本发明涉及玻璃粉技术领域，具体涉及一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法。
背景技术：
现代人们的生活中同样少不了玻璃的存在，如汽车挡风玻璃、智能手机屏幕玻璃、建筑用窗户玻璃等。浆料用于玻璃的装饰，是现代社会中的一道风景，它满足人们对于美观和多功能化的追求。玻璃浆料一般由低熔点玻璃粉、调墨油、无机颜料和助剂混匀分散研磨而成，其中低熔点玻璃粉是玻璃浆料中最主要的成分，占玻璃浆料总含量的55％-80％，玻璃粉的性能直接影响到烧结后的玻璃浆料层的质量，如玻璃的组分、烧结温度、保温时间、用量和粒径影响膜层黑度、光泽、耐酸碱、致密性等；玻璃的膨胀系数影响着膜层与钢化玻璃的结合性、抗拉强度等。
随着技术的发展与生活水平的提高，对于玻璃浆料性能的要求越来越高，低熔点玻璃粉具有较低的软化温度、优异的耐酸碱性能等性质，在玻璃浆料领域得到了越来越广泛的应用，目前家电玻璃，建筑玻璃，汽车天窗玻璃，手机屏幕等对于抗冲击性能要求越来越高，但由于目前玻璃浆料的抗冲击性能不佳，强度不够，使得应用范围受到限制。
因此，为了解决以上问题，我们提出了一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法。
技术实现要素：
本发明的主要目的是针对现有玻璃粉虽具有低熔点性能、但抗冲击性能不佳的问题进行改进，本发明的玻璃粉的膨胀系数经过不同热处理工艺，膨胀系数在一定范围内可调节,可根据膨胀系数需求作相应热处理,得到相匹配膨胀系数的玻璃粉，从而用于不同材料的封接，扩大其应用领域。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案，一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法，该玻璃粉由以下重量份数的原料制备而成：sio2：20-50份，bi2o3：20-40份，al2o3：0-6份，zno：2-10份，b2o3：5-20份，sno2：0-4份，bao：0-2份，tio2：1-8份，na2o：1-5份，li2o：2-8份；该玻璃粉的制备方法包括以下步骤：(1)按重量份数称取各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；(2)将步骤(1)中的混合料装入坩埚并置于高温窑炉中熔化，得到玻璃液；(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干并用筛网过筛后得到干燥的玻璃粉；上述玻璃粉在使用前在450℃-600℃的条件下保温处理20min-60min，可以得到不同膨胀系数的玻璃粉。
上述玻璃粉由以下重量份数的原料制备而成：sio2：25-50份，bi2o3：20-35份，al2o3：1-6份，zno：2-8份，b2o3：6-15份，sno2：1-4份，bao：1-2份，tio2：4-8份，na2o：3-4份，li2o：2-8份。
上述步骤(1)中的熔化温度为1000℃-1250℃，上述熔化时间为30min-50min。
上述步骤(4)中烘干温度为100℃-180℃，上述烘干时间为1h-2h；上述步骤(4)中的筛网的目数为250目，上述步骤(4)中得到的玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
上述步骤(4)中得到的干燥的玻璃粉在450-550℃下保温处理30min-60min，可得到膨胀系数为10×10-6/℃-12×10-6/℃的玻璃粉；上述步骤(4)中得到的干燥的玻璃粉在550℃-600℃下保温处理20min-30min，可得到膨胀系数为7×10-6/℃-9×10-6/℃的玻璃粉。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明制备的玻璃粉可通过后续热处理工艺得到不同的膨胀系数玻璃粉，可与不同的玻璃、陶瓷、金属等基体材料匹配，具有较广泛的应用范围；
2、本发明制备得到的玻璃粉用于玻璃浆料时，使玻璃浆料具有较好的抗冲击性能，制备玻璃粉的过程中通过调整氧化硅和氧化铋的组分含量可在一定的温度下形成硅酸铋晶体，原料中的氧化铝、氧化锌以及氧化钛对于硅酸铋晶体的形成起一定的促进作用，这些硅酸铋晶体在玻璃浆料使用过程中起到晶核剂作用，能在玻璃表面析出适量的硅酸铋晶体，从而起到增强抗冲击性的效果，同时也能在一定程度上提升耐酸性能；
3、本发明得到的玻璃粉具有抗冲击性能强、膨胀系数可调、环保熔点低、耐酸性能优异的特点；且本发明制备工艺简单，成本低，非常适于大型生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
(1)按重量份数称取sio2：30份，bi2o3：40份，zno：5份，bao：1份，al2o3：6份，sno2：3份，na2o：2份，b2o3：5份，li2o：3份，tio2：5份各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料装入坩埚中并置于高温窑炉中熔化，熔化温度为1000℃，上述熔化时间为50min，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；
(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；
(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为2h，并用250目筛网过筛后得到干燥的玻璃粉，玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
实施例2：
(1)按重量份数称取sio2：40份，bi2o3：30份，zno：8份，bao：2份，al2o3：0份，sno2：1份，na2o：4份，b2o3：10份，li2o：4份，tio2：1份各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料装入坩埚中并置于高温窑炉中熔化，熔化温度为1080℃，上述熔化时间为40min，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；
(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；
(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为1h，并用250目筛网过筛后得到干燥的玻璃粉，玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
实施例3：
(1)按重量份数称取sio2：45份，bi2o3：20份，zno：7份，bao：2份，al2o3：2份，sno2：0份，na2o：1份，b2o3：15份，li2o：4份，tio2：4份各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料装入坩埚中并置于高温窑炉中熔化，熔化温度为1200℃，上述熔化时间为40min，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；
(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；
(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干，烘干温度为140℃，烘干时间为1h，并用250目筛网过筛后得到干燥的玻璃粉，玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
实施例4：
(1)按重量份数称取sio2：20份，bi2o3：40份，zno：10份，bao：0份，al2o3：6份，sno2：2份，na2o：1份，b2o3：4份，li2o：7份，tio2：3份各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料装入坩埚中并置于高温窑炉中熔化，熔化温度为1200℃，上述熔化时间为30min，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；
(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；
(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干，烘干温度为160℃，烘干时间为1h，并用250目筛网过筛后得到干燥的玻璃粉，玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
实施例5：
(1)按重量份数称取sio2：50份，bi2o3：30份，zno：2份，bao：0份，al2o3：1份，sno2：2份，na2o：1份，b2o3：4份，li2o：7份，tio2：3份各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料装入坩埚中并置于高温窑炉中熔化，熔化温度为1250℃，上述熔化时间为50min，得到玻璃液；
(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；
(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；
(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干，烘干温度为180℃，烘干时间为1h，并用250目筛网过筛后得到干燥的玻璃粉，玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
分别对上述实施例1-5得到的玻璃粉通过不同热处理工艺后进行膨胀系数以及软化温度测定，结果如表1所示；
表1：
分别将上述实施例1-5得到的玻璃粉用于制备玻璃浆料，其中玻璃浆料的制备包括以下步骤：按照各原料所占质量百分数称取各原料，玻璃粉为55％，铜铬黑颜料为25％，调墨油为20％，然后将上述原料混合均匀，使用三辊研磨机中进行研磨3-5遍，即得到玻璃浆料1、玻璃浆料2、玻璃浆料3、玻璃浆料4、玻璃浆料5；分别将上述玻璃浆料1、玻璃浆料2、玻璃浆料3、玻璃浆料4、玻璃浆料5样品使用250目丝网进行印刷，基板采用玻璃，印刷图形为5*10cm，在640℃-680℃烧结5min，得到烧结膜厚度为10±1μm的试验片，将试验片进行耐酸性能、抗弯强度以及落球冲击试验(1040克球从1m的高度落在试验片上，试验片完好即为通过)测试，测试结果如表2所示：
表2：
由测试结果可知，通过本发明给出的原料比例及制备方法得到的玻璃粉，通过不同的热处理工艺处理后，可以得到不同膨胀系数的玻璃粉，玻璃粉在450-550℃下保温处理30min-60min，可得到膨胀系数为10×10-6/℃-12×10-6/℃的玻璃粉；玻璃粉在550℃-600℃下保温处理20min-30min，可得到膨胀系数为7×10-6/℃-9×10-6/℃的玻璃粉，可用于玻璃、陶瓷、金属等不同基体材料的封接，具有较好的实用性；本发明的玻璃粉制备过程中通过调整氧化硅和氧化铋的组分含量可在一定的温度下形成硅酸铋晶体，原料中的氧化铝、氧化锌以及氧化钛对于硅酸铋晶体的形成起一定的促进作用，这些硅酸铋晶体在玻璃浆料使用过程中起到晶核剂作用，能在玻璃表面析出适量的硅酸铋晶体，从而起到增强抗冲击性、抗弯性能的效果；同时也能在一定程度上提升耐酸性能，且在80℃的条件下，浸泡在0.1n硫酸钠溶液中可耐受70h以上；本发明得到的玻璃粉具有抗冲击性能强、膨胀系数可调、环保熔点低、耐酸性能优异的特点；且本发明制备工艺简单，成本低，非常适于大型生产。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法，其特征在于：该玻璃粉由以下重量份数的原料制备而成：sio2：20-50份，bi2o3：20-40份，al2o3：0-6份，zno：2-10份，b2o3：5-20份，sno2：0-4份，bao：0-2份，tio2：1-8份，na2o：1-5份，li2o：2-8份；该玻璃粉的制备方法包括以下步骤：(1)按重量份数称取各原料并将其进行充分的混合，得到混合料；(2)将步骤(1)中的混合料装入坩埚并置于高温窑炉中熔化，得到玻璃液；(3)将步骤(2)中得到的玻璃液进行水淬冷却得到碎玻璃块；(4)将步骤(3)中得到的碎玻璃块转移至球磨机中进行球磨得到玻璃粉料；(5)将步骤(4)中得到的玻璃粉料在烘干箱中烘干并用筛网过筛后得到干燥的玻璃粉；所述玻璃粉在使用前在450℃-600℃的条件下保温处理20min-60min，可以得到不同膨胀系数的玻璃粉。
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法，其特征在于：所述玻璃粉由以下重量份数的原料制备而成：sio2：25-50份，bi2o3：20-35份，al2o3：1-6份，zno：2-8份，b2o3：6-15份，sno2：1-4份，bao：1-2份，tio2：4-8份，na2o：3-4份，li2o：2-8份。
3.根据权利要求2所述的一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的熔化温度为1000℃-1250℃，所述熔化时间为30min-50min。
4.根据权利要求3所述的一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中烘干温度为100℃-180℃，所述烘干时间为1h-2h；所述步骤(4)中的筛网的目数为250目，所述步骤(4)中得到的玻璃粉的粒度满足1um≤d50≤2um，1um≤d90≤2um。
5.根据权利要求4所述的一种抗冲击性强且膨胀系数可调的玻璃粉及其制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中得到的干燥的玻璃粉在450-550℃下保温处理30min-60min，可得到膨胀系数为10×10-6/℃-12×10-6/℃的玻璃粉；所述步骤(4)中得到的干燥的玻璃粉在550℃-600℃下保温处理20min-30min，可得到膨胀系数为7×10-6/℃-9×10-6/℃的玻璃粉。
技术总结