[发明专利]一种特高折射环保型宝石玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不含铅和砷等有害氧化物，透明度和折射率高的环保型宝石玻璃组合物，该宝石玻璃具有高的折射率1.9-2.1，且化学稳定性好，可见光透过率高，其品质近似于锆石。

技术背景

宝石获得人们珍视的原因不仅在于稀少为贵的特性，更在于其经加工打磨后能够呈现鲜艳的色彩和与从不同的色泽，彰显了其华丽和高贵。毕竟突然的宝石稀少有限，价格不菲，普通人难以接受。正因为宝石价格高昂，使得仿宝石材料大量出现，随之工业材料和生产及加工技术的不断发展，市场上已经出现了大量仿真和仿宝石材料出现，有些甚至足以以假乱真，同时也能让普通人可以以较低的价格买到与真宝石媲美的装饰品。

目前市场上仿宝石玻璃种类较多，如铅晶质玻璃、乳浊和半乳浊玻璃等，但含铅晶质玻璃由于有较高的含铅量，且在使用过程中会出现溶出问题，影响了人体健康，此外，铅晶质玻璃在熔制过程中的挥发进入大气后被人体吸入体内而造成各种疾病。乳浊和半乳浊玻璃和宝石玻璃差别大，不透明，达不到宝石玻璃的效果。目前市场上仿宝石玻璃品质不够高，参差不齐，虽有较好样品，如光学玻璃，但大多是以高铅或稀土为主要成分，环境问题和成本代价极大。

专利CN101381202A公布了一种锑红宝石玻璃配方及制备方法，虽是环保型，但是其与折射率2.0以上、色散较好的宝石相比品质差距较大。

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术问题，提供一种特高折射环保型宝石玻璃及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种特高折射环保型宝石玻璃，其包括如下以重量百分比计的组分：SiO₂ 10-20%，BaO 32-45%，TiO₂ 35-45%，ZnO 0-5%，ZrO₂ 0-8%，K₂O 0-3%，B₂O₃ 1-3%，CaO2-5%，La₂O₃ 0.5-2%，Y₂O₃ 0-1.5%，Nd₂O₃ 0.05-0.5%，Er₂O₃ 0.02-0.4%，NiO 0.008-0.02%。

其中，TiO₂和BaO用以保证宝石玻璃的折射率和密度，按氧化物质量百分比计：TiO₂ 35-45%、BaO  32-45%，且二者的含量之和为67-90%，优选73-90%，且两者的质量比为1.4:1--0.78:1，其中BaO以其含量的10-15%用Ba(NO₃)₂引入，其余用对应的碳酸盐或氧化物形式引入。Nd₂O₃和Er₂O₃及NiO做宝石玻璃的调色剂，且Nd₂O₃和Er₂O₃二者比列控制在2:1--1:1之间。0.5-2%的La₂O₃和0-1.5%的Y₂O₃用于控制玻璃的析晶倾向。

本发明涉及的宝石玻璃组成适于压制、压延等制备工艺。

具体地，本发明涉及的特高折射环保宝石玻璃的制备方法，包括如下步骤：

(a) 按照设计的宝石玻璃组成准确称量各组分并混合均匀；

(b) 将(a)混合好的组分在1000℃加入铂金坩埚炉，按5℃/min的温速度升至1240℃-1300℃保温2h进行熔制；

(c) 将熔制好的玻璃倒入洁净的10℃-20℃左右水中水淬成玻璃颗粒，移至150℃烘箱中烘干用于二次熔制；

(d) 将烘干好的玻璃于铂金坩埚中1200℃-1225℃熔制0.5h，且多次搅拌均匀，将炉温降至1180℃保温0.5h后倒入成型模具成型，移至450--550℃退火炉中退火0.5-3h后关炉冷却即可。

其中玻璃退火温度优选为480-520℃，退火时间优先控制在0.5-1.5h之间。