阅读说明：本技术 汽车玻璃专用黑色素及其制备方法 (Special melanin for automobile glass and preparation method thereof ) 是由 任明祥 刘守江 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明属于新材料制造及应用技术领域,具体的涉及一种汽车玻璃专用黑色素及其制备方法。以重量百分数计,原料组成如下：CuO 20-40％、Cr<Sub>2</Sub>O<Sub>3</Sub>50-70％、(NH<Sub>4</Sub>)<Sub>6</Sub>Mo<Sub>7</Sub>O<Sub>24</Sub>.4H<Sub>2</Sub>O 0-5％、ZnO 0-5％、助剂1-5％。本发明所述的汽车玻璃专用黑色素,具有黑度高、遮蔽性强和耐腐蚀性好的优点,在印刷银浆之后的遮蔽性以及耐腐蚀性不会受到限制；所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法,烧成温度降低到850-1000℃,极大的降低了能耗,提高了终端产品的黑度、遮蔽性以及耐腐蚀性等；按照年产500吨黑色素的产量,本发明所涉及的配方每吨将节省天然气能耗30000方或者电能耗50000度。(The invention belongs to the technical field of new material manufacturing and application, and particularly relates to special melanin for automobile glass and a preparation method thereof. The raw materials comprise the following components in percentage by weight: 20-40% of CuO and Cr 2 O 3 50‑70％、(NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 0-5% of O, 0-5% of ZnO and 1-5% of auxiliary agent. The special melanin for the automobile glass has the advantages of high blackness, strong shielding property and good corrosion resistance, and the shielding property and the corrosion resistance after silver paste printing are not limited; according to the preparation method of the special melanin for the automobile glass, the firing temperature is reduced to 850-1000 ℃, the energy consumption is greatly reduced, and the blackness, the shielding property, the corrosion resistance and the like of a terminal product are improved; according to the annual production of 500 tons of melanin, the formula provided by the invention can save 30000-square natural gas energy consumption or 50000-degree electric energy consumption per ton.)

汽车玻璃专用黑色素及其制备方法

技术领域

本发明属于环保型新材料制造及应用技术领域，具体的涉及一种汽车玻璃专用黑色素及其制备方法。

背景技术

由于汽车玻璃是对普通平板玻璃进行再处理，(钢化)处理后的玻璃，是具有高机械强度和抗冲击性能的玻璃制品。钢化玻璃在遭受外力时，因玻璃强度高不易遭到损坏，即使被破坏，它的碎片呈蜂窝状钝角小颗粒，没有刃口，不会伤害到人，能达到安全的效果，主要用于轿车、巴士后档和侧窗。前档和后档玻璃在处理时都要经过不同工艺和温度的烧制，烧制前都要将黑色颜料印刷在玻璃上。汽车前档的黑色边块主要起到装饰和防可见光以及防紫外线的功能，需要要求黑色的遮蔽力、耐腐蚀性等；而汽车后档玻璃除了以上要求，更要在印刷黑色油墨后再印刷银浆导电线路，这就要求在印刷银浆之后，导电性能和黑色的遮蔽力最大程度的保持不变。

目前黑色素的原料配比、生产工艺及制备方法是将所需原料充分混合后研磨至一定细度，然后高温烧制到900-1200℃，之后进行二次研磨，要求的烧制温度能耗较大；按照现有原料配比生产的黑色素其黑度、在印刷银浆之后的遮蔽性以及耐腐蚀性都有一定的要求限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种汽车玻璃专用黑色素。黑色素的黑度高，提高了黑色素的遮蔽性以及耐腐蚀性，后档印刷银浆时导电性能不变，黑色颜料和银浆不能发生物理和化学变化；所述的制备方法烧成温度低，极大地降低了能耗。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，以重量百分数计，原料组成如下：

助剂是色相剂、矿化剂或遮蔽剂中的一种或几种。

其中：

矿化剂是H₃BO₃、BaCO₃、Na₂CO₃或Li₂CO₃中的一种或多种。

色相剂是Fe₂O₃、MnO₂、NiO或Co₂O₃中的一种或多种。

遮蔽剂是V₂O₅。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料按照重量百分比均匀混合后加入球磨机磨细，然后烘干，烘干并粉碎完毕后装入匣钵在窑炉中高温烧制；

(2)将步骤(1)得到的经一定温度烧成的黑色物料加入球磨机中二次研磨，研磨到要求的粒度后经烘干，然后将其粉碎成粉末状，即得汽车玻璃专用黑色素。

其中：

步骤(1)中研磨至粒度≤60μm，其中粒度＜60μm的占90-93％。

步骤(1)中所述的烘干温度为60-120℃，烘干时间为6-12h。

步骤(1)中所述的高温烧制是按照设计的升温曲线，由50℃升温到850-1000℃，然后在要求的温度下保温4-6小时。

步骤(2)中二次研磨至粒度为5μm，其中粒度为5μm的占90-95％。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，引入Fe、Mn、Ni、Co等元素，以此来调整色相，以适应不同配方需求，尽最大程度使产品的色相最适合产品的要求；引入B、Ba、Na、Li等元素作为矿化剂，使色素的反应温度进一步降低，最终使烧制温度降低；用部分或全部V代替Mo，以提高色素的遮蔽力和黑度。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，是一种专门用于汽车前档玻璃和后档玻璃的黑色素。黑色素要和高温熔化的玻璃熔剂按照一定的百分比混合磨细后制成黑色玻璃颜料，经过加入适量的调墨油轧墨制成玻璃油墨(釉料)，在不同温度的烧制后，可用于各种用途的玻璃装饰，但不同用途的玻璃应使用适当的玻璃熔剂。由于玻璃熔剂的化学成分不尽相同(如汽车前档、侧挡、后档、电磁炉板、建筑玻璃等用途)，玻璃熔剂的化学组成在一定条件下会对玻璃黑色素的发色有一定的影响，发色会有所不同(或生成红色、灰色等)。请在选择玻璃熔剂时作相关的测试，选择发色纯正并适合自身产品要求(温度、耐腐蚀性、遮盖力、膨胀系数等)的玻璃熔剂。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，按比例和专用的无铅镉环保玻璃熔剂混合磨细后即为玻璃颜料，再配以调墨油即制成玻璃油墨(玻璃釉料)，该油墨具有黑度高、遮蔽性强和耐腐蚀性好的优点，后档印刷银浆后导电性能不变，黑色颜料和银浆不能发生物理和化学变化，在印刷银浆之后的遮蔽性以及耐腐蚀性不会受到影响。

(2)本发明所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法，烧成温度降低到850-1000℃，极大的降低了能耗，提高了终端产品的黑度、遮蔽性以及耐腐蚀性等；按照年产500吨黑色素的计算，本发明所涉及的配方每吨将节省天然气能耗30000方或者电能耗50000度。

(3)采用本发明所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法制备的黑色素，具有以下五个优点：①黑度高和遮盖力好；②膨胀系数与玻璃吻合；③耐酸碱性好；④抗冲击性能好；⑤后档玻璃印刷银浆后，遮蔽性和导电性能好；⑥六价铬的含量低于国际标准(国际标准中要求低于1000ppm)，本发明中六价铬含量低于200ppm。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，以重量百分数计，原料组成如下：

其中：

色相剂是Fe₂O₃。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将27％CuO、64％Cr₂O₃、2％(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O、2％ZnO、5％Fe₂O₃均匀混合后加入球磨机磨细到粒度≤60μm，其中粒度＜60μm的占90％，然后烘干，烘干温度为60℃，烘干时间为12h，烘干完毕后装入匣钵在窑炉中高温烧制；

(2)将步骤(1)得到的经一定温度烧成的黑色物料加入球磨机中二次研磨至粒度为5μm，其中粒度为5μm的占90％，粉碎成粉末状，即得到汽车玻璃专用黑色素。

步骤(1)中所述的高温烧制是按照设计的升温曲线，由50℃升温到1000℃，然后在要求的温度下保温4小时。

实施例1制备的汽车玻璃专用黑色素中，添加了适量的Fe₂O₃与传统配方中的Cu、Cr、Zn、Mo相结合以调整出更适合的色相。

实施例2

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，以重量百分数计，原料组成如下：

其中：

矿化剂是H₃BO₃。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将31％CuO、60％Cr₂O₃、3％(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O、3％ZnO，3％H₃BO₃均匀混合后加入球磨机磨细到粒度≤60μm，其中粒度＜60μm的占93％，然后烘干，烘干温度为90℃，烘干时间为9h，烘干完毕后装入匣钵在窑炉高温烧制；

(2)将步骤(1)得到的经一定温度烧成的黑色物料加入球磨机中二次研磨至粒度为5μm，其中粒度＜5μm的占95％，粉碎成粉末状，即得到汽车玻璃专用黑色素。

步骤(1)中所述的高温烧制是按照设计的升温曲线，由50℃升温到950℃，然后在要求的温度下保温5小时。

实施例2制备的汽车玻璃专用黑色素中，添加了适量的H₃BO₃作为矿化剂，降低了反应温度，使色素的最终烧制温度降低。

实施例3

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素，以重量百分数计，原料组成如下：

其中：

遮蔽剂是V₂O₅。

本发明所述的汽车玻璃专用黑色素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将31％CuO、62％Cr₂O₃、3.5％V₂O₅和3.5％ZnO均匀混合后加入球磨机磨细到粒度≤60μm，其中粒度＜60μm的占92％，然后烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为6h，烘干完毕后装入匣钵在窑炉高温烧制；

(2)将步骤(1)得到的经一定温度烧成的黑色物料加入球磨机中二次研磨至粒度为5μm，其中为5μm的占93％，粉碎成粉末状，即得到汽车玻璃专用黑色素。

步骤(1)中所述的高温烧制是按照设计的升温曲线，由50℃升温到850℃，然后在要求的温度下保温6小时。

实施例3制备的汽车玻璃专用黑色素中，添加了适量的V₂O₅代替传统的(NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O，将提高黑色素的遮蔽力和黑度。

以上实施例1-3制备的汽车玻璃专用黑色素，具有以下五个优点：(1)黑度高和遮盖力好；(2)膨胀系数与玻璃吻合；(3)耐酸碱性好；(4)抗冲击性能好；(5)后档玻璃印刷银浆后，遮蔽性和导电性能好；(6)六价铬的含量低于国际标准(国际标准中要求低于1000ppm)，本发明中六价铬含量低于200ppm。