CN102992812A - 一种微晶增强透明无铅熔块釉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微晶增强透明无铅熔块釉极其制备方法，属于陶瓷釉料加工领域。本发明制备的微晶增强透明无铅熔块釉，其化学成分质量百分比组成为：SiO2 45.0～55.0%、Al2O3 5.0～7.0%、Fe2O3 0.1～0.2%、CaO 2.0～11.0%、MgO 1.0～1.5%、K2O 2.0～4.0%、Na2O 0.5～2.0%、Li2O 0～3.0%、ZnO 7.0～9.0%、BaO 3.0～5.0%、SrO 2.0～2.6%、B2O3 5.0～10.0%、ZrO2 3.0～6.0%、La2O3 0～1.0%。采用碱金属、碱土金属和少量的稀土元素的复合熔剂代替熔块釉中的铅元素，铅溶出量为零，彻底解决了骨质瓷为代表的高档日用瓷中铅对人体的危害，制备得到的产品釉面光泽度好，透明度高，热稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷釉料加工技术领域，涉及一种微晶增强透明无铅熔块釉极其制备方法。
背景技术
以骨质瓷、滑石瓷、高石英瓷等为代表的高级日用细瓷以其美丽的外观和良好的内在性能，深受人们的喜爱。这些陶瓷普遍采用二次烧成工艺，即高温素烧、低温釉烧。
作为这些材质的釉料，过去大都使用含铅的熔块釉，含铅熔块釉具有光泽度高、熔融温度低、烧成范围宽、折射率高、成本低等优点，含铅低温熔块釉得到广泛的应用。但是，含铅熔块釉有一定的铅溶出,随着人们生活水平的不断提高，对健康、环境的日益深度关注，对陶瓷釉料生产提出了更高的要求，许多国家纷纷制定更为严格的标准限制铅镉等重金属元素的使用。制备出不使用铅的熔块釉，既保护了人们的健康，也改善了生产环境，从根本上消除了铅的各种危害，具有广阔的应用前景。
近年来，部分企业一直在进行无铅熔块的研究，取得了一些成果，但普遍存在釉烧温度高，釉面硬度低或光泽度差等问题。尤其是以骨质瓷为代表的高档日用陶瓷的二次烧成（低温釉烧）产品普遍存在釉面硬度低、热稳定性不够好等问题，满足不了西餐具对釉面硬度性能的要求。所以在低温下制备高硬度、热稳定性良好的无毒无害熔块釉是当务之急。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种微晶增强透明无铅熔块釉及其制备方法，采用无铅复合熔剂及结晶剂物料组合，是一种适合多瓷种的釉料体系的低温高硬度透明无铅熔块釉。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种微晶增强透明无铅熔块釉，以质量分数计，包括以下组份：SiO245.0～55.0%、Al2O3 5.0～7.0%、Fe2O3 0.1～0.2%、CaO 2.0～11.0%、MgO 1.0～1.5%、K2O 2.0～4.0%、Na2O 0.5～2.0%、Li2O 0～3.0%、ZnO 7.0～9.0%、BaO 3.0～5.0%、SrO 2.0～2.6%、B2O3 5.0～10.0%、ZrO2 3.0～6.0%、La2O3 0～1.0%。
一种微晶增强透明无铅熔块釉，以质量分数计，由以下原料组份烧制而成：
钾长石18～28%、滑石3～4%、硼砂0～7%、硼酸3～15%、碳酸锂0～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%。
进一步，所述以质量分数计，由以下原料组份烧制而成：
钾长石18～28%、滑石3.17～4%、硼砂1～7%、硼酸3～15%、碳酸锂2～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%。
一种微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，包括以下步骤：
以质量分数计，取以下原料组份并充分混合：
钾长石18～28%、滑石3～4%、硼砂0～7%、硼酸3～15%、碳酸锂0～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%；
混合均匀后，在1350～1450℃熔融，熔融时间为180～250min，然后经水淬后制得无铅熔块釉。
所述还以水为介质，加入悬浮剂聚丙烯酰胺，将无铅熔块釉在球磨机中球磨制成釉浆，釉浆细度控制在250目筛余的质量比为0.02～0.05%。
所述的悬浮剂聚丙烯酰胺的加入量为无铅熔块釉质量的0.15～0.25%。
所述还将釉浆施于经素烧的陶瓷素坯上，于1150～1180℃釉烧后得到陶瓷制品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的微晶增强透明无铅熔块釉，采用碱金属、碱土金属和少量的稀土元素的复合熔剂代替熔块釉中的铅元素，铅溶出量为零，彻底解决了骨质瓷为代表的高档日用瓷中铅对人体的危害，能够很好的适应以骨质瓷为代表的高档日用陶瓷坯体。
本发明提供的微晶增强透明无铅熔块釉，通过微晶玻璃增强技术，将釉浆施于坯体上后进行釉烧，在釉烧过程中釉面析出微小高硬度晶体，使釉面硬度得到提高，满足了西餐具对釉面硬度性能的要求。而且得到的产品釉面光滑平整，釉层析出的微晶尺寸大小为100nm～300nm，小于可见光波长（390nm～780nm），得到透明熔块釉，且釉面硬度≥630Kgf/mm2。
本发明提供的微晶增强透明无铅熔块釉，能够获得良好的釉面质量，烧成后的产品釉面光泽度好，透明度高，热稳定性好；而且克服陶瓷釉釉烧温度高的缺陷。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提供的微晶增强透明无铅熔块釉，采用碱金属、碱土金属和少量的稀土元素的复合熔剂代替熔块釉中的铅元素。为了更好的控制产品的质量，所制备熔块釉的各个原料的化学组成见表1，其中化工原料的纯度在98%以上。
表1 原料化学组成（wt%）
实施例1：
微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，包括以下步骤：
微晶增强透明无铅熔块釉，按质量百分比称取以下所需原料：钾长石18.06%、硼砂6.83%、滑石3.17%、硼酸3.23%、碳酸锂2%、碳酸锶3.03%、碳酸钙15.92%、氧化锌7%、碳酸钡4.53%、氢氧化铝4.18%、氧化镧0.5%、硅酸锆4.57%、石英28.42%；
将各组份原料混合均匀，在熔块炉中以1400℃的熔融温度熔融180min，经水淬后制得无铅熔块釉；
以水为介质，加入无铅熔块釉质量的0.15%的聚丙烯酰胺，将无铅熔块釉在球磨机中球磨制成釉浆，釉浆细度控制在万孔筛余（250目筛余）0.02～0.05%；
将釉浆施于经高温素烧的骨质瓷素坯上，然后经过烧成得到产品，釉烧温度为1150℃。得到的陶瓷产品釉面光滑平整，光泽度测试可达98%，釉层析出微小晶体，其尺寸大小为100nm～300nm，小于可见光波长（390nm～780nm），得到透明熔块釉，且釉面硬度≥630Kgf/mm2。
实施例2：
微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，包括以下步骤：
按质量百分比称取以下所需原料：钾长石20.06%、硼砂5%、滑石3.17%、硼酸8.97%、碳酸锂2%、碳酸锶3.03%、碳酸钙15.92%、氧化锌7%、碳酸钡4.53%、氢氧化铝1%、氧化镧0.5%、硅酸锆4.57%、石英24.25%；
将各组份原料混合均匀，在熔块炉中以1450℃的熔融温度熔融250min，经水淬后制得熔块；
以水为介质，加入加入无铅熔块釉质量的0.20%的聚丙烯酰胺，将熔块在球磨机中球磨制成釉浆，釉浆细度控制在万孔筛余0.02～0.05%。
将釉浆施于经高温素烧的骨质瓷素坯上，然后经过烧成得到产品，釉烧温度为1160℃。得到的产品釉面光滑平整，光泽度测试可达98%，釉层析出微小晶体，其尺寸大小为100nm～300nm，小于可见光波长（390nm～780nm），得到透明熔块釉，且釉面硬度≥630Kgf/mm2。
实施例3：
微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，包括以下步骤：
按质量百分比称取以下所需原料：钾长石25.06%、硼砂1%、滑石3.17%、硼酸14.65%、碳酸锂6%、碳酸锶3.03%、碳酸钙3.86%、氧化锌7%、碳酸钡4.53%、氢氧化铝1%、氧化镧0.5%、硅酸锆6.84%、石英26.15%；
将各组份原料混合均匀，在熔块炉中以1450℃的熔融温度熔融，经水淬后制得熔块；
以水为介质，加入无铅熔块釉质量的0.25%的聚丙烯酰胺，将熔块在球磨机中球磨制成釉浆，釉浆细度控制在万孔筛余0.02～0.05%。
将釉浆施于经高温素烧的骨质瓷素坯上，然后经过烧成得到产品，釉烧温度为1180℃。得到的产品釉面光滑平整，光泽度测试可达98%，釉层析出微小晶体，其尺寸大小为100nm～300nm，小于可见光波长（390nm～780nm），得到透明熔块釉，且釉面硬度≥630Kgf/mm2。
上述实施例1-3所制备的无铅熔块釉的化学组成如表2所示。
表2 实施例的化学组成（wt%）
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| SiO2 | 51.48 | 48.64 | 52.38 |
| Al2O3 | 6.71 | 5.94 | 6.81 |
| Fe2O3 | 0.09 | 0.11 | 0.12 |
| CaO | 10.66 | 10.81 | 2.56 |
| MgO | 1.22 | 1.24 | 1.18 |
| K2O | 2.79 | 3.13 | 3.69 |
| Na2O | 1.73 | 1.44 | 0.72 |
| Li2O | 0.96 | 0.97 | 2.75 |
| ZnO | 8.30 | 8.40 | 7.91 |
| BaO | 4.17 | 4.23 | 3.98 |
| SrO | 2.53 | 2.56 | 2.41 |
| B2O3 | 5.11 | 8.25 | 9.73 |
| ZrO2 | 3.64 | 3.69 | 5.20 |
| La2O3 | 0.59 | 0.60 | 0.56 |
Claims (8)
1.一种微晶增强透明无铅熔块釉，其特征在于，以质量分数计，包括以下组份：SiO2 45.0～55.0%、Al2O3 5.0～7.0%、Fe2O3 0.1～0.2%、CaO 2.0～11.0%、MgO 1.0～1.5%、K2O 2.0～4.0%、Na2O 0.5～2.0%、Li2O 0～3.0%、ZnO7.0～9.0%、BaO3.0～5.0%、SrO2.0～2.6%、B2O3 5.0～10.0%、ZrO2 3.0～6.0%、La2O3 0～1.0%。
2.一种微晶增强透明无铅熔块釉，其特征在于，以质量分数计，由以下原料组份烧制而成：
钾长石18～28%、滑石3～4%、硼砂0～7%、硼酸3～15%、碳酸锂0～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%。
3.如权利要求2所述的微晶增强透明无铅熔块釉，其特征在于，以质量分数计，由以下原料组份烧制而成：
钾长石18～28%、滑石3.17～4%、硼砂1～7%、硼酸3～15%、碳酸锂2～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%。
4.一种微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以质量分数计，取以下原料组份并充分混合：
钾长石18～28%、滑石3～4%、硼砂0～7%、硼酸3～15%、碳酸锂0～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%；
混合均匀后，在1350～1450℃熔融，熔融时间为180～250min，然后经水淬后制得无铅熔块釉。
5.如权利要求4所述的微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，其特征在于，以质量分数计，取以下原料组份并充分混合：
钾长石18～28%、滑石3.17～4%、硼砂1～7%、硼酸3～15%、碳酸锂2～6%、碳酸钙3～17%、氧化锌6～9%、碳酸钡2～6%、碳酸锶2～4%、氢氧化铝1～3%、氧化镧0.2～1%、石英20～30%、硅酸锆2～8%。
6.如权利要求4所述的微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，其特征在于，还以水为介质，加入悬浮剂聚丙烯酰胺，将无铅熔块釉在球磨机中球磨制成釉浆，釉浆细度控制在250目筛余的质量比为0.02～0.05%。
7.如权利要求4所述的微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，其特征在于，所述的悬浮剂聚丙烯酰胺的加入量为无铅熔块釉质量的0.15～0.25%。
8.如权利要求4所述的微晶增强透明无铅熔块釉的制备方法，其特征在于，还将釉浆施于经素烧的陶瓷素坯上，于1150～1180℃釉烧后得到陶瓷制品。
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