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[摘 要]白银是贵金属中价格较为便宜的一种,在装饰领域应用广泛。银粘土可用于制作各种装饰品,且不受模具限制。具有制作工艺简单,价格便宜等优点。近几年国内外对银粘土的研究有了不同层次的进展。对银粘土及其制品的性能都有了一定程度的提升。
[关键词]银;银粘土;烧结
中图分类号:P578.94 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0356-02
1.银粘土的定义
白银与黄金相对,是历史悠久的贵金属,它的商品价值含义众多,如货币、首饰、生活工具、工业原料等平[1]。依附于白银资源创建的经济体,在最近几年,在世界经济领域中发挥着重要作用。
粘土是一种含水铝硅酸盐产物,由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而成。而银粘土是有银粉、粘结剂、油脂等的混合物。因此,严格来讲,银粘土并不是一种粘土,只是由于银粘土具有粘土一样的性质和制作工艺而这样命名。
银粘土作为一种制备白银饰品的重要原材料,一经上市,就受到社会各界的广泛关注和广大手工饰品爱好者的追捧[2]。
2.银粘土的优点
银粘土的优点在于:
1.摆脱了饰品对模具的依赖。制作起来可以根据自己的喜好,发挥个性,做出独一无二的手工银饰品。
2.无场地和设备限制。经过多年来银粘土的研究发展,银粘土的烧结温度已经降低至500~600℃,即无需专业烧结设备,家用煤气炉或酒精灯亦可达到烧结效果。在家就可完成银粘土的制作。
3.与其他类手工制品相比较,银粘土制品的保存期限更长久且质感更细腻。
4.银粘土所制备出的银制品具有较高的纯度[3]。
5.银粘土价格便宜,市价为10元/g左右,普通首饰重量大约3~5g,即每个首饰成本可控制在50元以内。
3.银粘土的组成
银粘土的组成主要由银粉、粘结剂、表面活性剂、油脂以及水构成[4]。其中,银粉的粒径为2μm~100μm;粘结剂为有机系粘结剂; 表面活性剂没有特定限制,即阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂以及非离子表面活性剂均可;油脂可选用有机酸、有机酯、高级醇、多元醇及醚类等。
有机粘结剂具体可选用纤维素系粘结剂、聚乙烯系粘结剂、丙烯酸系粘结剂、 蜡系粘结剂、树脂系粘结剂、淀粉、明胶、面粉等,最优选纤维素系粘合剂,特别是水溶性纤维素[5]。添加这些粘合剂的目的是为了在加热时即迅速发生凝胶而便于保持造形品的形状。
表面活性剂的选用没有特殊要求。如可选用硅醇类非离子表面活性剂,其分子量低,多疏水基呈伞形对称结构,与传统活性剂相比较,润湿、渗透性表现极为优异、高效,是革命性的新一代表面活性剂。动、静态表面张力极低,含双羟基,反应型活性剂,化学性质为惰性,一般不参与体系的化学反应,耐酸碱性好,化学性质稳定。
油脂可以根据需要添加, 添加时其添加量优选质量分数为0.1%~0.3%。所添加的油脂可以是有机酸(油酸、硬脂酸、邻苯二甲酸、棕榈酸、癸二酸、乙酰基柠檬酸、 羟基苯甲酸、月桂酸、肉豆蔻酸、己酸、庚酸、丁酸、葵酸)、有机酯(具有甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、己基、二甲基、二乙基、异丙基、异丁基的有机酸醋)、高级醇(辛醇、壬醇、癸醇)、多元醇(甘油、阿拉伯糖酵、脱水山梨尊)、醚(二辛基醚、二癸基醚)等。
银粘土烧结温度方面,呈逐步降低趋势。目前市场中银粘土的品牌子有进口的三菱、松川、相田,国产的银述、大爱。其中松川银粘土所占份额最大,其烧结温度从第一代以土用电烤箱以900度烧烤30分钟左右、第二代以土用电烤箱以850度烧烤15分钟左右至现在第三代600度低温土用电炉、煤气炉烧烤10分钟左右。
4.银粘土制备及其制品制作工艺流程:
银粘土的制备,首先需将银粉与各类助剂按一定质量配比进行称量;然后将粉末混合,放入球磨机进行研磨混合;加入粘结剂、油脂,进行搅拌,混合均匀后得到银粘土。
银粘土制品的制备,首先需将银粘土通过手工或工具加工成一定形状;然后烘干,得到制品的毛培;再对毛培进行烧结,得到银粘土烧结成品。对烧结成品进行抛光,可得最终制品。
如图4-1所示,为银粘土制备及其制品制作的一般工艺流程。
5.国内外银粘土研究情况
由于银粘土具有良好的市场前景,近几年在现有的技术基础上,银粘土的制备工艺也得到了一定程度的提高:
日本人平泽寿一、井户康夫(专利号:CN 1561274A )针对不同粒径的银粉混合比例对银粘土制品的影响进行了系统研究,确定了最佳银粉粒径混合比。其主要成分为银粉,有机粘结剂,油脂及水。
李孟升(专利号:CN 101311138A)以胶质银粉为主体(胶质物为烷基硫醇或聚乙烯毗咯烷酮),添加碳酸钠为助熔剂,硝酸钾为氧化剂,硼砂为熔接剂,硅酸盐胶黏剂加木质素胶黏剂混合作为银粘土胶黏剂。获得了高性能烧结温度约为600摄氏度的银粘土。
符春林 陈华强 邓小玲(专利号:CN101332507A )为降低成品烧结温度,加入了质量分数约为1%的铋粉。可使得充分烧结温度降低至500℃。
表5-1对国内外目前主要已注册专利的银粘土的组成成分进行了简单介绍及工艺、组成成分的明细对比。表5-1
由表5-1可以看出,目前研究的主要在于银粉粒径的配合、粘结剂的种类和用量以及各种助剂的添加对银粘土进行改性。
6.存在的问题与研究方向
目前,银粘土虽已有了一定程度的发展,但仍然存在很多问题值得研究。第一、烧结温度的降低,往往是以牺牲制品性能或纯度为代价。如何兼顾低温烧结与制品性能和纯度僵尸未来研究的一个主要目标。第二、如何提高成品的强度与延展性并是成品保有较高的金属光泽。第三、现阶段所用银粘土拆封后不易保存,若长时间暴露在空气中,易风干、变硬,导致无法进行成品制作。
经济高速发展的21世纪,人民的生活水平不断上升。对银饰品的只会有增无减。银粘土在具备银的自身价值外,还被赋予了更多的额外价值。银粘土市场前景一片良好。因此,进一步研究銀粘土的制备工艺及成型工艺势在必行。
参考文献
[1] 赵怀志.银的主要应用领域和发展现状[J].云南冶金,2002, 31(3): 118-122.
[2] 陈越翔.中国白银市场在全球中的地位与核心市场走向分析;[A]:1005-5800(2014)10(b)-019-02
[3] GB 11887- 2002.首饰贵金属纯度的规定及命名方法[S].
[4] 陈华强、符春林、邓小玲.银与银粘土[J]. 重庆科技学院学报2008, 10 (5)
[5] 平泽寿一、井户康夫.银粘土用银粉以及含有该银粉的银粘土;中国,CN1561274A,[p],2005-01-5
作者简介:薛振宇(1990-)男,汉族,山西吕梁人,西安西北有色地质研究院有限公司,助理工程师。
[关键词]银;银粘土;烧结
中图分类号:P578.94 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0356-02
1.银粘土的定义
白银与黄金相对,是历史悠久的贵金属,它的商品价值含义众多,如货币、首饰、生活工具、工业原料等平[1]。依附于白银资源创建的经济体,在最近几年,在世界经济领域中发挥着重要作用。
粘土是一种含水铝硅酸盐产物,由地壳中含长石类岩石经过长期风化和地质的作用而成。而银粘土是有银粉、粘结剂、油脂等的混合物。因此,严格来讲,银粘土并不是一种粘土,只是由于银粘土具有粘土一样的性质和制作工艺而这样命名。
银粘土作为一种制备白银饰品的重要原材料,一经上市,就受到社会各界的广泛关注和广大手工饰品爱好者的追捧[2]。
2.银粘土的优点
银粘土的优点在于:
1.摆脱了饰品对模具的依赖。制作起来可以根据自己的喜好,发挥个性,做出独一无二的手工银饰品。
2.无场地和设备限制。经过多年来银粘土的研究发展,银粘土的烧结温度已经降低至500~600℃,即无需专业烧结设备,家用煤气炉或酒精灯亦可达到烧结效果。在家就可完成银粘土的制作。
3.与其他类手工制品相比较,银粘土制品的保存期限更长久且质感更细腻。
4.银粘土所制备出的银制品具有较高的纯度[3]。
5.银粘土价格便宜,市价为10元/g左右,普通首饰重量大约3~5g,即每个首饰成本可控制在50元以内。
3.银粘土的组成
银粘土的组成主要由银粉、粘结剂、表面活性剂、油脂以及水构成[4]。其中,银粉的粒径为2μm~100μm;粘结剂为有机系粘结剂; 表面活性剂没有特定限制,即阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂以及非离子表面活性剂均可;油脂可选用有机酸、有机酯、高级醇、多元醇及醚类等。
有机粘结剂具体可选用纤维素系粘结剂、聚乙烯系粘结剂、丙烯酸系粘结剂、 蜡系粘结剂、树脂系粘结剂、淀粉、明胶、面粉等,最优选纤维素系粘合剂,特别是水溶性纤维素[5]。添加这些粘合剂的目的是为了在加热时即迅速发生凝胶而便于保持造形品的形状。
表面活性剂的选用没有特殊要求。如可选用硅醇类非离子表面活性剂,其分子量低,多疏水基呈伞形对称结构,与传统活性剂相比较,润湿、渗透性表现极为优异、高效,是革命性的新一代表面活性剂。动、静态表面张力极低,含双羟基,反应型活性剂,化学性质为惰性,一般不参与体系的化学反应,耐酸碱性好,化学性质稳定。
油脂可以根据需要添加, 添加时其添加量优选质量分数为0.1%~0.3%。所添加的油脂可以是有机酸(油酸、硬脂酸、邻苯二甲酸、棕榈酸、癸二酸、乙酰基柠檬酸、 羟基苯甲酸、月桂酸、肉豆蔻酸、己酸、庚酸、丁酸、葵酸)、有机酯(具有甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、己基、二甲基、二乙基、异丙基、异丁基的有机酸醋)、高级醇(辛醇、壬醇、癸醇)、多元醇(甘油、阿拉伯糖酵、脱水山梨尊)、醚(二辛基醚、二癸基醚)等。
银粘土烧结温度方面,呈逐步降低趋势。目前市场中银粘土的品牌子有进口的三菱、松川、相田,国产的银述、大爱。其中松川银粘土所占份额最大,其烧结温度从第一代以土用电烤箱以900度烧烤30分钟左右、第二代以土用电烤箱以850度烧烤15分钟左右至现在第三代600度低温土用电炉、煤气炉烧烤10分钟左右。
4.银粘土制备及其制品制作工艺流程:
银粘土的制备,首先需将银粉与各类助剂按一定质量配比进行称量;然后将粉末混合,放入球磨机进行研磨混合;加入粘结剂、油脂,进行搅拌,混合均匀后得到银粘土。
银粘土制品的制备,首先需将银粘土通过手工或工具加工成一定形状;然后烘干,得到制品的毛培;再对毛培进行烧结,得到银粘土烧结成品。对烧结成品进行抛光,可得最终制品。
如图4-1所示,为银粘土制备及其制品制作的一般工艺流程。
5.国内外银粘土研究情况
由于银粘土具有良好的市场前景,近几年在现有的技术基础上,银粘土的制备工艺也得到了一定程度的提高:
日本人平泽寿一、井户康夫(专利号:CN 1561274A )针对不同粒径的银粉混合比例对银粘土制品的影响进行了系统研究,确定了最佳银粉粒径混合比。其主要成分为银粉,有机粘结剂,油脂及水。
李孟升(专利号:CN 101311138A)以胶质银粉为主体(胶质物为烷基硫醇或聚乙烯毗咯烷酮),添加碳酸钠为助熔剂,硝酸钾为氧化剂,硼砂为熔接剂,硅酸盐胶黏剂加木质素胶黏剂混合作为银粘土胶黏剂。获得了高性能烧结温度约为600摄氏度的银粘土。
符春林 陈华强 邓小玲(专利号:CN101332507A )为降低成品烧结温度,加入了质量分数约为1%的铋粉。可使得充分烧结温度降低至500℃。
表5-1对国内外目前主要已注册专利的银粘土的组成成分进行了简单介绍及工艺、组成成分的明细对比。表5-1
由表5-1可以看出,目前研究的主要在于银粉粒径的配合、粘结剂的种类和用量以及各种助剂的添加对银粘土进行改性。
6.存在的问题与研究方向
目前,银粘土虽已有了一定程度的发展,但仍然存在很多问题值得研究。第一、烧结温度的降低,往往是以牺牲制品性能或纯度为代价。如何兼顾低温烧结与制品性能和纯度僵尸未来研究的一个主要目标。第二、如何提高成品的强度与延展性并是成品保有较高的金属光泽。第三、现阶段所用银粘土拆封后不易保存,若长时间暴露在空气中,易风干、变硬,导致无法进行成品制作。
经济高速发展的21世纪,人民的生活水平不断上升。对银饰品的只会有增无减。银粘土在具备银的自身价值外,还被赋予了更多的额外价值。银粘土市场前景一片良好。因此,进一步研究銀粘土的制备工艺及成型工艺势在必行。
参考文献
[1] 赵怀志.银的主要应用领域和发展现状[J].云南冶金,2002, 31(3): 118-122.
[2] 陈越翔.中国白银市场在全球中的地位与核心市场走向分析;[A]:1005-5800(2014)10(b)-019-02
[3] GB 11887- 2002.首饰贵金属纯度的规定及命名方法[S].
[4] 陈华强、符春林、邓小玲.银与银粘土[J]. 重庆科技学院学报2008, 10 (5)
[5] 平泽寿一、井户康夫.银粘土用银粉以及含有该银粉的银粘土;中国,CN1561274A,[p],2005-01-5
作者简介:薛振宇(1990-)男,汉族,山西吕梁人,西安西北有色地质研究院有限公司,助理工程师。