CN105776861B - 一种卫生陶瓷大红纳米釉浆及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫生陶瓷大红纳米釉浆料及其制备方法和应用，其具体组成如下：以水为介质，其中含有20～25％的长石、40～45％的石英、16～20％的碳酸钙、2～3％的白云石、3～5％的氧化锌、2～4％的高岭土、2～5％的纳米锆、3.5～6％的纳米氧化铝、9～12％的060大红发色材料、1～3％的Z309枣红色发色材料和适量陶瓷用CMC。本发明耐高温，经受得住长时间、高温的煅烧，使得卫生陶瓷大红纳米釉在卫生陶瓷生产中应用成为现实，避免在高温煅烧后出现颜色发黑，色素挥发等缺陷。

Description

一种卫生陶瓷大红纳米釉浆及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于卫生陶瓷技术领域，具体涉及一种卫生陶瓷大红纳米釉浆及其制备方法和应用。
背景技术
中国红釉料在低温快烧、多次烧陶瓷生产中已经有所应用，但在卫生陶瓷生产过程中，由于其特殊的造型结构及苛刻的烧成制度，烧成温度高达1250度、烧成周期时间长达16-20小时，造成颜色失真甚至失色、表面光泽度差、釉面不平整光滑等问题。自上世纪九十年代初以来，业内人员一直在研究中国红色釉在卫生陶瓷中的应用并发表一些相关论文但鲜见成熟产品出现。市面上也出现了一些产品，但是要么颜色不纯，要么采用非陶瓷材料，这与纯陶瓷材料在耐磨性、抗污性、使用寿命、环保等方面具有较大的差距。因此，研发成熟的陶瓷高温中国红色釉技术，并应用于卫生陶瓷生产中是业内专业人员的目标之一。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种卫生陶瓷大红纳米釉浆料。
本发明的另一目的在于提供上述卫生陶瓷大红纳米釉浆料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述卫生陶瓷大红纳米釉浆料的应用。
本发明的具体技术方案如下：
一种卫生陶瓷大红纳米釉浆料，其具体组成如下：以水为介质，其中含有20～25％的长石、40～45％的石英、16～20％的碳酸钙、2～3％的白云石、3～5％的氧化锌、2～4％的高岭土、2～5％的纳米锆、3.5～6％的纳米氧化铝、9～12％的060大红发色材料、1～3％的Z309枣红色发色材料和适量陶瓷用CMC(羟甲基纤维素钠)。
纳米原料可稳定包裹型大红色料中的锆英石晶体在高温中不易分解，从而隔断空气的氧化作用，阻滞大红色料的挥发，使大红色料在高温下发色稳定纯正，色泽鲜艳。
SiO2的主要作用是生成中国红色釉的玻璃质的主要组分，提高釉的熔融温度和粘度，并减少釉的膨胀系数。釉中SiO2能提高釉的力学强度、硬度、耐磨性、耐侵蚀性等。
长石的主要作用是作为熔剂性原料，也是釉料的主要成分。
ZnO的主要作用是起助熔作用，能够降低中国红纳米釉的膨胀系数，提高产品的热稳定性，同时能增加釉面的光泽，提高釉的弹性，在扩大熔融范围的同时能够增加釉色的光彩。
高岭土在釉料中的作用主要是提高中国红釉的悬浮性，使釉不易产生沉淀，提高釉的熔融温度。
碳酸钙能增大釉的折射率，因而提高红釉的光泽度，并能改善釉的透光性。
在本发明的一个优选实施方案中，通过二次投料技术制得，浓度为350+2g/200mL，浆温为30±5℃，粘性V0为60±5s/100mL，屈服值为15±4，
在本发明的一个优选实施方案中，所述碳酸钙的含量为16～18％。
一种上述卫生陶瓷大红纳米釉浆料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将水、长石、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌、高岭土、纳米锆、纳米氧化铝和陶瓷用CMC进行配料后，投入球磨机中球磨，当粒度达到10μm占比60～65％时，球磨结束，得基础釉浆；
(2)在上述基础釉浆中添加060大红发色材料和Z309枣红色发色材料，继续进行球磨，当粒度达到10μm占比65～70％时进行放浆出磨并过180目筛精制、调制后，继续搅拌均匀，即得所述卫生陶瓷大红纳米釉浆料。
一种上述卫生陶瓷大红纳米釉浆料的应用，包括如下步骤：
(1)制备卫生陶瓷素坯；
(2)将所述卫生陶瓷大红纳米釉浆料喷涂于上述卫生陶瓷素坯表面，并于干燥窑内干燥至含水率1.5％以下，得到大红纳米釉卫生陶瓷白坯；
(3)将上述大红纳米釉卫生陶瓷白坯置于含水率1.5％以下的同步收缩垫上，于1230～1300℃的隧道窑中烧制16h～20h，即得卫生陶瓷产品。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)包括：
a、按坯体的组份重量百分比称取原料组分：二氧化硅60～65％，三氧化二铝20～23％，氧化钙0～1％，氧化镁0～0.8％，氧化钾2～4％，氧化钠0.1～0.5％，氧化铁+二氧化钛1～2％，其余辅助原料1～2.5％，其余辅助原料包括碱面、水玻璃、白云石；将含有上述各原料组分或含有上述各原料组分的脊性原料、可塑性粘土原料和其余辅助原料混合，加入适量的水经球磨细碎，当粒度达到10μm占比67～72％时进行放浆出磨再经除铁、过筛、精制和陈腐制成泥浆；
b、将上述泥浆于石膏模型中进行注浆，经吃浆、巩固、脱模后在温度25～55℃、湿度5～75％的条件干燥至含水率在5％以下，即得所述卫生陶瓷素坯。
进一步优选的，所述泥浆的浓度为353±1g/200mL，粒度(＜10μm)为60±1.5，粘性V0为50±3s/100mL，粘性V30为88±5s/100mL，屈服值为12±2。
本发明的有益效果是：
1、本发明的卫生陶瓷大红纳米釉浆料中的纳米原料存在的小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应等基本特性，这些材料特性使得纳米原料有着传统材料无法比拟的独特性能和极大的工艺应用价值。市场上较成熟的大红色料为了稳定发色均是以ZrSiO4包裹发色晶体，但尽管如此，这种包裹型的大红色料在长时间的高温烧成中呈色也非常不稳定。由于卫生陶瓷的高温(1250℃)，长时(16-20小时)的特点，且在1250℃保温1h以上，所以，在卫生陶瓷生产中，不易烧制出纯正的中国大红色釉，极易氧化而发黑。本发明在釉料制作过程中通过配方设计，使其兼容纳米原料。因为纳米材料的加入，可稳定包裹型大红色料中的锆英石晶体在高温中不易分解，从而隔断空气的氧化作用，阻滞大红色料的挥发，使大红色料在高温下发色稳定纯正，避免在高温煅烧后出现颜色发黑，色素挥发等缺陷。其产品釉面色值如下：L值(明度)：46～50，a(红)：46～50，b(黄)：16～20，产品釉面颜色均匀、光泽度高、色泽鲜艳。
2、本发明的卫生陶瓷大红纳米釉浆料的特定的物理性能保证其在喷涂过程中的顺利实施，适用于制造坐便器、面盆等多种卫生陶瓷产品。
3、本发明的卫生陶瓷大红纳米釉浆料采用纯生料基础釉，不含铅、硼等易渗出有害材料，并引进先进纳米材料，釉面更光滑平整，发色更稳定纯正。
4、本发明的卫生陶瓷大红纳米釉浆料的制备方法采用二次投料技术，保证烧后大红色泽的纯正鲜艳。
5、本发明能够应用于现有的卫生陶瓷生产工艺，使大红色发色对隧道窑烧成气氛温度的敏感度大大降低，易于实现产业化规模。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
如图1所示，包括如下步骤：
(1)制备卫生陶瓷素坯：包括：
a、按坯体的组份重量百分比称取原料组分：SiO2 60～65％，Al2O3 20～23％，CaO0～1％，MgO 0～0.8％，K2O 2～4％，Na2O 0.1～0.5％，Fe2O3+TiO2 1～2％，其余辅助原料1～2.5％，其余辅助原料包括碱面、水玻璃、白云石；将含有上述各原料组分或含有上述各原料组分的脊性原料、可塑性粘土原料和其余辅助原料混合，加入适量的水经球磨细碎，当粒度达到10μm占比67～72％时进行放浆出磨再经除铁、过筛、精制和陈腐制成泥浆(浓度为350±2g/200mL，浆温为30±5℃，粘性V0为60±5s/100mL，粘性V30为110±5s/100mL，屈服值为15±4)；
b、将上述泥浆于石膏模型中进行注浆，经吃浆、巩固、脱模后在温度25～55℃、湿度5～75％的条件干燥至含水率在5％以下，即得所述卫生陶瓷素坯；
(2)制备卫生陶瓷大红纳米釉浆料：
a、将水、长石、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌、高岭土、纳米锆、纳米氧化铝和陶瓷用CMC进行配料后，投入球磨机中球磨，当粒度达到10μm占比60～65％时，球磨结束，得基础釉浆；
b、在上述基础釉浆中添加060大红发色材料和Z309枣红色发色材料，继续进行球磨，当粒度达到10μm占比65～70％时进行放浆出磨并过180目筛精制、调制后，继续搅拌均匀，即得所述卫生陶瓷大红纳米釉浆料(浓度为350±2g/200mL，浆温为30±5℃，粘性V0为60±5s/100mL，屈服值为15±4)；
上述各组分的具体配比如下：以水为介质，其中含有20～25％的长石、40～45％的石英、16～20％的碳酸钙、2～3％的白云石、3～5％的氧化锌、2～4％的高岭土、2～5％的纳米锆、3.5～6％的纳米氧化铝、9～12％的060大红发色材料、1～3％的Z309枣红色发色材料和适量陶瓷用CMC；
(3)将所述卫生陶瓷大红纳米釉浆料用压缩空气喷枪喷涂于上述卫生陶瓷素坯表面，并于干燥窑内干燥至含水率1.5％以下，得到大红纳米釉卫生陶瓷白坯；
(4)将上述大红纳米釉卫生陶瓷白坯置于含水率1.5％以下的同步收缩垫上，于1230～1300℃的隧道窑中烧制16h～20h，即得卫生陶瓷产品。
实施例2
根据实施例1的技术方案，按表1的配方的化学组成成分选取相应比例的高岭土、水洗瓷土、水洗球土、钾长石、硬质高岭土、叶腊石等进行配料；再加入适量的水经球磨破碎成粒度达到10μm占比67％～70％时进行放浆出磨经除铁、过筛、精制、陈腐制成性能优良的泥浆，后于石膏模型中进行注浆。经吃浆、巩固、脱模后在温度(25～55)℃、湿度(5～75)％的干燥房内干燥至含水率在5％以下，即得卫生陶瓷素坯。
表1坯体配方化学组成成分表(重量百分比，％)
组分 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> K<sub>2</sub>O CaO Na<sub>2</sub>O MgO 烧失
1# 63.29 22.87 0.80 0.56 2.77 0.73 0.34 0.64 7.9
2# 63.12 22.89 0.71 0.51 2.69 0.76 0.31 0.61 7.9
3# 62.99 23.00 0.75 0.60 2.58 0.65 0.42 0.67 7.8
4# 63.51 22.64 0.66 0.55 2.71 0.61 0.35 0.56 8.0
按表2的釉料配方化学组成成分选取相应比例的石英、方解石、白云石、钾长石、氧化锌、纳米材料锆、氧化铝等进行配料，根据实施例1的技术方案制作卫生陶瓷大红纳米釉浆料：
表2高温中国红纳米釉配方化学组成成分表(重量百分比，％)
组分 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> K<sub>2</sub>O CaO Na<sub>2</sub>O MgO 烧失
1# 60.44 8.21 0.29 0.49 2.21 3.99 0.55 0.74 8.53
2# 60.11 8.30 0.26 0.44 2.19 3.96 0.61 0.77 8.48
3# 61.12 8.07 0.27 0.46 2.22 3.97 0.66 0.75 8.51
4# 60.93 8.25 0.28 0.45 2.21 3.96 0.63 0.96 8.49
根据实施例1的技术方案，将上述各组卫生陶瓷大红纳米釉浆料用压缩空气喷枪喷涂于上述相应的各组卫生陶瓷素坯表面，施釉量为7mm～9mm，经过干燥窑，进入128米长隧道窑烧制，最高烧成温度1240～1250℃，时间960～1200分钟，经过品检工序，最后制得高温中国红纳米釉产品，且产品颜色稳定，窑炉各部位的发色一致无色差，颜色鲜艳夺目、亮丽如镜、颜色纯正、润泽光亮、灿若朝阳、装饰效果及艺术美感强。经检测产品各项指标如下表3：
表3产品质量检验结果
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种卫生陶瓷大红纳米釉浆料，其特征在于：通过二次投料技术制得，浓度为350±2g/200mL，浆温为30±5℃，粘性V0为60±5s；其具体组成按重量百分比如下：以水为介质，其中含有20~25%的长石、40~45%的石英、16~20%的碳酸钙、2~3%的白云石、3~5%的氧化锌、2~4%的高岭土、2~5%的纳米锆、3.5~6%的纳米氧化铝、9~12%的060大红发色材料、1~3%的Z309枣红色发色材料和适量陶瓷用羟甲基纤维素钠。
2.如权利要求1所述的卫生陶瓷大红纳米釉浆料，其特征在于：所述碳酸钙的含量为16~18%。
3.一种权利要求1或2所述的卫生陶瓷大红纳米釉浆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将水、长石、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌、高岭土、纳米锆、纳米氧化铝和陶瓷用羟甲基纤维素钠进行配料后，投入球磨机中球磨，当粒度达到10μm占比60~65%时，球磨结束，得基础釉浆；
（2）在上述基础釉浆中添加060大红发色材料和Z309枣红色发色材料，继续进行球磨，当粒度达到10μm占比65~70%时进行放浆出磨并过180目筛精制、调制后，继续搅拌均匀，即得所述卫生陶瓷大红纳米釉浆料。
4.一种权利要求1或2所述的卫生陶瓷大红纳米釉浆料的应用，其特征在于：包括如下步骤：
（1）制备卫生陶瓷素坯；
（2）将所述卫生陶瓷大红纳米釉浆料喷涂于上述卫生陶瓷素坯表面，并于干燥窑内干燥至含水率1.5%以下，得到大红纳米釉卫生陶瓷白坯；
（3）将上述大红纳米釉卫生陶瓷白坯置于含水率1.5%以下的同步收缩垫上，于1230~1300℃的隧道窑中烧制16h~20h，即得卫生陶瓷产品。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于：所述步骤（1）包括：
a、按坯体的组分重量百分比称取原料组分：SiO2 60~65%，Al2O3 20~23%，CaO 0~1%，MgO0~0.8%，K2O 2~4%，Na2O 0.1~0.5%，Fe2O3+TiO2 1~2%，其余辅助原料1~2.5%，其余辅助原料包括碱面、水玻璃、白云石；将含有上述各原料组分或含有上述各原料组分的脊性原料、可塑性粘土原料和其余辅助原料混合，加入适量的水经球磨细碎，当粒度达到10μm占比67~72%时进行放浆出磨再经除铁、过筛、精制和陈腐制成泥浆；
b、将上述泥浆于石膏模型中进行注浆，经吃浆、巩固、脱模后在温度25~55℃、湿度5~75%的条件干燥至含水率在5%以下，即得所述卫生陶瓷素坯。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：所述泥浆的浓度为353±1g/200mL，粒度<10μm为60±1.5，粘性V0为50±3s，粘性V30为88±5s。
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