用于颜料中的玻璃－陶瓷薄片制造技术

本发明专利技术涉及包含结晶相的玻璃组合物，以及由此制得的玻璃薄片。这些玻璃薄片可以用作效果颜料的基础基材。该玻璃薄片还可以用于油漆、涂料、印刷油墨、塑料中和用于化妆品配制剂中。该玻璃薄片可以转换成玻璃陶瓷，且以下列组成范围Ｉ或ＩＩ中之一（以重量％计）存在：Ｉ：４０－５０ＳｉＯ２，１０－２０Ｂ２Ｏ３，１０－２０Ｎａ２Ｏ，１５－３０ＴｉＯ２；ＩＩ：１０－６０ＳｉＯ２，５－３０Ｂ２Ｏ３，５－４０ＴｉＯ２，２－２０Ｎｂ２Ｏ３，２－２０Ｆｅ２Ｏ３，５－４０Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含结晶相的玻璃组合物，以及由其组成的玻璃薄片。这些玻璃薄片 可以用作效果颜料的基础基材。该玻璃薄片还可以用于油漆、涂料、印刷油墨、塑料和化妆 品配制剂中。
技术介绍
基于玻璃薄片的效果颜料是本领域中公知的。由此，例如，US-专利2，863，783中 描述了由高折射玻璃构成的薄的玻璃薄片。这些玻璃薄片用作涂料和塑料中的珠光颜料。 但是，其中所述的玻璃薄片具有如下缺点它们优选地包含高含量的有毒重金属如铅、砷或 锑。具有更高含量的重金属氧化物的玻璃通常具有较低的软化温度并且在薄片形式下，在 高温下是机械性能不稳定的。另外，该玻璃薄片通常具有较低的化学稳定性。此外，这类玻 璃薄片的特点在于高密度。特别地厚且大的薄片趋于在油漆、悬浮体和熔体中沉积于底部， 且仅可以非常困难地再次将其搅动。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种玻璃配制剂，其不包含有毒重金属，优选地具有折射率 > 1.65且同时是化学和机械性能稳定的。应当容易地由这种玻璃组合物制备形状稳定的 玻璃薄片。这些玻璃薄片应以未涂布或经涂布的形式适用于油漆、涂料、塑料、印刷油墨、化 妆品配制剂，以及适合作为填料和效果颜料的基础基材。本专利技术的另一任务在于找到一种玻璃组合物，其对长波的UV光(UV-A和UV-B)具 有强吸收和/或高散射能力，且以薄片或细分散球粒形式适合作为UV-保护颜料(例如在 防晒霜、清漆中)、作为填料。本专利技术的另一任务是找到一种玻璃组合物，其具有浓烈的主色 (Korperfarbe )，且作为薄片形式具有高的遮盖力和/或显示金属光泽。现已令人吃惊地发现，如果玻璃配制剂具有至少一个高折射金属氧化物的结晶 相，则能获得具有高折射率的玻璃。通过各个玻璃组分的部分结晶，相对于无定形态提高了 该玻璃组合物的折射率。以此方式，通过相对于无部分结晶的玻璃中显著更低含量的高折射金属氧化物， 可以实现高折射率。同时，该玻璃的软化温度通过结晶形成得以提高，这点对于玻璃的进一 步加工而言是特别重要的。如果结晶相是有色的，则可以制得具有感兴趣的颜色效果的玻^^ ο本专利技术由此涉及包含至少一个结晶相、优选高折射金属氧化物的玻璃组合物。本专利技术同样涉及制备该玻璃组合物的方法，以及该玻璃的用途，优选以玻璃薄片 形式，用于油漆、涂料、粉末涂料、塑料、化妆品配制剂和用作制备效果颜料的基础基材。依据本专利技术的玻璃组合物的重要组分是至少一种可结晶的高折射金属氧化物。本 申请中，“高折射”表示η > 1.8的折射率。该可结晶相优选是至少一种高折射金属氧化物。该可结晶相非常特别优选是锐钛矿(TiO2)和/或金红石(TiO2)。也能够彼此存在多种、优选两种或三种高折射相，这种情形下这些相优选为-锐钛矿(TiO2)+金红石(TiO2)，或者-金红石(TiO2)+铌酸钠。适宜的可结晶高折射金属氧化物是金红石变型的TiO2,锐钛矿变型的TiO2，钛酸 盐诸如钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙或钛酸铋，钛低价氧化物，铌酸盐诸如铌酸钠，钽酸盐，钨酸 盐，氧化铁诸如赤铁矿或磁铁矿，钛酸铁诸如钛铁矿或铁板钛矿，或者所述高折射金属氧化 物的混合物。特别优选的高折射金属氧化物是金红石和锐钛矿。依据本专利技术的玻璃组合物中高折射的可结晶金属氧化物组分的浓度优选为3 70重量％，特别地为15 50重量％，且非常特别优选地为20 40重量％。该玻璃组合物 优选地包含3 70重量％锐钛矿(TiO2)、金红石(TiO2)、钛酸盐、铌酸盐、氧化铁、钽酸盐、 钨酸盐和/或钛酸铁。除了该高折射金属氧化物组分之外，依据本专利技术的玻璃组合物包含本领域技术人 员公知的玻璃和网络形成剂，诸如SiO2, B2O3，P2O5，Na2O, K2O, CaO, Al2O3，MgO和/或ZnO0优选的玻璃组合物包含10-60；重量％ SiO2,5-30 1rfi% B2O3'5-40 量％ TiO2,5-40 1 量％ (Na20+K20+Me0，其中 Me = Ca，Sr 禾口 / 或 Ba)，2-20 1rfi% Nb2O3,2-20 1rfi% Fe2O3'其中总含量< 100重量％。特别优选的玻璃包含40-50 ；重量％ SiO2,10-20；重量％ B2O3'10-20 ；重量％ Na2O,15-30 ；重量％ TiO2,其中总含量< 100重量％。依据本专利技术的玻璃组合物的折射率优选地> 1.65，特别地> 1.75。对于依据本专利技术的玻璃的制备，将该玻璃组分熔融，其中在制备期间在较冷的区域中就已经取决于该玻璃组成地发生部分结晶。所获玻璃组合物优选是无定形的，且通过 随后将该玻璃置于600 1100°C、优选700 1000°C的温度下退火实现部分结晶。优选的玻璃组合物如下来制备使包含10-60重量％ SiO2, 5-30重量％ B2O3, 5-40 重量 ％ TiO2, 5-40 重量 ％ (Na 20+K20+Me0，其中 Me = Ca，Sr 和 / 或 Ba)，2-20 重量 ％ Nb2O3 以 及2-20重量％ Fe2O3的玻璃组合物或由此组成的玻璃组合物(其中总含量< 100重量％ ) 在> 1000°C下熔融成为液体玻璃，将其冷却并凝固，并使其在> 600°C下退火5分钟-3小 时。由依据本专利技术的玻璃组合物可以制备玻璃薄片，其特征在于，它们具有高的软化 温度，优选地> 700°C，且因此在高温下具有高的形状稳定性。“软化温度”表示该玻璃具有变形能力最大变化时的温度范围。此时，该玻璃从较 脆形式转变为较软、较弹性的形式。这种转变可以例如借助于动态差示量热计(差示扫描 量热计，DSC)来分析测定。软化温度并不必然是该玻璃组合物的固定性能。其还取决于玻璃制备工艺且特别 是取决于冷却速率或随后的热处理(退火)。实践中，未经涂布的玻璃薄片或涂布有一种或多种金属氧化物和/或金属的玻璃 薄片在直到软化温度和稍高于此时仍是形状稳定的且也不会粘合。在更高温度下发生薄片 的变形与粘合。在经涂布的玻璃薄片或包含结晶相的玻璃薄片的情形下，借助于DSC法不 再可以可靠地测定软化温度。出于这些纯粹的实践原因，在本专利申请中对于未经涂布和 经涂布的玻璃薄片而言，软化温度应理解为该薄片开始变形或者开始彼此粘合时的温度。该玻璃薄片例如通过在较高温度下、例如在> 1000°C的温度下熔融依据本专利技术的 玻璃组合物的批料，精炼该熔体并使其经由喷嘴排放到旋转杯中来制备。通过旋转杯中的 离心力抽出流入的玻璃以形成薄板，其不断地在边缘处凝固并破裂成薄片。在最简情形下，在薄片制备期间在较冷的区域中已存在部分结晶，即在薄板边缘 处。但是，优选地所得到的玻璃薄片最初是无定形的，且通过随后对该玻璃施加退火实现部 分结晶。为此，该薄片可以直接使用，或者预先历经后处理，例如在水、酸或碱或者涂料中的 浸析过程。包含结晶相的玻璃薄片的制备方法的一个优选变形是，将薄片在含水悬浮液中用 酸或碱液，优选用酸进行处理。在此过程中，可溶性组分，例如在酸中网络改性剂如碱金属 氧化物或碱土金属氧化物从玻璃薄片中溶出。令人吃惊地还发现，此时酸可溶性金属氧化 物已经可以部分结晶。这些过程最初在接近于表面处发生，这可以导致在本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃组合物，其特征在于，其包含至少一个结晶相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R儒格尔，A盖森，G卡恩，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]