CN106145664B - 复合硅酸锆乳浊剂及其制备方法与应用 - Google Patents

复合硅酸锆乳浊剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合硅酸锆乳浊剂及其制备方法与应用，所述复合硅酸锆乳浊剂按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：锆英砂65％～84％，煅烧氧化铝1％～15％，低温熔块15％～30％；所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉25％～35％，磷灰石粉10％～20％，萤石粉2％～8％，碳酸钙10％～15％，硼砂15％～18％，氧化锌1％～8％，石英粉2％～8％。本发明复合硅酸锆乳浊剂的上釉L值基本在91以上，乳浊效果比较理想，降低了生产成本，且可使产品的放射性将得到有效的控制。

Description

复合硅酸锆乳浊剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及乳浊剂领域，特别是涉及一种复合硅酸锆乳浊剂及其制备方法与应用。
背景技术
目前瓷砖生料釉或卫浴生料釉为追求白度而大量加入硅酸锆，不仅使使瓷砖生料釉或卫浴生料釉生产成本高，釉高温粘度大，导致釉高温铺展性能差，造成产品缺陷的问题，同时容易造成陶瓷产品的放射性高，且二次析出的硅酸锆颗粒少，导致残余颗粒的乳浊作用不能完全发挥。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种复合硅酸锆乳浊剂及其制备方法与应用。
具体技术方案如下：
一种复合硅酸锆乳浊剂，按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂65％～84％，煅烧氧化铝1％～15％，低温熔块15％～30％；
所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉25％～35％，磷灰石粉10％～20％，萤石粉2％～8％，碳酸钙10％～15％，硼砂15％～18％，氧化锌1％～8％，石英粉2％～8％。
在其中一些实施例中，按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂70％～75％，煅烧氧化铝6％～10％，低温熔块17％～24％；
所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉30％～35％，磷灰石粉15％～20％，萤石粉5％～8％，碳酸钙11％～14％，硼砂15％～18％，氧化锌2％～6％，石英粉6％～8％。
在其中一些实施例中，按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂70％～71％，煅烧氧化铝6％～7％，低温熔块23～24％；
所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉34～35％，磷灰石粉17～19％，萤石粉6～7％，碳酸钙12～13％，硼砂15～17％，氧化锌3～5％，石英粉7～8％。
所述长石、磷灰石、萤石、石英均为陶瓷釉用原料。
本发明还公开上述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备低温熔块：将所述钾长石粉、磷灰石粉、萤石粉、碳酸钙、硼砂、氧化锌、石英粉混合后加热到1490～1510℃，保温0.9～1.1h，用水淬冷，得透明熔块，烘干待用，得所述低温熔块；
(2)将制备所述复合硅酸锆乳浊剂的物料按照上述的比例进行配料，投入到混料机内进行混合处理，搅拌均匀后，加入球磨机中，加水将所述物料研磨至粒径小于5um的颗粒，得浆料1；
(3)将所述浆料1卸料、搅拌，搅拌的同时先加水调节比重至1.5～1.6g/cm3，再加酸调节pH值为6～7进行酸洗漂白；再通过离心分级，得到所含的酸洗漂白后的所述物料的粒径为1.5±0.5um的浆料2，在所述浆料2中加入为所述浆料2质量的3～5‰的酸性絮凝剂，得浆料3；将所述浆料3依次经脱水增稠，中和，干燥，粉碎、包装，即得。
在其中一些实施例中，所述步骤(2)中所述水的添加量为所述物料总重量的49～51％。
在其中一些实施例中，所述步骤(3)中的脱水增稠为将所述浆料3脱水增稠至其比重为2～2.4g/cm3。
在其中一些实施例中，所述步骤(3)中的中和为将脱水增稠后的浆料3中和至pH值为6.5～7.5。
在其中一些实施例中，所述步骤(3)中的干燥为将中和后的浆料3干燥至含水率小于0.5％。
在其中一些实施例中，所述步骤(3)中的酸洗漂白时间为2～5h。
本发明还公开上述复合硅酸锆乳浊剂在制备瓷砖、洁具陶瓷和日用陶瓷的釉中的应用。
本发明相较技术的优点以及有益效果为：
(1)本发明复合硅酸高乳浊剂可以直接应用于瓷砖，洁具陶瓷和日用陶瓷的釉中，在釉中主要起乳浊增白作用。本发明复合硅酸高乳浊剂优选原料中的低温熔块包括磷灰石粉，萤石粉和硼砂，在釉烧成时可以降低釉中的粘度，使釉获得很好的铺展性能，另外也增加了硅酸锆在釉中的溶解度，减少硅酸锆残余颗粒的量，增加硅酸锆二次析出的机会。在釉冷却的过程中，由于釉中含有多种网络形成体，釉出现分相现象，导致有种出现不同的玻璃基质，由于折射率的差异使乳浊效果加强。少量氧化锌一方面起助熔作用，同时也能促进析晶。本发明复合硅酸锆乳浊剂的上釉L值基本在91以上，乳浊效果比较理想。
(2)本发明复合硅酸锆乳浊剂减少了约20％的锆英砂，降低了生产成本，且可使产品的放射性将得到有效的控制。
(3)使用本发明复合硅酸锆乳浊剂，可使产品的釉面光泽度高，平整度好，白度也达到使用要求。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。
本发明所用原料以及设备均为市售普通产品，其中：
锆英砂，商品名：ILUKA MB，购自澳大利亚；
煅烧氧化铝，商品名：Calcined Alumina，购自alteo；
钾长石粉，商品名：钾长石(特级)，购自佛山市翰远贸易有限公司；
磷灰石粉，商品名：磷灰石粉，购自佛山市森俊新型陶瓷材料有限公司；
萤石粉，商品名：浮选萤石粉，购自广昌县德安实业有限公司；
石英粉，商品名：石英粉，购自广州宏图矿业科技有限公司；
分散剂，商品名：聚丙烯酸钠，购自常熟高泰助剂有限公司；
离心涡流分级机，型号centrifuge 18*28L，购自美国Bird公司；
球磨机，型号QM2024*487，购自淄博启明星新材料有限公司。
以下实施例中的低温熔块为将1400公斤钾长石粉，720公斤磷灰石粉，260公斤萤石粉，500公斤碳酸钙，640公斤硼砂，160公斤氧化锌，320公斤石英粉混合后加热到1500℃，保温1h，用水淬冷得到透明熔块，烘干制得，然后再根据具体实施例所需要低温熔块的用量称取低温熔块进行配料。
实施例1
一种复合硅酸锆乳浊剂，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂3750公斤，煅烧氧化铝400公斤，低温熔块850公斤。
本实施例复合硅酸锆乳浊剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将上述所有物料投入到混料机内进行混合处理，搅拌均匀后，加入球磨机中，加2500公斤水进行研磨，并加入物料总量3wt％(150公斤)的分散剂聚丙烯酸钠，球磨25小时，将物料的粒径控制在小于5um，加适量水(在本实施例中为200公斤，在实际生产中加入适量水稀释至可以卸料即可)稀释以便于卸料，得浆料1；
(2)将步骤(1)所得浆料1卸料搅拌，搅拌的同时加水调节浆料1的常温比重至1.5g/cm3，以及加入40wt％的硝酸调节pH值为6进行酸洗漂白2h；
(3)离心分级：采用离心涡流分级机对步骤(2)所得产物进行离心分级处理，得到所含酸洗漂白后的物料的粒径为1.5±0.5um的浆料2，将浆料2储存在罐里，加入浆料2质量的3‰的酸性絮凝剂(聚丙烯酰胺)，使浆料中的物料絮凝下沉，得浆料3；
(4)脱水增稠：脱水增稠至浆料3的常温比重为2.2g/cm3；
(5)中和：加纯碱将步骤(4)所得产物中和至pH值为7；
(6)干燥：将步骤(5)所得产物进行干燥至含水量小于0.5％；
(7)粉碎：将步骤(6)所得产物粉碎至过325目筛后筛上剩余物的量小于产物总量的1wt％；
(8)包装，即得。
实施例2
一种复合硅酸锆乳浊剂，由包括以下组分的物料制备而成：
3500公斤锆英砂，500公斤煅烧氧化铝粉，1000公斤低温熔块。
本实施例复合硅酸锆乳浊剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将上述所有物料投入到混料机内进行混合处理，搅拌均匀后，加入球磨机中，加2500公斤水进行研磨，并加入物料总量5wt％(250公斤)的分散剂聚丙烯酸钠，球磨25小时，将物料的粒径控制在小于5um，加适量水(在本实施例中为200公斤，在实际生产中加入适量水稀释至可以卸料即可)稀释以便于卸料，得浆料1；
(2)将步骤(1)所得浆料1卸料搅拌，搅拌的同时加水调节浆料1的常温比重至1.6g/cm3，以及加入40wt％的硝酸调节pH值为7进行酸洗漂白2h；
(3)离心分级：采用离心涡流分级机对步骤(2)所得产物进行离心分级处理，得到所含酸洗漂白后的物料的粒径为1.5±0.5um的浆料2，将浆料2储存在罐里，加入浆料2质量的5‰的酸性絮凝剂(聚丙烯酰胺)，使浆料中的物料絮凝下沉，得浆料3；
(4)脱水增稠：脱水增稠至浆料3的常温比重为2.2g/cm3；
(5)中和：加纯碱将步骤(4)所得产物中和至pH值为7.5；
(6)干燥：将步骤(5)所得产物进行干燥至含水量小于0.5％；
(7)粉碎：将步骤(6)所得产物粉碎至过325目筛后筛上剩余物的量小于产物总量的1wt％；
(8)包装，即得。
实施例3
一种复合硅酸锆乳浊剂，由包括以下组分的物料制备而成：
3500公斤锆英砂，300公斤煅烧氧化铝粉，1200公斤低温熔块。
本实施例复合硅酸锆乳浊剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将上述所有物料投入到混料机内进行混合处理，搅拌均匀后，加入球磨机中，加2500公斤水进行研磨，并加入物料总量4wt％(200公斤)的分散剂聚丙烯酸钠，球磨25小时，将物料的粒径控制在小于5um，加适量水(在本实施例中为200公斤，在实际生产中加入适量水稀释至可以卸料即可)稀释以便于卸料，得浆料1；
(2)将步骤(1)所得浆料卸料搅拌，搅拌的同时加水调节浆料1的常温比重至1.5g/cm3，以及加入40wt％的硝酸调节pH值为7进行酸洗漂白2h；
(3)离心分级：采用离心涡流分级机对步骤(2)所得产物进行离心分级处理，得到所含酸洗漂白后的物料的粒径为1.5±0.5um的浆料2，将浆料2储存在罐里，加入浆料2质量的4‰的酸性絮凝剂(聚丙烯酰胺)，使浆料中的物料絮凝下沉，得浆料3；
(4)脱水增稠：脱水增稠至浆料3的常温比重为2.2g/cm3；
(5)中和：加纯碱将步骤(4)所得产物中和至pH值为6.5；
(6)干燥：将步骤(5)所得产物进行干燥至含水量小于0.5％；
(7)粉碎：将步骤(6)所得产物粉碎至过325目筛后筛上剩余物的量小于产物总量的1wt％；
(8)包装，即得。
效果试验
将上述制得的实施例1～3所得的复合硅酸锆乳浊剂分别记为1#、2#和3#。并将1#、2#和3#的复合硅酸锆乳浊剂以及市面普通的纯硅酸锆乳浊剂(记为P#)进行釉面试验。
试验步骤：称取126.4克的基础料(大鸿制釉KS-9613)，加入14.6克的复合硅酸锆乳浊剂，加入73克的水，以及加入基础料质量的0.1％的添加剂甲基纤维素，球磨25分钟，进行刮釉试验，刮釉后放入马弗炉进行干燥，并在1250℃中烧成，测试釉面的亮度(L值)、釉面的红绿色差(a值)以及釉面的黄蓝色差(b值)，结果请见表1。
表1实施例1～3复合硅酸锆乳浊剂以及纯硅酸锆乳浊剂的釉面试验结果
样品 L a b
1# 91.18 -0.05 1.12
2# 91.14 -0.08 1.27
3# 91.34 0.01 0.86
P# 91.25 0.01 1.05
表中的L值为釉面亮度，a值表示釉面的红绿色差，其范围-120～120，负值偏绿，正值偏红，b值表示釉面的黄蓝色差，其范围-120～120，负值偏蓝，正值偏黄；从表1可知，本发明复合硅酸锆乳浊剂的白度L值基本在91以上，a，b值比较小，基本与纯硅酸锆的效果相当，釉面光泽度没多大区别，相比纯硅酸锆降低了生产成本，且可使产品的放射性将得到有效的控制。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种复合硅酸锆乳浊剂，其特征在于，按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂65％～84％，煅烧氧化铝1％～15％，低温熔块15％～30％；
所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉25％～35％，磷灰石粉10％～20％，萤石粉2％～8％，碳酸钙10％～15％，硼砂15％～18％，氧化锌1％～8％，石英粉2％～8％。
2.根据权利要求1所述的复合硅酸锆乳浊剂，其特征在于，按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂70％～75％，煅烧氧化铝6％～10％，低温熔块17％～24％；
所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉30％～35％，磷灰石粉15％～20％，萤石粉5％～8％，碳酸钙11％～14％，硼砂15％～18％，氧化锌2％～6％，石英粉6％～8％。
3.根据权利要求2所述的复合硅酸锆乳浊剂，其特征在于，按质量百分比计，由包括以下组分的物料制备而成：
锆英砂70％～71％，煅烧氧化铝6％～7％，低温熔块23～24％；
所述低温熔块按质量百分比计，由包括以下组分的原料制备而成：钾长石粉34～35％，磷灰石粉17～19％，萤石粉6～7％，碳酸钙12～13％，硼砂15～17％，氧化锌3～5％，石英粉7～8％。
4.一种权利要求1～3任一项所述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备低温熔块：将所述钾长石粉、磷灰石粉、萤石粉、碳酸钙、硼砂、氧化锌、石英粉混合后加热到1490～1510℃，保温0.9～1.1h，用水淬冷，得透明熔块，烘干待用，得所述低温熔块；
(2)将制备所述复合硅酸锆乳浊剂的物料按照权利要求1～3任一项所述的比例进行配料，投入到混料机内进行混合处理，搅拌均匀后，加入球磨机中，加水将所述物料研磨至粒径小于5μm的颗粒，得浆料1；
(3)将所述浆料1卸料、搅拌，搅拌的同时先加水调节比重至1.5～1.6g/cm3，再加酸调节pH值为6～7进行酸洗漂白；再通过离心分级，得到酸洗漂白后的浆料2，所述浆料2所含的所述物料的粒径为1.5±0.5μm，在所述浆料2中加入为所述浆料2质量的3～5‰的酸性絮凝剂，得浆料3；将所述浆料3依次经脱水增稠，中和，干燥，粉碎、包装，即得。
5.根据权利要求4所述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述水的添加量为所述物料总重量的49～51％。
6.根据权利要求4所述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的脱水增稠为将所述浆料3脱水增稠至其比重为2～2.4g/cm3。
7.根据权利要求4所述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的中和为将脱水增稠后的浆料3中和至pH值为6.5～7.5。
8.根据权利要求4所述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的干燥为将中和后的浆料3干燥至含水率小于0.5％。
9.根据权利要求4～8任一项所述复合硅酸锆乳浊剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的酸洗漂白时间为2～5h。
10.如权利要求1～3任一项所述的复合硅酸锆乳浊剂在制备瓷砖、洁具陶瓷和日用陶瓷的釉中的应用。
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Denomination of invention: Composite zirconium silicate opacifier and its preparation method and Application

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