耐高温烧结金水及其生产方法

一、技术领域

本发明涉及耐高温烧结金水及其制备方法，属于陶瓷装饰涂料生 产的技术领域。

二、背景技术

金水又叫亮金水，是一种含有纯金10～12％，添加有少量铑、铬、 铋等金属的化合物，在油性介质中的棕黑色粘稠液体。它可以用涂刷、 印花等方式施于陶瓷釉面上，然后以弱火加热(约300℃)，油质被蒸 发和燃烧，含金化合物分解而遗留下光彩夺目的极薄金层，再加热到 750℃时可牢固地粘结在釉面上。用金水作陶瓷釉上装饰是价廉物美 的黄金装饰方法之一。本发明前，金水一般通过如下工艺而制得：将 金溶于王水得到氯金酸，制备硫化香脂和高氯酸铵金；制备金有机化 合物；制备树脂酸铬、树脂酸铋、树脂酸铑和酯(溶剂)；配制必要 稠度(浓度)的金水。存在的主要问题是抗高温烧结性和附着力较差， 各种配方的金水中，很少有可以耐高温烧结达850℃以上的产品。而 装饰有黄金的与人们相接触的陶瓷制品的烧结温度应该越高越好，以 便陶瓷基底材料中的一些对人体有害的物质(如铅等)可以在高温烧 结过程中去掉。随着人们生活水平不断提高，黄金在陶瓷装饰中的用 量越来越大，因此开发和研究具有耐高温烧结性能的金水对于陶瓷装 饰具有很大的现实意义。

三、发明内容

1、发明目的

本发明的目的是提供一种具有耐高温性能且附着力强的耐高温 烧结金水及其生产方法。

2、技术内容

本发明的耐高温烧结金水由金、钍、铑、锑、铅、铋和混合溶剂 所组成，其特征在于该金水的重量组份为金10～15％、钍2.2～3.0％、 铑0.1～0.3％、锑0.1～0.8％、铅0.3～0.4％、铋1.0～1.4％，其余为混合 溶剂。混合溶剂的重量组为松节油24％、大茴香油41％、邻苯二甲 酸二丁酯25％、氯仿2～9％、硝基苯1～8％混合而成。

其制备的方法为首先将硝酸钍、三氯化铑、三氯化锑分别制成树 脂酸盐，将上述三种树脂酸盐混合，使混合物中钍的重量含量为 5～10％、铑的重量含量为0.5％～1.0％、锑的重量含量为0.6～1.8％，得 到耐高温金水添加剂；将三氯化金制成高氯化金铵后，与硫化香脂反 应得到重量含金量为50～65％的树脂酸金固体；将硝酸铅和硝酸铋分 别制成树脂酸盐，将二者混合均匀，使该混合物中铅的含量为 3.0％～5.0％，铋的含量为11.0％～17.0％，得到金水附着力增强剂；将 以上三部分制成的耐高温金水添加剂、树脂酸金固体和金水附着力增 强剂混合，最后用混合溶剂稀释。

3、积极效果

金的熔点为1064.43℃，化学性质很稳定，是唯一在高温下不与 氧起反应的金属。而金的有机化合物的分解温度一般较低，将金制成 有机化合物再涂布到陶瓷表面上的最大好处是金的分布比较均匀，并 且可以与其它金属(必须预先制成有机化合物)在烧结过程中形成合 金。因此，本发明是在金的适当有机化合物中，加入能够与金形成耐 高温合金的其它金属的有机化合物，在不影响金的表面装饰的颜色效 果的前提下，提高金水的耐高温烧结性能，同时根据陶瓷基底材料的 不同加入能够提高表面装饰金附着力的不同的玻璃料，从而达到提高 金水的耐高温烧结和附着力的目的。

四、具体实施方案

1、在蒸馏烧瓶中加入松节油，收集165～170℃馏分。将得到的 松节油馏分加入另一蒸馏烧瓶中，加入硫粉，使硫粉的质量百分含量 为8～10％，加热至160℃并保温4小时，继续加热，蒸馏，当馏出液 的体积达到加入的松节油体积的约25％时，停止蒸馏，用新蒸馏的松 节油调节留在烧瓶中的硫化香脂的含硫量为10～12％。 2、将电解金粉溶于王水，除去多余硝酸后冷却。在不断搅拌下按金/ 氯化铵＝1∶0.3的比例加入氯化铵，水浴加热至干，得到高氯酸铵金 固体。按金∶无水乙醇＝1∶5的比例加入无水乙醇，使高氯酸铵金固 体完全溶解。按金∶硫化香脂＝1∶3.5的比例，逐滴加入硫化香脂(1-1.5 小时内加完)。在沸水浴上加热此混和物1.5小时后，停止加热。加 入少量无水乙醇并彻底搅拌，静置，用倾析法将树脂酸金固体倾出， 并用无水乙醇洗涤至树脂酸金成为粉状固体。过滤，将所得固体粉末 于40℃下真空干燥。 3、按RhCl3∶无水乙醇＝1∶10的比例，将三氯化铑溶解在无水乙醇中， 过滤；按RhCl3∶硫化香脂＝1∶5的比例，在滤液中加入硫化香脂， 充分反应后，用无水乙醇将树脂酸铑沉淀洗涤至无Cl-为止。过滤， 将所得固体粉末于40℃下真空干燥，制成树脂酸铑。 4、按制备树脂酸铑同样的方法将硝酸铅、硝酸铋、硝酸钍、和三氯 化锑制成相应的树脂酸盐。 5、混合溶剂：将新蒸馏的松节油(24％)、大茴香油(41％)、邻苯二 甲酸二丁酯(25％)、氯仿(2～9％)、硝基苯(1～8％)配成混合溶剂。 6、称取一定量的树脂酸金、树脂酸铑、树脂酸锑、树脂酸钍、树脂 酸铅和树脂酸铋，在水浴加热和搅拌下分别溶于混合溶剂中。将树脂 酸钍、树脂酸铑和树脂酸锑三种树脂酸盐溶液混合，使混合物中钍、 铑和锑的含量分别处于5～10％、0.5～1.0％和0.6～1.8％，得到耐高温金 水添加剂。将树脂酸铅和树脂酸铋溶液混合，混合物中铅和铋的含量 分别为4.0％+1和14.0+3％，得到金水附着力增强剂。 7、将上述树脂酸金溶液、耐高温金水添加剂和金水附着力增强剂混 合，使所得金水中金、钍、铑、锑、铅、铋的含量分别处于10～15％、 2.2～3.0％、0.1～0.3％、0.1～0.8％、0.3～0.4％、1.0～1.4％之间。得到 耐高温烧结金水。调整金水中钍、铑、锑的含量可得耐高温烧结在 860～980℃范围的金水。

实施例一

在平底烧瓶中加入20g电解金粉，加入王水100mL，水浴加热直 至金粉全部溶解。加入少量盐酸并继续加热以除去多余硝酸。冷却， 过滤。将6g氯化铵固体溶于少量水，在不断搅拌下将氯化铵溶液加 入到含金滤液中，水浴加热至干，得到高氯酸铵金固体。将高氯酸铵 金固体溶解于100mL无水乙醇中，逐滴加入70g硫化香脂(1～1.5小 时内加完)。在沸水浴上加热此混和物1.5小时后，停止加热。加入 少量无水乙醇并彻底搅拌，静置，用倾析法将树脂酸金固体倾出，并 用无水乙醇洗涤至树脂酸金成为粉状固体。过滤，将所得固体粉末于 40℃下真空干燥。

取2g三氯化铑、50g硝酸钍、100g硝酸铅、100g硝酸铋和50g 三氯化锑分别溶解在无水乙醇中，按前述方法分别制取树脂酸铑、树 脂酸钍、树脂酸铅、树脂酸铋和树脂酸锑。将所得的树脂酸铑、树脂 酸钍、树脂酸铅、树脂酸铋和树脂酸锑分别溶于混合溶剂中，配成含 铑5％的树脂酸铑溶液、含钍20％的树脂酸钍溶液、含锑10％的树脂酸 锑溶液、含铅10％的树脂酸铅溶液和含铋30％的树脂酸铋溶液。

称取含铑5.0％的树脂酸铑溶液20.0g、含钍20％的树脂酸钍溶液 50.0g、含锑10％的树脂酸锑溶液18.0g和混合溶剂12.0g，混合均匀， 得到耐高温金水添加剂(钍、铑、锑的含量分别为10.0％、1.0％和 1.8％)。准确称取含铅10％的树脂酸铅溶液40g、含铋30％的树脂酸铋 溶液46.7g和混合溶剂13.3g，混合均匀，得到金水附着力增强剂(铅 和铋的含量分别为4.0％和14.0％)。

取10g树脂酸金固体溶于20g混合溶剂中，加入15g耐高温金水 添加剂和5g附着力增强剂，混合均匀，得到试样1号。经白色釉上 手工涂布，高温烧结试验，实施例1的最高耐温可达980℃，在此温 度下烧结所得制品表面的金膜，表面光洁，无裂缝，金膜与基底结合 力达950g/mm2。

实施例二

按实施例一的同样方法制备树脂酸金、树脂酸钍、树脂酸铑、树 脂酸锑、树脂酸铅和树脂酸铋，并配制含铑5％的树脂酸铑溶液、含 钍20％的树脂酸钍溶液、含锑10％的树脂酸锑溶液、含铅10％的树脂 酸铅溶液和含铋30％的树脂酸铋溶液。准确称取含铑5.0％的树脂酸铑 溶液10.0g、含钍20％的树脂酸钍溶液25.0g、含锑10％的树脂酸锑溶 液6.0g和混合溶剂59.0g，混合均匀，得到耐高温金水添加剂(钍、 铑、锑的含量分别为5.0％、0.5％和0.6％)。准确称取含铅10％的树脂 酸铅溶液40g、含铋30％的树脂酸铋溶液46.7g和混合溶剂13.3g， 混合均匀，得到金水附着力增强剂(铅和铋的含量分别为4.0％和 14.0％)。

取10g树脂酸金固体溶于20g混合溶剂中，加入15g耐高温金水 添加剂和5g附着力增强剂，混合均匀，得到试样2号。经白色釉上 手工涂布，高温烧结试验，实施例2的最高耐温可达860℃。

实施例三

按实施例一的同样方法制备树脂酸金、树脂酸钍、树脂酸铑、树 脂酸锑、树脂酸铅和树脂酸铋，并配制含铑5％的树脂酸铑溶液、含 钍20％的树脂酸钍溶液、含锑10％的树脂酸锑溶液、含铅10％的树脂 酸铅溶液和含铋30％的树脂酸铋溶液。准确称取含铑5.0％的树脂酸铑 溶液15.0g、含钍20％的树脂酸钍溶液40.0g、含锑10％的树脂酸锑溶 液12.0g和混合溶剂43.0g，混合均匀，得到耐高温金水添加剂(钍、 铑、锑的含量分别为8.0％、0.75％和1.2％)。准确称取含铅10％的树 脂酸铅溶液40g、含铋30％的树脂酸铋溶液46.7g和混合溶剂13.3g， 混合均匀，得到金水附着力增强剂(铅和铋的含量分别为4.0％和 14.0％)。

取10g树脂酸金固体溶于20g混合溶剂中，加入15g耐高温金水 添加剂和5g附着力增强剂，混合均匀，得到试样3号。经白色釉上 手工涂布，高温烧结试验，实施例3的最高耐温可达910℃。