本发明专利技术公开了一种绿色着色剂和屏蔽紫外线的绿色玻璃的制备方法及所得产品，方法为：在硅砂表面包覆多孔二氧化硅对其进行改性，然后将改性硅砂与3-氨丙基三乙氧基硅烷、甲苯混合，在80-115℃回流反应，得氨基功能化改性硅砂，将该硅砂与含Cr3+的废水或Cr3+的水溶液混合，吸附Cr3+，得绿色着色剂；将绿色着色剂与其他原料混合，即可制得绿色玻璃。本发明专利技术既能达到了处理废水的目的，又充分回收利用了资源，还降低了着色剂的制备成本，使用该着色剂制得绿色玻璃，符合人们日常使用习惯，且具有很好的屏蔽紫外线的作用，对啤酒等产品能够起到更好的保护作用，可用于啤酒、药品等的包装。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种玻璃用绿色着色剂的制备方法及所得的着色剂,还涉及一种屏蔽紫外线的绿色玻璃的制备方法及所得玻璃，属于玻璃制造
技术介绍
玻璃因其高的化学稳定性而常被用做包装材料。棕色玻璃瓶可用于啤酒和药品的包装，主要是为了消除或减小紫外波段（小于400nm波长）的光线透过包装瓶，从而起到保护瓶内部包装物的作用。国内，药品一般采用棕色玻璃进行包装，而啤酒则习惯采用铬铁矿着色的绿色玻璃包装。实际光谱曲线测定表明，绿色啤酒瓶在波长小于400nm时仍有较高的透过率，会使啤酒中的部分酵母失去活性，这不利于啤酒的保鲜；而棕色玻璃相比则具有较强的紫外截止吸收能力。制备棕色玻璃一般采用硫碳着色，但是制备硫碳着色玻璃存在一些问题，例如：熔制过程中易出现硫沉淀物和气泡，硫或硫酸盐的使用还会形成空气污染，同时硫碳玻璃的生产过程不易控制，颜色易出现不稳定的现象。铁锰着色不存在着色剂的挥发问题，可避免硫碳着色引起的缺陷和环境污染问题，但铁锰着色成本比硫碳高的多，国内基本不采用。因此，寻找一种成本低、效果好的着色剂，制备既能很好的屏蔽紫外线，保护啤酒或药品，又颜色稳定、成本低，且符合国人使用习惯的外包装用玻璃具有很好的研究价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种绿色着色剂的制备方法及所得着色剂，该方法以吸附三价铬离子能力好的改性硅砂为吸附剂，从废水或溶液中收集三价铬离子作为着色剂，其成本低，着色效果好。本专利技术的另一目的是提供一种屏蔽紫外线的绿色玻璃的制备方法及所得产品，该方法所得玻璃为绿色，对紫外线屏蔽效果好，能够很好的保护啤酒等产品，且又符合人们日常使用习惯。本专利技术的目的是通过以下措施实现的：一种绿色着色剂的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）在25-80℃下，将十六烷基三甲基溴化铵与硅砂在水中混合，然后加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性，再滴入正硅酸四乙酯进行反应，使正硅酸四乙酯水解形成的二氧化硅包覆在硅砂表面；（2）反应后洗涤、过滤反应液，将沉淀干燥；（3）将干燥的沉淀直接煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，得多孔二氧化硅改性硅砂；或者再重复（1）和（2）的步骤2-4次，对硅砂进行多次二氧化硅包覆，多次包覆后的硅砂经干燥、煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，得多孔二氧化硅改性硅砂；（4）将上述多孔二氧化硅改性硅砂、含氨基的硅烷和甲苯混合，在80-115℃回流反应，反应后将所得产品洗涤、烘干，得氨基功能化改性硅砂；（5）将上述氨基功能化改性硅砂与含Cr3+的废水或Cr3+的水溶液混合，使氨基功能化改性硅砂中吸附玻璃着色所需量的Cr3+，所得吸附有Cr3+的氨基功能化改性硅砂即为绿色着色剂。本专利技术用多孔二氧化硅和含氨基的硅烷对硅砂进行改性，所得硅砂比表面积较原始硅砂大大提升，然后以氨基功能化改性硅砂为原料，利用其吸附性能将废水或溶液中的Cr3+吸附集中起来，用于玻璃制备中，作为玻璃着色剂。该方法中着色剂的Cr3+来源于水溶液，大大降低了成本。更重要的是，被吸附的Cr3+在玻璃熔化时保持原始价态不变，又利用于玻璃吸收420纳米以下的可见光。上述步骤（1）中，十六烷基三甲基溴化铵：水：正硅酸四乙酯：硅砂的用量比为：0.5g-1.1g：50-150ml：2-6ml：4-10g。此处的水指的是加入的纯水，并不包括氢氧化钠溶液引入的水。上述步骤（1）中，当所用氢氧化钠溶液的浓度为0.3mol/L时，氢氧化钠溶液与水的体积比为3：5-15。此处的水指的是加入氢氧化钠溶液前体系中含有的水。上述步骤（1）中，加入正硅酸四乙酯后，混合液在25-80℃下反应1-24h。上述步骤（2）中，所得沉淀在90℃下进行干燥，干燥时间一般为3h。上述步骤（3）中，煅烧时的升温速率为1℃/min，煅烧温度为550℃，煅烧时间为6h。上述步骤（4）中，所述含氨基的硅烷包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基丙基三乙氧基硅烷等。上述步骤（4）中，对得到的多孔二氧化硅改性硅砂继续用含氨基的硅烷进行改性，多孔二氧化硅改性硅砂与含氨基的硅烷的用量关系为：每2-7g多孔二氧化硅改性硅砂用3ml含氨基的硅烷进行改性。上述步骤（4）中，甲苯为溶剂，其作用是为反应提供所需环境，其用量可以根据需求进行选择。上述步骤（4）中，回流温度为80-115℃，一般回流反应6-9h。上述步骤（4）中，回流反应后，过滤取沉淀，将沉淀用无水甲苯和无水甲醇各洗涤三次，再在90℃左右下烘干，即得氨基功能化硅砂。含Cr3+物质在玻璃制备时加入具有着色作用，可以得到绿色玻璃，为了得到绿色玻璃用着色剂，步骤（5）以氨基功能化改性硅砂为原料吸附含Cr3+废水或Cr3+水溶液中的Cr3+，从而使氨基功能化改性硅砂中含有Cr3+，具有着色作用。步骤（5）中，废水或水溶液中Cr3+的浓度，氨基功能化改性硅砂与废水或水溶液的用量关系可以根据玻璃着色所需的Cr3+的量进行调整，当废水或溶液中Cr3+含量高时，可以控制氨基功能化改性硅砂与废水或水溶液混合的时间，控制硅砂吸附的Cr3+量，也可以用多批氨基功能化改性硅砂对废水或水溶液进行吸附，以充分吸收废水或水溶液中的Cr3+，以满足玻璃着色对Cr3+的浓度要求；当废水或溶液中Cr3+含量低时，可以将氨基功能化改性硅砂放在多批废水或水溶液中进行反复吸附，以满足Cr3+量要求。进一步的，上述步骤（5）中，为了满足着色要求，着色剂中Cr3+含量不低于0.30mg/g氨基功能化改性硅砂。上述步骤（5）中，将含Cr3+的废水或Cr3+的水溶液的pH调整为4-5后，再与氨基功能化改性硅砂混合，这样更利于改性硅砂对Cr3+的吸附。在实验过程中发现，当氨基功能化改性硅砂加入pH为4-5的废水或水溶液中，吸附至Cr3+满足要求后，废水或水溶液的pH都升至8左右，这是由部分氨基官能团与水直接接触造成的。本专利技术所得的吸附有Cr3+的氨基功能化改性硅砂可以作为玻璃用绿色着色剂，该着色剂主要成分为二氧化硅和Cr3+，二氧化硅是玻璃的组成成分，因此本着色剂即可以为玻璃提供硅源，又可以为玻璃提供Cr3+。本专利技术还提供了一种屏蔽紫外线的绿色玻璃的制备方法，该方法是：先按照上述方法得到绿色着色剂，然后以该绿色着色剂作为玻璃着色剂，与其他原料混合制得屏蔽紫外线的绿色玻璃。上述玻璃制备方法中，除了着色剂，其他玻璃原料、玻璃制备工艺均可以采用现有技术中公开的内容。上述玻璃制备方法中，因为该绿色着色剂可以提供二氧化硅，可以代替全部或部分硅砂，所以Cr3+在氨基功能化改性硅砂中的含量也可以有较大的范围，当Cr3+含量较低时，绿色着色剂的使用量可以高一些，纯硅砂的使用量相对低一些，当Cr3+含量较高时，绿色着色剂的使用量可以低一些，纯硅砂的使用量相对高一些。使用本专利技术提供的绿色着色剂得到的玻璃为人们日常使用习惯的绿色，颜色稳定，且经过实验验证，使用氨基功能化改性硅砂吸附Cr3+得到的绿色着本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种绿色着色剂的制备方法及所得产品，其特征是包括以下步骤：（1）在25‑80℃下，将十六烷基三甲基溴化铵与硅砂在水中混合，然后加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性，再滴入正硅酸四乙酯进行反应，使正硅酸四乙酯水解形成的二氧化硅包覆在硅砂表面；（2）反应后洗涤、过滤反应液，将沉淀干燥；（3）将干燥的沉淀直接煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，得多孔二氧化硅改性硅砂；或者再重复（1）和（2）的步骤2‑4次，对硅砂进行多次二氧化硅包覆，多次包覆后的硅砂经干燥、煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，得多孔二氧化硅改性硅砂；（4）将上述多孔二氧化硅改性硅砂、含氨基的硅烷和甲苯混合，在80‑115℃回流反应，反应后将所得产品洗涤、烘干，得氨基功能化改性硅砂；（5）将上述氨基功能化改性硅砂与含Cr3+的废水或Cr3+的水溶液混合，使氨基功能化改性硅砂中吸附玻璃着色所需量的Cr3+，所得吸附有Cr3+的氨基功能化改性硅砂即为绿色着色剂。
【技术特征摘要】
1.一种绿色着色剂的制备方法及所得产品，其特征是包括以下步骤：
（1）在25-80℃下，将十六烷基三甲基溴化铵与硅砂在水中混合，然后加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性，再滴入正硅酸四乙酯进行反应，使正硅酸四乙酯水解形成的二氧化硅包覆在硅砂表面；
（2）反应后洗涤、过滤反应液，将沉淀干燥；
（3）将干燥的沉淀直接煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，得多孔二氧化硅改性硅砂；或者再重复（1）和（2）的步骤2-4次，对硅砂进行多次二氧化硅包覆，多次包覆后的硅砂经干燥、煅烧除去十六烷基三甲基溴化铵，得多孔二氧化硅改性硅砂；
（4）将上述多孔二氧化硅改性硅砂、含氨基的硅烷和甲苯混合，在80-115℃回流反应，反应后将所得产品洗涤、烘干，得氨基功能化改性硅砂；
（5）将上述氨基功能化改性硅砂与含Cr3+的废水或Cr3+的水溶液混合，使氨基功能化改性硅砂中吸附玻璃着色所需量的Cr3+，所得吸附有Cr3+的氨基功能化改性硅砂即为绿色着色剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1）中，十六烷基三甲基溴化铵：水：正硅酸四乙酯：硅砂的用量比为：0.5g-1.1g：50-150ml：2-6ml：4-10g。
3.据权利要求1所述的制备方法，其特征是：当氢氧化钠溶液的浓度为0.3mol/L时，氢氧化钠溶液与水的体积比为3：5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘世权，亓玲，陶文宏，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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