一種玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于玻璃噴墨印刷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種玻璃油墨用亞微米娃酸祕粉體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅酸鉍是一種寬帶隙、高電阻率的非鐵電立方半絕緣體，同時(shí)具有電光、光電導(dǎo)、光折變、壓電、聲光、旋光、法拉弟旋轉(zhuǎn)等效應(yīng)，用途廣泛，可以用來制備發(fā)光材料、閃爍材料、電介質(zhì)材料、光致變色玻璃、電子陶瓷、高性能光折變晶體、高溫超導(dǎo)體、高選擇性催化劑等一系列高新材料，可應(yīng)用在通用產(chǎn)業(yè)、信息、環(huán)境、生物醫(yī)學(xué)、國防、航空、航天等多個(gè)領(lǐng)域，是一種非常有前途的多功能材料。
[0003]玻璃數(shù)碼噴繪打印技術(shù)作為一種新的無接觸、無壓力、無印版的印刷技術(shù)，無疑將當(dāng)今玻璃時(shí)裝化、個(gè)性化、藝術(shù)化、小批量、多花色、低碳環(huán)保的發(fā)展趨勢推向了一個(gè)新的高度。然而，玻璃數(shù)碼噴繪打印技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是油墨的制備，目前國內(nèi)市場上的玻璃油墨主要是錫基、銻基和鋯基的色料，還沒有鉍基的色料，鉍基的色料在玻璃油墨領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠使玻璃更加充分形象的展現(xiàn)出凹凸的紋理、逼真的肌理、柔和的質(zhì)感，打破玻璃的冰冷印象，形成立體感，讓人從視覺和觸覺上體驗(yàn)到更加奇妙的質(zhì)感。
[0004]對(duì)于硅酸鉍的制備，CN10038071C提供了一種制備高純度硅酸鉍納米粉體，首先將鉍鹽溶解在有機(jī)溶劑中，形成含鉍溶液，將有機(jī)硅化合物加入到含鉍溶液中，充分?jǐn)嚢瑁纬删鶆虻娜芤?，?duì)溶膠采用常壓蒸發(fā)或負(fù)壓蒸發(fā)，得到干燥的前軀體粉末，最后在有氧的環(huán)境中對(duì)前軀體粉末進(jìn)行燒結(jié)，在較低的溫度和較短的時(shí)間內(nèi)制備出純度和結(jié)晶度良好的硅酸鉍納米粉體。但其缺點(diǎn)是通常整個(gè)溶膠-凝膠過程所需時(shí)間較長，常需要幾周，不利于大量生產(chǎn)，而且凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中又將會(huì)逸出許多氣體及有機(jī)物，并產(chǎn)生收縮。專利CN102351202B也公開了一種硅酸鉍粉體的制備方法，這種方法以無水乙醇為球磨介質(zhì)，將氧化鉍和氧化硅按摩爾比6:1?2: 3球磨5小時(shí)，再以無水乙醇為球磨介質(zhì)，將KCl和K2C03按摩爾比3: 5?5: 3球磨5小時(shí)，得到KC1-K2C03復(fù)合鹽；然后，將烘干的氧化鉍和氧化硅的混合料與KCl-K 2C03復(fù)合鹽以質(zhì)量比1: 4?4:1在研缽中手磨30min再將手磨后的配合料放入馬弗爐中，630 °C?750°C條件下保溫0.5?5小時(shí)，取出，冷卻至室溫；最后，將冷卻的試樣用去離子水清洗后烘干，即得硅酸鉍粉體，這種方法雖然使用了球磨的方法，但是在球磨過程只起到了混合的作用，原料并未實(shí)現(xiàn)合金化，合金過程是通過在馬弗爐中保溫得到的，而且其中含的雜質(zhì)需要用去離子水洗凈，不可能完全把雜質(zhì)去干凈，而且這個(gè)制備過程程序繁瑣，能耗高，成本高，不適宜于批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的硅酸鉍粉體制備復(fù)雜、成本高的問題，發(fā)明一種速度快、成本低的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是: 一種玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體的制備方法，其特征在于制備原料為氧化鉍(α -型Bi2O3)和非晶態(tài)氧化硅(S12)，其中，氧化鉍(α -型Bi2O3)的質(zhì)量百分比為65?75%，氧化娃(S12)的質(zhì)量百分比為25?35%，通過高能球磨的方式使得兩種原料機(jī)械合金化，形成一種適用于玻璃油墨的亞微米硅酸鉍粉體。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是:
一種玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體的制備方法，其特征是它包括以下步驟:
O按配比稱量色料的各原料即氧化鉍(α -型Bi203)、非晶態(tài)氧化硅(S12)，混合均勻；
2)將配好的原料置于高能球磨機(jī)中進(jìn)行高能球磨，對(duì)于不同類型的球磨機(jī)，球磨參數(shù)相應(yīng)改變；
3)將球磨后的粉料取出，研磨至少30分鐘，即得到本發(fā)明的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體。
[0008]所述的各原料即氧化祕(α -型Bi2O3)和氧化娃(S12)的最大粒徑均需小于I μπι。
[0009]所述球磨參數(shù)的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)是球磨時(shí)間為48?60h，對(duì)于立式球磨的球磨參數(shù)一般設(shè)定為:每分鐘轉(zhuǎn)速250?400n/min，球料比設(shè)定8_12:1，為防止球磨罐內(nèi)溫度過高，球磨機(jī)程序設(shè)定為球磨30-45min，停止10_15min，如此循環(huán)；為防止球磨結(jié)塊，每10-15小時(shí)將粉料取出，將結(jié)塊粉料碾碎。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明制備的硅酸鉍粉體粒徑在亞微米級(jí)別。
[0011 ] ( 2 )本發(fā)明制備的硅酸鉍粉體尤其適用于玻璃油墨中色料的制備，將這種硅酸鉍粉體與氧化硼、氧化鋰等原料進(jìn)行進(jìn)一步機(jī)械合金化，再與工業(yè)色料混合即可制備高質(zhì)量的玻璃數(shù)碼噴繪用硅酸鉍基色料。
[0012](3)本發(fā)明所提供的硅酸鉍粉體的制備方法，制備過程中不會(huì)引入任何雜質(zhì)物質(zhì)，制備的廣品純度尚。
[0013]( 4 )本發(fā)明所提供的硅酸鉍粉體的制備方法，無需加熱和清洗等高能耗、高排放、高污染的工藝過程，不僅節(jié)能減排，還大大降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是利用實(shí)施例1制備的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體。
[0015]圖2是利用實(shí)施例1制備的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體的SEM圖。
[0016]圖3是利用實(shí)施例1制備的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍分團(tuán)體的EDS譜圖。
[0017]圖4是利用實(shí)施例2制備的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體。
[0018]圖5是利用實(shí)施例2制備的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體的SEM圖。
[0019]圖6是利用實(shí)施例2制備的玻璃油墨用亞微米硅酸鉍分團(tuán)體的EDS譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]實(shí)施例一。
[0022]如圖1-3所示。
[0023]一種玻璃油墨用亞微米硅酸鉍粉體，它由以下方法制備而成:
首先，對(duì)于500ml球磨罐，一次適宜磨25g娃酸祕粉體，按氧化祕(α -型Bi2O3) 65%和氧化娃(Si02)35%的質(zhì)量百分比，計(jì)算出球磨25g亞微米娃酸祕粉體所需要的各原料質(zhì)量，氧化鉍16.25克和氧化硅8.75克，然后按照計(jì)算結(jié)果稱量；
其次，將稱量好的各原料置于燒杯中，攪拌均勻，再按照10:1的球料比稱量250g瑪瑙球；
最后，將上述原料以及瑪瑙球一起倒入球磨罐中，以球磨3