CN101585717B - 骨质瓷用高耐酸耐碱性无铅镉熔块釉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷釉料，尤其是一种用于生产高品质无铅骨质瓷产品的骨质瓷用高耐酸耐碱性无铅熔块釉。该高耐酸碱无铅熔块釉的化学重量百分组成为：SiO 2 58.0～66.0％、Al 2O 3 10.0～15.0％、TiO 2 0.0～1.0％、CaO 0.5～2.0、MgO 0.0～1.0％、K 2O 2.0～6.0％，Na 2O 2.0～6.0％、Li 2O 2.0～6.0％、B 2O 3 15.0～25.0％。本发明的高耐酸碱无铅熔块釉其原料组成中不含有任何铅、镉以及锌、钡、铋等重金属元素组分，加入了一定量的碱金属氧化物、TiO 2和硼酸。组成简单，科学合理，易于实施；坯釉适应性好，特别适合于国内窑炉温差过大的特点；烧成后的成品瓷釉面细腻、光润、平整、光泽度好；釉面耐腐蚀性强，不易失光，不结垢，易清洗；对贴花印纸的适应性好，机械强度高，热震稳定性好，经检测热震稳定性达到180℃-20℃水中热交换5块一次未裂，特别适应于餐具洗碗机中的使用；瓷釉中铅、镉以及锌、钡、铋等重金属含量为零，彻底解决了高档骨质瓷的耐酸碱性差及含铅、镉等重金属问题。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷釉料，尤其是一种用于生产高品质无铅骨质瓷产品的骨质瓷用高耐酸耐碱无铅熔块釉。
技术背景
骨质瓷是世界公认的高档瓷种。长期以来，生产骨质瓷的瓷釉都是使用含有铅的熔块釉，这是由于含铅釉料具有易熔解、流动性好，热膨胀系数小，热震稳定性好，机械强度大等特点，铅等重金属元素经过一定的工艺烧制，可使陶瓷表面鲜艳明快、线条清晰。但是，陶瓷制品在人们的日常使用过程中不可避免地受到酸、碱的腐蚀导致其中的微量重金属元素如铅等的溢出。然而铅对人体是极其有害的，国标GB 12651-2003规定，与食物接触的陶瓷制品铅的溶出量允许极限是5ppm以下，是国家强制性标准。随着生活水平的不断提高，伴随餐具洗碗机使用普及的同时，人们对健康的意识也愈来愈强，日用陶瓷铅的危害已引起人们的高度重视。适应现代生活的需求，开发研究既耐酸碱性与又具有抗冲洗特性的无铅陶瓷釉已成为当务之急。
随着人们生活水平和质量的不断提升，陶瓷产品的绿色环保和对人体健康影响等问题更加备受关注和重视，我国陶瓷色釉料专利“骨瓷用高光泽度无铅釉---发明专利申请号：CN200410035601.2”、“骨质瓷用无铅熔块釉---发明专利申请号：CN200710001089.3”、“高级日用瓷无铅熔块釉---发明专利申请号：CN200410035601.2”、“适用于二次烧成用的无铅熔块釉---发明专利申请号：200610044877”、“无铅无锌透明熔块釉---发明专利申请号：CN03131509.7”、“一种高光泽无公害陶瓷装饰材料用熔剂的制备方法(无铅无镉无锌)---发明专利申请号：200610084333”等专利均围绕了“无铅”这一绿色环保中心。但对瓷釉的化学稳定性即耐酸碱性问题都没有予以足够的重视，在配方的设计上更没有对瓷釉的化学稳定性进行研究与探讨。
瓷釉的化学性能，更确切地说瓷层的化学性能在很大程度上决定陶瓷制品的使用范围，决定产品的质量和使用寿命。作为盛煮食品的陶瓷制品要求能抵抗食用酸的作用；随着生活水平的不断提高，餐具洗碗机和洗涤剂使用的普及，(洗涤剂主要成分为碳酸钠、多聚磷酸钠、硅酸钠和一些表面活性剂，属强碱性物质。)对日用陶瓷制品要求能抵抗碱的作用。也就是说，对日用陶瓷制品既要具备耐酸性能又要具有耐碱性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组成简单，釉面质量好的全新的骨质瓷用高耐酸碱性无铅熔块釉。
本发明所述的高耐酸碱无铅熔块釉，其化学组成(wt％)为：SiO2 58.0～66.0％、Al2O310.0～15.0％、TiO2 0.0～1.0％、CaO 0.5～2.0、MgO 0.0～1.0％、K2O 2.0～6.0％，Na2O 2.0～6.0％、Li2O 2.0～6.0％、B2O3 15.0～25.0％。
本发明所述的高耐酸碱无铅熔块釉，由以下重量百分的原料配制而成：石英25.0～35.0％、钾长石25.0～35.0％、氧化铝2.0～6.0％、二氧化钛0.0～2.0％、硼酸20.0～30.0％、石灰石0.5～3.0％、煅烧滑石0.5～3.0％、碳酸锂3.0～8.0％、碳酸钠2.0～8.0％。
本发明的高耐酸碱无铅熔块釉其原料组成中不含有任何铅、镉以及锌、钡、铋等重金属组分，加入了一定量的碱金属氧化物、TiO2和硼酸。烧成后的成品瓷釉面细腻、光润、平整、光泽度好；釉面光泽不易脱落，不留污啧，易清洗。
釉料制备首先需要熔制熔块，然后再将熔制好的熔块和一定比例的水及其它分散剂研磨制备釉浆。本研究选用钾长石引入氧化钾，硼酸引入三氧化二硼，煅烧滑石引入氧化镁，其他原料的选用与通常的相同，本发明所用原料的化学组成见表1.上述原料组分中矿物原料的化学组成见表1，化工原料的纯度为98％以上。
表1原料化学重量组成表(wt％)
第一步，将原料按熔制熔块的重量百分比配制混合料，按通常熔制熔块的工艺制度熔解配合料，制备熔块。熔化温度为1300-1400℃，熔制时间为40-70分钟。
第二步，将制得的熔块在球磨机中加一定量的介质水及分散剂CMC研磨制成釉浆。釉浆粒度控制在10μm以下粒径的颗粒占80～85％。
本发明釉料按常规的日用瓷生产工艺及操作制度使用即可。釉浆施于经素烧过的素坯上，再于釉烧条件下烧制，即得到成品。
本发明的高耐酸碱无铅熔块釉其组成简单，科学合理，易于实施；坯釉适应性好，特别适合于国内窑炉温差过大的特点；烧成后的成品瓷釉面细腻、光润、平整、光泽度好；耐酸碱性强，不易失光，不结垢，易清洗，对贴花印纸的适应性好，机械强度高，热震稳定性好，特别适应于餐具洗碗机中的使用；瓷釉中铅、镉以及锌、钡、铋等重金属元素含量为零，彻底解决了高档骨质瓷的耐酸碱性差及含铅问题。
长期以来，生产骨质瓷的瓷釉都是使用含有铅的熔块釉，这是由于含铅釉料具有易熔解、流动性好，热膨胀系数小，热震稳定性好，机械强度大等特点，铅等重金属元素经过一定的工艺烧制，可使陶瓷表面鲜艳明快、线条清晰。随着人们对自身健康要求和环保意识越发的增强，铅的使用已部分得到控制，取而代之的是使用锌、钡、锶、铋等重金属元素。这些元素本身也具有一定的毒性，而且这些物质的使用极大的影响釉面的化学稳定性，使釉面的耐腐蚀性降低。
瓷釉耐酸碱的性能，与瓷釉的化学组成有十分密切的关系。碱金属化合物对瓷釉的耐酸性能影响最大，且K2O＞Na2O＞Li2O，所以用Li2O来代替部分K2O和Na2O则会改善瓷釉耐酸性能。一般四价氧化物如SiO2、TiO2等能提高瓷釉的化学稳定性，增强瓷釉的耐腐蚀性。二价金属氧化物中，BaO对瓷釉的耐碱性能破坏最强烈，MgO和CaO次之【非专利参考文献1】。
基于以上理论，本研究的组成配比中选用了耐酸性极强的TiO2(其耐酸因子为2.15)【非专利参考文献2】代替部分PbO(其耐酸因子为0.1)；用B2O3(其耐酸因子为0.19)来代替部分Pb；用Li2O(其耐酸因子为-0.4)来代替部分K2O(其耐酸因子为-1.1)和Na2O(其耐酸因子为-1.0)；减少二价金属氧化物的使用。提高SiO2、Al2O3和B2O3的使用量，以达到高耐酸碱之目的。
【非专利参考文献1】：《陶瓷器的釉科学》，高島广夫著；日本内田老鹤圃发行所，1994。
【非专利参考文献2】：《搪瓷学》，邵规贤，芶文彬，闻瑞昌等编著；轻工业出版社，1983。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
实施例1所述的高耐酸碱无铅熔块釉，由以下重量百分的原料配制而成：
石英28.0％、钾长石30.0％、氧化铝4.0％、二氧化钛0.5％、硼酸25.5.0％、石灰石2.0％、煅烧滑石1.0％、碳酸锂5.0％、碳酸钠4.0％。
将各配合料混合均匀，在1340-1350℃的熔块炉中熔解，经水淬制得熔块。然后将熔块在球磨机中，以水为介质室温磨制成釉浆，釉浆细度控制在10μm以下粒径的颗粒占81-83％。
将制得的釉浆施于经素烧的高档骨质瓷素坯上，在1100-1150℃的温度下烧成，得到高品质骨质瓷产品。产品的瓷釉面细腻、光润、平整、光泽度好。同时，经实验证实，产品铅、镉以及锌、钡、铋含量均为零；釉面耐腐蚀性强，不易失光，不结垢，易清洗；对贴花印纸的适应性好，机械强度高，热震稳定性好，特别适应于餐具洗碗机中的使用。
实施例2
实施例2所述的高耐酸碱无铅熔块釉，由以下重量百分的原料配制而成：
石英29.5％、加长石27.0％、氧化铝3.5％、二氧化钛1.0％、硼酸26.0％、石灰石1.5％、煅烧滑石2.0％、碳酸锂5.0％、碳酸钠4.5％。
将各配合料混合均匀，在1350-1360℃的熔块炉中熔解，经水淬制的熔块。然后将熔块在球磨机中，以水为介质室温磨制成釉浆，釉浆细度控制在10μm以下粒径的颗粒占82.0-84.0％。
将制得的釉浆施于经素烧的高档骨质瓷素坯上，在1120-1170℃的温度下烧成，得到高品质骨质瓷产品。产品的瓷釉面细腻、光润、平整、光泽度好。同时，经实验证实，产品铅、镉以及锌、钡、铋含量均为零；釉面耐腐蚀性强，不易失光，不结垢，易清洗；对贴花印纸的适应性好，机械强度高，热震稳定性好，特别适应于餐具洗碗机中的使用。
实施例3
实施例3所述的高耐酸碱无铅熔块釉，由以下重量百分的原料配制而成：
石英31.0％、钾长石31.5.0％、氧化铝3.0％、二氧化钛0.5％、硼酸24.0％、石灰石1.0％、煅烧滑石1.5％、碳酸锂4.5％、碳酸钠3.0％。
将各配合料混合均匀，在1350-1360℃的熔块炉中熔解，经水淬制的熔块。然后将熔块在球磨机中，以水为介质室温磨制成釉浆，釉浆细度控制在10.0μm以下粒径的颗粒占82.0-84.0％。
将制得的釉浆施于经素烧的高档骨质瓷素坯上，在1110-1160℃的温度下烧成，得到高品质骨质瓷产品。产品的瓷釉面细腻、光润、平整、光泽度好。同时，经实验证实，产品铅、镉以及锌、钡、铋含量均为零；釉面耐腐蚀性强，不易失光，不结垢，易清洗；对贴花印纸的适应性好，机械强度高，热震稳定性好，特别适应于餐具洗碗机中的使用。
各实施例的化学组成见表2.
表2实施例的化学重量百分组成表(wt％)
Claims (2)
1.一种骨质瓷用高耐酸碱无铅熔块釉，其特征在于，该高耐酸碱无铅熔块釉的化学组成(wt％)为：SiO2 58.0～66.0％、Al2O3 10.0～15.0％、TiO2 0.0～1.0％、CaO 0.5～2.0、MgO0.0～1.0％、K2O 2.0～6.0％，Na2O 2.0～6.0％、Li2O 2.0～6.0％、B2O315.0～25.0％；该骨质瓷用高耐酸碱无铅熔块釉的原料组分及重量百分比组成为：石英25.0～35.0％、钾长石25.0～35.0％、氧化铝2.0～6.0％、二氧化钛0.0～2.0％、硼酸20.0～30.0％、石灰石0.5～3.0％、煅烧滑石0.5～3.0％、碳酸锂3.0～8.0％、碳酸钠2.0～8.0％。
2.根据权利要求1所叙述的一种骨质瓷用高耐酸碱无铅熔块釉，按权利要求1的重量组成百分比称量、混合，其热处理条件为在1300-1400℃条件下熔制40-70分钟。
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