保存。本發(fā)明的有益效果本專利的無鉛玻璃粉所制的油墨特別適用于基板為浮法玻璃的絲網(wǎng)印刷，該浮法玻璃基板的膨脹系數(shù)為80xlO力'C，燒結(jié)溫度為59061(TC，印刷厚度為50pm，因而要求玻璃粉的膨脹系數(shù)也在80xlO力'C附近，按重量百分比色素添加3%，則玻璃粉自身的封接溫度不能高于550。C，同時，Bi203的最優(yōu)重量百分比為3540。/。，具有顯著的成本優(yōu)勢。本發(fā)明的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉制得的油墨燒結(jié)后光澤好、色彩鮮艷、不含鉛、牢固度好，具有良好的耐水、耐溶劑，耐磨性能以及流動性好等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1按表l的組成重量百分比配料并混合均勻，將玻璃料放入石英坩堝內(nèi)，在硅碳棒電爐內(nèi)加熱熔制，加料分三次添加，第一次添加溫度為1150°C，第二次添加溫度為1200°C，第三次添加溫度為117(TC，在不同次數(shù)的添加混合料后的保溫時間不同，保溫時間一共為1.5-2.0小時。熱膨脹系數(shù)采用WRP-1微機(jī)熱膨脹儀測量，由室溫升至30(TC，升溫速率為5'C/min，將退火后的樣品研磨成cl)5x25mm規(guī)格的圓柱體試樣測定；封接溫度是通過半球?qū)嶒?yàn)得到地，測試結(jié)果見表2。熔制好的玻璃倒入壓片機(jī)中壓片，經(jīng)過球磨機(jī)球磨成粉末狀的玻璃粉，過篩后的玻璃粉經(jīng)包裝后供用戶使用。表l實(shí)施例l-4中的玻璃成分<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2按表l的組成重量百分比配料并混合均勻，將玻璃料放入石英柑堝內(nèi)，在硅碳棒電爐內(nèi)加熱熔制，加料分三次添加，第一次添加溫度為1160°C，第二次添加溫度為1200°C，第三次添加溫度為1180'C，在不同次數(shù)的添加混合料后的保溫時間不同，保溫時間一共為1.5-2.0小時。熱膨脹系數(shù)采用WRP-1微機(jī)熱膨脹儀測量，由室溫升至300°C，升溫速率為5°C/min，將退火后的樣品研磨成4)5x25mm規(guī)格的圓柱體試樣測定；封接溫度是通過半球?qū)嶒?yàn)得到地，測試結(jié)果見表2。熔制好的玻璃倒入壓片機(jī)中壓片，經(jīng)過球磨機(jī)球磨成粉末狀的玻璃粉，過篩后的玻璃粉經(jīng)包裝后供用戶使用。實(shí)施例3按表l的組成重量百分比配料并混合均勻，將玻璃料放入石英坩堝內(nèi)，在硅碳棒電爐內(nèi)加熱熔制，加料分三次添加，第一次添加溫度為1150°C，第二次添加溫度為1200°C，第三次添加溫度為1180°C，在不同次數(shù)的添加混合料后的保溫時間不同，保溫時間一共為1.5-2.0小時。熱膨脹系數(shù)采用WRP-1微機(jī)熱膨脹儀測量，由室溫升至30(TC，升溫速率為5°C/min，將退火后的樣品研磨成4)5x25mm規(guī)格的圓柱體試樣測定；封接溫度是通過半球?qū)嶒?yàn)得到地，測試結(jié)果見表2。熔制好的玻璃倒入壓片機(jī)中壓片，經(jīng)過球磨機(jī)球磨成粉末狀的玻璃粉，過篩后的玻璃粉經(jīng)包裝后供用戶使用。實(shí)施例4按表l的組成重量百分比配料并混合均勻，將玻璃料放入石英坩堝內(nèi)，在硅碳棒電爐內(nèi)加熱熔制，加料分三次添加，第一次添加溫度為U60。C，第二次添加溫度為1200°C，第三次添加溫度為1170°C，在不同次數(shù)的添加混合料后的保溫時間不同，保溫時間一共為1.5-2.0小時。熱膨脹系數(shù)采用WRP-1微機(jī)熱膨脹儀測量，由室溫升至3(KTC，升溫速率為5°C/min,將退火后的樣品研磨成4)5x25mm規(guī)格的圓柱體試樣測定；封接溫度是通過半球?qū)嶒?yàn)得到地，測試結(jié)果見表2。熔制好的玻璃倒入壓片機(jī)中壓片，經(jīng)過球磨機(jī)球磨成粉末狀的玻璃粉，過篩后的玻璃粉經(jīng)包裝后供用戶使用。表2實(shí)施例中所制得的玻璃的性會l性能1234膨脹系數(shù)/10力'C78.5798182封接溫度('c)535540555544所述的玻璃粉在熔制的過程中對不同添加階段的溫度應(yīng)嚴(yán)格的控制，熔制溫度和保溫時間對于玻璃粉燒結(jié)后的顏色及光澤度有重要的影響。權(quán)利要求1.一種耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的重量百分比組分30～50％Bi2O3、10～50％B2O3、0～30％ZnO、0～10％Al2O3、0～10％SiO2、0～10％MgO、0～6％K2O、0～6％Na2O、0～6％Li2O，其中Bi2O3、B2O3、ZnO的總的重量百分比為70～95％，Al2O3、SiO2的總的重量百分比為0～18％，K2O、Na2O、Li2O的總的重量百分比為0～10％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的重量百分比組分3045%Bi2O3、1545%B203、025%ZnO、07%Al2O3、010%Si02、010%MgO、06%K20、06%Na20、06%Li20，其中Bi203、B203、ZnO的總的重量百分比為7595%，Ab03、Si02的總的重量百分比為015%，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為08%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的重量百分比組分3545%Bi203、2040%B2O3、520%ZnO、05%Al2O3、08%Si02、06%MgO、060/0K2O、06%Na2O、06%Li20，其中Bi203、B203、ZnO的總的重量百分比為8095%，A1203、SiO2的總的重量百分比為010。/。，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為06%。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的重量百分比組分3540%Bi2O3、2040%B2O3、520%ZnO、05%Al2O3、08%Si02、06%MgO、06%K2O、06%Na2O、06%Li2O,其中Bi203、B203、ZnO的總的重量百分比為8095%,A1203、SiO2的總的重量百分比為010。/。，K20、Na20、Li20的總的重量百分比為06%。5.根據(jù)權(quán)利要求14中任意一項(xiàng)所述的耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，其特征在于，該玻璃粉的膨脹系數(shù)為7882xlO力'C，封接溫度為535550'C。6.—種耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉，應(yīng)用于基板為浮法玻璃的印刷，燒結(jié)溫度為590610'C，也可和一切在此溫度和膨脹系數(shù)相符的玻璃、陶瓷、金屬封接。7.耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉的制備方法，包括以下步驟(1)按照各組分的重量百分比稱取各原料，并充分混合；(2)將混合后的混合料放入石英坩堝中，然后放入爐溫為1150'C125(TC的電爐中，保溫1030min;(3)將熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中并干燥，球磨、過300目網(wǎng)篩，干燥保存。全文摘要本發(fā)明涉及一種耐高溫玻璃絲網(wǎng)印刷油墨用無鉛玻璃粉、其制備及其應(yīng)用，該玻璃粉的重量百分比組分30～50％Bi₂O₃、10～50％B₂O₃、0～30％ZnO、0～10％Al₂O₃、0～10％SiO₂、0～10％MgO、0～6％K₂O、0～6％Na₂O、0～6％Li₂O；制備按照各組分的重量百分比稱取各原料，并充分混合放入石英坩堝中，放入爐溫電爐中，保溫，熔化后的玻璃液倒入壓片機(jī)壓成薄片或者倒入冷水中并干燥，球磨、過300目網(wǎng)篩，干燥保存。該玻璃粉應(yīng)用于基板為浮法玻璃的印刷，也可和一切在此溫度和膨脹系數(shù)相符的玻璃、陶瓷、金屬封接。文檔編號C03C17/02GK101209903SQ200710172750公開日2008年7月2日申請日期2007年12月21日優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日發(fā)明者夏秀峰,李勝春,賀雅飛,培陳申請人:東華大學(xué)