CN106242504B - 一种强化骨质日用瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强化骨质日用瓷及其制备方法。所述强化骨质日用瓷采用以下质量份数的各原料制备得到：按照质量份数计，采用以下原料制备得到：添加剂ZL1～3份，骨碳40～45份，石英10～12份，长石10～12份，高岭土24～28份，水48～52份，晶型改善剂1～3份，矿化剂1～2份，磷硅酸盐靶向性助熔剂1～3份。本发明科学通过引入磷硅酸盐靶向性助熔剂，从而显著减少了原料含钾、钠矿物的引入，同时很好地控制了坯体的烧结温度和膨胀的系数，同时在骨质瓷泥料组成中，引入添加剂ZL、晶型改善剂和矿化剂成份，保障了玻化成瓷阶段晶体成长发育均匀，磷硅酸盐玻璃相网络进一步完整，最终增大增强骨质瓷的机械强度、提高其抗热振性能。本发明产品产品机械强度高、釉面光润易清洗，铅镉溶出量显著降低，具有良好的抗热振性能。

Description

一种强化骨质日用瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，更具体地，涉及一种强化骨质日用瓷及其制备方法。
背景技术
骨质瓷瓷质细腻，釉面光润、光泽柔和，有如脂似玉之感，极显雍容华贵，并具有较高的透明度和一定的机械强度，随着社会的发展以及人们生活水平的不断提高，对日用陶瓷的质量要求越来越高，骨质瓷的应用也越来越广泛，是当今世界上公认的最高档瓷种，深受广大消费者的喜爱，在国内外有非常广阔的市场前景。
但是现有骨质瓷产品质量难于控制，存在的问题主要是强度偏低、产品抗热振性能差、铅镉溶出量较高、釉面不够光润等。而随着人们生活水平的日益提高，消费者对于日用瓷器的要求也越来越高，不仅对其外表如造型、装饰等有较高的要求，而且对于其内在性能，如瓷器强度、釉面硬度、釉的光润性、铅镉溶出量和抗热振性能也有更高的要求。如何解决这些问题，一直是陶瓷专业技术人员致力研究技术难题和本领域亟需解决的的重要课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有骨质瓷的技术不足，提供一种强化骨质日用瓷。与普通骨质瓷对比，本发明强化日用骨质瓷机械强度高、釉面光润易清洗，铅镉溶出量显著降低，具有良好的抗热振性能。
本发明要解决的另一技术问题是提供所述强化骨质日用瓷的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种用于制备强化骨质日用瓷的添加剂ZL，按照质量份数计，采用以下成分预烧制而成：含锆化合物70～85份；长石6～10份；稀土2～5份；粘土2～10份。
优选地，所述添加剂ZL中，所述含锆化合物优选为氧化锆或硅酸锆。所述稀土含镧系元素化合物。进一步优选地，所述稀土的成分为氧化镧和/或氧化钇。
优选地，所述添加剂ZL经锆刚玉研磨介质超细粉碎后备用。优选地，添加剂ZL的粒径优选范围值为小于350目。进一步优选粒径为250～350目。
进一步优选地，所述添加剂ZL的制备方法是将含锆化合物、长石、稀土、粘土，分别入球磨细粉碎、过筛、脱水，预烧制后经锆刚玉研磨介质超细粉碎而得。所述过筛是过250～350目筛。
优选地，所述添加剂ZL的预烧制的主要工艺条件为：经氧化焰烧成，关键条件为在1250～1350℃保温1～2h。
基于所述添加剂ZL，本发明提供一种强化骨质日用瓷，采用以下原料制备得到：
按照质量份数计，采用以下质量份数的各原料制备得到：添加剂ZL1～3份，骨碳40～45份，石英10～12份，长石10～12份，高岭土24～28份，水48～52份，晶型改善剂1～3份，矿化剂1～2份，磷硅酸盐靶向性助熔剂1～3份；
所述磷硅酸盐靶向性助熔剂为碱金属硼化物类化合物。
本发明在骨质瓷泥料组成中，引入添加剂ZL，与适量的晶型改善剂和矿化剂成份参与骨质瓷在烧成过程中的玻化成瓷物理化学反应，保障在玻化成瓷阶段晶体成长发育均匀，本发明同时科学通过引入磷硅酸盐靶向性助熔剂，使得磷硅酸盐玻璃相网络进一步完整，最终增大增强骨质瓷的机械强度、提高其抗热振性能。与现有技术相比较，本发明减少了原料含钾、钠矿物的引入，很好地控制了坯体的烧结温度和膨胀的系数。
优选地，所述添加剂ZL为2份。
优选地，所述骨碳为42份。
优选地，所述石英为11份。
优选地，所述长石为12份。
优选地，所述高岭土为25份。
优选地，所述水为50份。
优选地，所述晶型改善剂为2份。
优选地，所述矿化剂为2份。
优选地，所述晶型改善剂为无机酸或无机酸盐。进一步地，所述无机酸为HCl等；所述无机酸盐可以为KNO3等。
优选地，所述矿化剂为含硼矿物。
优选地，碱金属硼化物类化合物是硼酸钠，硼酸锂或硼酸钾。
优选地，所述石英采用超细粉石英，在本发明配方条件下，采用超细粉石英不仅可以显著降低残余方石英，而且增效提高产品的热稳定性。进一步优选地，所述超细粉石英的粒径范围为1000～2000目。
本发明同时提供了所述强化骨质日用瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1.将添加剂ZL、骨碳、石英、长石、高岭土、水等按比例配料，经球磨、过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂和矿化剂；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂，烧制即得。
优选地，步骤S1所述球磨的时间为20～30小时。
优选地，步骤S1所述除铁、压滤、真空练泥和陈腐的时间为60～72h。
步骤S1所述除铁采用泥浆湿法除铁。
优选地，步骤S3所述烧制的工艺条件为：最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。其他优选的条件为窑长：54米；隧道宽高度：2.13米×2.04米；燃料：液化石油气喷枪数量：50支高速等温喷枪；燃烧方式：氧化焰正压烧成。未说明的工艺条件参照现有技术常规。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种强化骨质日用瓷的新配方，相比于现有技术，科学引入合理配比的磷硅酸盐靶向性助熔剂，成功减少了原料含钾、钠矿物的引入，很好地控制了坯体的烧结温度和膨胀的系数，为获得质量优良的骨质瓷打下重要技术基础。本发明在骨质瓷泥料组成中，引入一种新的添加剂ZL，其与晶型改善剂和矿化剂成份，共同参与骨质瓷在烧成过程中的玻化成瓷物理化学反应，发挥了协同增效作用，保证了浆料在玻化成瓷阶段晶体成长发育均匀、磷硅酸盐玻璃相网络进一步完整、最终增大增强骨质瓷的机械强度、提高其抗热振性能，同时获得了更好的釉面硬度、釉的光润性。
进一步地，本发明精确配方，所述石英采用超细粉石英，在本发明配方条件下，采用超细粉石英不仅可以显著降低残余方石英，而且增效提高产品的热稳定性。
本发明针对现有骨质瓷产品质量难于控制、存在强度偏低、产品抗热振性能差、铅镉溶出量较高、釉面不够光润等技术问题，突破现有技术大比例采用含钾、钠矿物的缺陷，对配方进行了整体的优化，获得的产品强度、釉面硬度、釉的光润性、铅镉溶出量和抗热振性能达到了更高的要求。
本发明提供所述强化骨质日用瓷的制备方法，简单易行，条件温和，易于推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。下述实施例仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。除非特别说明，下述实施例中使用的试剂为常规市购或商业途径获得的试剂，除非特别说明，下述实施例中使用的方法和设备为本领域常规使用的方法和设备。
实施例1添加剂ZL的制备
所述添加剂ZL采用以下成分分别入球磨细粉碎、过筛、脱水，预烧制后经锆刚玉研磨介质超细粉碎而得(1000g数量级)。
按照质量份数计，氧化锆70份；长石6份；稀土3份；粘土5份。
所述细粉碎是粉碎至粒径范围值为250～350目。
所述预烧制的主要工艺条件为：经氧化焰烧成，关键条件为在1250℃左右保温2h。其他参照现有常规。
实施例2添加剂ZL的制备
所述添加剂ZL采用以下成分分别入球磨细粉碎、过筛、脱水，预烧制后经锆刚玉研磨介质超细粉碎而得。
按照质量份数计，硅酸锆85份；长石10份；稀土5份；粘土2份。
所述细粉碎是粉碎至粒径范围值为250～350目。
所述预烧制的主要工艺条件为：经氧化焰烧成，关键条件为在1350℃左右保温1.5h。
实施例3添加剂ZL的制备
所述添加剂ZL采用以下成分分别入球磨细粉碎、过筛、脱水，预烧制后经锆刚玉研磨介质超细粉碎而得。
按照质量份数计，氧化锆75份；长石8份；稀土2份；粘土10份。
所述细粉碎是粉碎至粒径范围值为250～350目。
所述预烧制的主要工艺条件为：经氧化焰烧成，关键条件为在1280℃保温1h。
艺条件参照现有技术常规。
实施例4强化骨质日用瓷的制备
S1.将实施例1至3任一例生产的添加剂ZL2份、骨碳42份、石英11份、长石12份、高岭土25份、水50份配料后，经球磨，过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂KNO32份和矿化剂2份；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂硼酸钠1份，烧制即得。其中，最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。其他优选的条件为窑长：54米；隧道宽高度：2.13米×2.04米；燃料：液化石油气喷枪数量：50支高速等温喷枪；燃烧方式：氧化焰正压烧成。未说明的工艺条件参照现有技术常规。
实施例5强化骨质日用瓷的制备
S1.将实施例1至3任一例生产的添加剂ZL3份、骨碳45份、石英12份、长石12份、高岭土28份、水50份配料后，经球磨，过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂浓HCl 3份和矿化剂2份；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂硼酸锂3份，烧制即得。其中，最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。其他优选的条件为窑长：54米；隧道宽高度：2.13米×2.04米；燃料：液化石油气喷枪数量：50支高速等温喷枪；燃烧方式：氧化焰正压烧成。未说明的工艺条件参照现有技术常规。
实施例6强化骨质日用瓷的制备
S1.将实施例1至3任一例生产的添加剂ZL1份、骨碳40份、石英11份、长石10份、高岭土24份、水52份配料后，经球磨，过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂KNO32份和矿化剂1份；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂硼酸钾2份，烧制即得。其中，最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。其他优选的条件为窑长：54米；隧道宽高度：2.13米×2.04米；燃料：液化石油气喷枪数量：50支高速等温喷枪；燃烧方式：氧化焰正压烧成。未说明的工艺条件参照现有技术常规。
实施例7强化骨质日用瓷的制备
S1.将实施例1至3任一例生产的添加剂ZL1份、骨碳45份、石英12份、长石10份、高岭土28份、水50份配料后，经球磨，过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂KNO32份和矿化剂1.5份；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂硼酸钠3份，烧制即得。其中，最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。其他优选的条件为窑长：54米；隧道宽高度：2.13米×2.04米；燃料：液化石油气喷枪数量：50支高速等温喷枪；燃烧方式：氧化焰正压烧成。未说明的工艺条件参照现有技术常规。
实施例8产品检验
将实施例4至7制得的产品中随机选取产品按照本领域常规方法进行质量检测，产品的中心抗冲击强度、白度和透光度均非常优良，尤以实施例4所生产的产品的白度和透光度最佳。将所有产品混放后随机抽取合理数目的产品进行检测，其他检测结果如表1所示：
表1产品检验报告

Claims (12)

1.一种强化骨质日用瓷，其特征在于，按照质量份数计，采用以下质量份数的各原料制备得到：添加剂1～3份，骨碳40～45份，石英10～12份，长石10～12份，高岭土24～28份，水48～52份，晶型改善剂1～3份，矿化剂1～2份，磷硅酸盐靶向性助熔剂1～3份；
所述添加剂采用以下成分预烧制而成：含锆化合物70～85份；长石6～10份；稀土2～5份；粘土2～10份；
所述磷硅酸盐靶向性助熔剂为碱金属硼化物类化合物。
2.根据权利要求1所述的强化骨质日用瓷，其特征在于，所述添加剂为2份；所述骨碳为42份；所述石英为11份；所述长石为12份；所述高岭土为25份；所述水为50份；所述晶型改善剂为2份；所述矿化剂为2份。
3.根据权利要求1或2所述的强化骨质日用瓷，其特征在于，所述晶型改善剂为无机酸或无机酸盐；所述矿化剂为含硼矿物；所述碱金属硼化物类化合物是硼酸钠，硼酸锂或硼酸钾。
4.根据权利要求3所述的强化骨质日用瓷，其特征在于，所述无机酸为HCl；所述无机酸盐为KNO3。
5.根据权利要求1或2所述的强化骨质日用瓷，其特征在于，所述石英采用超细粉石英。
6.根据权利要求5所述的强化骨质日用瓷，其特征在于，所述超细粉石英的粒径范围为1000～2000目。
7.根据权利要求1或2所述的强化骨质日用瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将添加剂、骨碳、石英、长石、高岭土、水按比例配料，经球磨、过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂和矿化剂；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂，烧制即得。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述球磨的时间为20～30小时，所述除铁、压滤、真空练泥和陈腐的时间为60～72h；
步骤S3所述烧制的工艺条件为：最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。
9.根据权利要求3所述的强化骨质日用瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将添加剂、骨碳、石英、长石、高岭土、水按比例配料，经球磨、过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂和矿化剂；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂，烧制即得。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述球磨的时间为20～30小时，所述除铁、压滤、真空练泥和陈腐的时间为60～72h；
步骤S3所述烧制的工艺条件为：最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。
11.根据权利要求5所述的强化骨质日用瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将添加剂、骨碳、石英、长石、高岭土、水按比例配料，经球磨、过筛、除铁、压滤、真空练泥、陈腐后制成泥条或浆料；
S2.在步骤S1所得泥条浆料中，加入晶型改善剂和矿化剂；
S3.在步骤S2处理后的泥条或浆料中加入磷硅酸盐靶向性助熔剂，烧制即得。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述球磨的时间为20～30小时，所述除铁、压滤、真空练泥和陈腐的时间为60～72h；
步骤S3所述烧制的工艺条件为：最高烧成温度：1280℃；最高长期工作温度：1250℃，烧成周期：6小时～10小时；断面温度：≤±5℃。
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