CN106946460B - 一种堇青石透明耐磨釉及其制备方法 - Google Patents

一种堇青石透明耐磨釉及其制备方法 Download PDF

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    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions

Abstract

本发明公开了一种堇青石透明耐磨釉，其组分按以下重量百分比含有：高岭土50～55％、滑石25～32％、钠长石2～8％、含钙化合物5～8％、硼酸4～8％、碳酸锂1～5％、余量为石英。本发明还公开了上述堇青石透明耐磨釉的制备方法。本发明提高传统陶瓷釉面砖的耐磨性以及原料的利用率，且制备过程中不需要引入成核剂，烧成温度低，烧成工业简单，不会因为成核剂的引入而导致釉面着色。

Description

一种堇青石透明耐磨釉及其制备方法
技术领域
本发明涉及釉料及其制备方法，特别涉及一种堇青石透明耐磨釉及其制备方法。
背景技术
堇青石分子式为2MgO·2Al2O3·5SiO2，它有三种晶型，低温以μ-堇青石形式存在，也被称作镁铝硅酸盐，属于菱形晶系；950℃结晶形成β-堇青石，属于斜方晶系，是自然界中存在的一种形式；高温下以α-堇青石形式存在，它属于六角片状。堇青石由于其具有热膨胀系数低、热导率小、抗热震性好、介电常数低、介电损耗小等等特点，被广泛的应用于汽车尾气排放、泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、涡轮发动机以及工业热转换器等等各个方面。由于低膨胀系数的堇青石晶粒均匀的分散在高膨胀系数釉面会产生预压应力，对釉面起到增强增韧提高硬度的作用，再因其与玻璃有相似的折射率，对制得透明结晶釉有显著的优势。传统釉面砖由于其釉面耐磨损性差，对釉面砖的利用率低，相对的对能源资源的消耗量大，限制了釉面砖的快速发展，近些年抛光砖有突破釉面砖发展的优势，但由于其难以清洁、颜色单一成为了难以逾越的鸿沟。因此，制备一种耐磨性高，且不影响釉面颜色、光泽度的结晶釉才是唯一的出路。
专利号104829267A一种高耐磨釉中彩陶瓷釉面砖及其制备方法公开一种提高釉面耐磨性的方法，其原理是通过将透明基釉中加入高耐磨透明熔块粒子制得的。而且透明熔块粒子粒度要求严格，粒度太粗与基釉结合力差容易剥落；太细容易熔于基釉中，降低耐磨效果。但是此专利并没有从原理上解释透明釉中存在透明熔块粒子釉面就会透明，因为如果釉面存在粒子，粒子周围的粘度是非常大的，气泡是很难排除；其次是透明釉和透明熔块的结合性是很难控制的，而且并不能保证透明熔块粒子不会与透明釉发生反应析出其他相晶粒，因为透明釉与透明熔块粒子都是硅铝钙系统。
专利号103044080A和103030435A用于日用陶瓷的耐磨釉料及其制备方法公开了一种釉面耐磨性的方法，其耐磨原理是借助游离氧化铝提高耐磨性，但由于其高铝含量以及高钡含量会导致原料成本以及烧成能耗成本大大提高，而且釉面的透明性需通过控制玻璃基体的高折射率才能实现(基体折射率需与游离氧化铝折射率相接近)。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种堇青石透明耐磨釉，提高了传统陶瓷釉面砖的耐磨性以及原料的利用率。
本发明的另一目的在于提供上述堇青石透明耐磨釉的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种堇青石透明耐磨釉，其组分按以下重量百分比含有：
所述的堇青石透明耐磨釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料，经球磨混合、干燥过筛，随后将粉料在1400℃～1450℃保温1.5h～2h后淬冷制成熔块；
(2)将步骤(1)得到的熔块球磨、干燥过筛，得到熔块粉；
(3)在步骤(2)得到的熔块粉中加入熔块粉的5wt％～8wt％的高岭土，装入球磨罐内进行湿法球磨混合0.5h～1h，得到陶瓷浆料；
(4)将步骤(3)得到的陶瓷浆料施釉于素烧过的坯体上，自然风干后，升温至1100～1250℃并保温0.5h～1h，获得单相堇青石耐磨釉。
优选的，所述含钙化合物为焦磷酸钙、磷酸三钙或碳酸钙。
优选的，所述(3)所述球磨，具体为：球磨罐中料球重量比为1:2～1：2.5，球磨转数为400转/min～500转/min，加入0.5wt％～0.8wt％CMC做增稠剂，固含量为55wt％～60wt％。
优选的，步骤(4)所述升温至1100～1250℃，具体为：
以10℃/min～15℃/min的升温速率升温至1150～1250℃保温30min～45min。
优选的，所述施釉为浸釉、淋釉或刮釉。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的堇青石釉面砖大大地提高了釉面砖的耐磨性，从而提高了传统陶瓷釉面砖的利用率，节省了大量的矿物资源以及能源的损耗，同时由于堇青石在红外波段有强烈的吸收，导致其耐热性能也大大提高。
(2)本发明的堇青石釉面，相比生料釉，制备过程中不需要引入成核剂，烧成温度低，烧成工业简单，不会因为成核剂的引入而导致釉面着色。
附图说明
图1为本发明的实施例1的堇青石透明耐磨釉的X射线衍射图谱。
图2是本发明的实施例1的堇青石透明耐磨釉的釉面用5vol％氢氟酸溶液腐蚀30s后的扫描电镜图。
图3为本发明的实施例2的堇青石透明耐磨釉的X射线衍射图谱。
图4是本发明的实施例2的堇青石透明耐磨釉的釉面用5vol％氢氟酸溶液腐蚀30s后的扫描电镜图。
图5为本发明的实施例3的堇青石透明耐磨釉的X射线衍射图谱。
图6是本发明的实施例3的堇青石透明耐磨釉的釉面用5vol％氢氟酸溶液腐蚀30s后的扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)称取矿物原料高岭土48重量份，滑石28重量份，钠长石2重量份，碳酸钙7重量份，硼酸6重量份，碳酸锂4重量份，石英5重量份，将其球磨混合、干燥过筛，随后将粉料在1400℃保温2h后淬冷制成熔块。并将制备的熔块球磨、干燥过80目网筛。
(2)将步骤(1)制备得的熔块粉加入少量高岭土装入球磨罐内进行湿法球磨混合1h，球磨转数为400转/min，按照原料：球石＝2:1,加入5wt％高岭土，加入0.8wt％CMC做增稠剂，并保持固含量在55％。
(3)将步骤(2)得到的浆料施釉于素烧过的坯体上，自然风干后，放进电炉内以10℃/min的升温速率升高至1150℃并保温45min，即可获得单相堇青石透明耐磨釉。
本实施例的堇青石透明耐磨釉的釉面的X射线衍射图谱如图1所示，釉层析出堇青石晶体。
本实施例的堇青石透明耐磨釉的釉面用5vol％HF溶液腐蚀30s后的扫描电镜图如图2所示，六角棱柱为堇青石晶体。
本实施例所得堇青石微晶透明釉的硬度比无定型透明釉的硬度提高了15％。
实施例2
(1)称取矿物原料高岭土50重量份，滑石32重量份，钠长石2重量份，磷酸三钙5重量份，硼酸8重量份，碳酸锂1重量份，石英2重量份，将其球磨混合、干燥过筛，随后将粉料在1450℃保温1.5h后淬冷制成熔块。并将制备的熔块球磨、干燥过80目网筛。
(2)将步骤(1)制备得的熔块粉加入少量高岭土装入球磨罐内进行湿法球磨混合0.5h，球磨转数为500转/min，按照球石：原料＝2.5:1,加入8wt％高岭土，加入0.5wt％CMC做增稠剂，并保持固含量在60％。
(3)将步骤(2)得到的浆料施釉于素烧过的坯体上，自然风干后，放进电炉内以15℃/min的升温速率升高至1250℃并保温30min，即可获得单相堇青石透明耐磨釉。本实施例的堇青石透明耐磨釉的釉面的X射线衍射图谱如图3所示，釉层析出堇青石晶体。
本实施例的堇青石透明耐磨釉的釉面用5vol％HF溶液腐蚀30s后的扫描电镜图如图4所示，六角棱柱为堇青石晶体。
本实施例所得堇青石微晶透明釉的硬度比无定型透明釉的硬度提高了14％。
实施例3
(1)采用矿物原料称取高岭土55重量份，滑石25重量份，钠长石2重量份，焦磷酸钙8重量份，硼酸4重量份，碳酸锂5重量份，石英1重量份，将其球磨混合、干燥过筛，随后将粉料在1450℃保温2h后淬冷制成熔块。并将制备的熔块球磨、干燥过80目网筛。
(2)将步骤(1)制备得的熔块粉加入少量高岭土装入球磨罐内进行湿法球磨混合1h，球磨转数为400转/min，按照球石：原料＝2:1,加入5wt％高岭土，加入0.5wt％CMC做增稠剂，并保持固含量在55％。
(3)将步骤(2)得到的浆料施釉于素烧过的坯体上，自然风干后，放进电炉内以15℃/min的升温速率升高至1200℃并保温30min，即可获得单相堇青石透明耐磨釉。
本实施例的堇青石透明耐磨釉的釉面的X射线衍射图谱如图5所示，釉层析出堇青石晶体。
本实施例的堇青石透明耐磨釉的釉面用5vol％HF溶液腐蚀30s后的扫描电镜图如图6所示，六角棱柱为堇青石晶体。
本实施例所得堇青石微晶透明釉的硬度比无定型透明釉的硬度提高了13％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种堇青石透明耐磨釉，其特征在于，其组分按以下重量百分比含有：
所述堇青石透明耐磨釉中的晶粒仅包含堇青石晶粒且釉面分散有所述堇青石晶粒。
2.权利要求1所述的堇青石透明耐磨釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述的组分称取原料，经球磨混合、干燥过筛，随后将粉料在1400℃～1450℃保温1.5h～2h后淬冷制成熔块；
(2)将步骤(1)得到的熔块球磨、干燥过筛，得到熔块粉；
(3)在步骤(2)得到的熔块粉中加入熔块粉的5wt％～8wt％的高岭土，装入球磨罐内进行湿法球磨混合0.5h～1h，得到陶瓷浆料；
(4)将步骤(3)得到的陶瓷浆料施釉于素烧过的坯体上，自然风干后，升温至1100～1250℃并保温0.5h～1h，获得单相堇青石耐磨釉。
3.根据权利要求2所述的堇青石透明耐磨釉的制备方法，其特征在于，所述含钙化合物为焦磷酸钙、磷酸三钙或碳酸钙。
4.根据权利要求2所述的堇青石透明耐磨釉的制备方法，其特征在于，所述(3)所述球磨，具体为：球磨罐中料球重量比为1∶2～1∶2.5，球磨转数为400转/min～500转/min，加入0.5wt％～0.8wt％CMC做增稠剂，固含量为55wt％～60wt％。
5.根据权利要求2所述的堇青石透明耐磨釉的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述升温至1100～1250℃，具体为：
以10℃/min～15℃/min的升温速率升温至1150～1250℃保温30min～45min。
6.根据权利要求2所述的堇青石透明耐磨釉的制备方法，其特征在于，所述施釉为浸釉、淋釉或刮釉。
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