CN106966597B - 一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑15~35份、金红石型二氧化钛粉体1~15份、分散剂0.3~3份、防冻剂0.1~1.5份和纯净水55~80份。其制备方法包括（1）按重量份计称取各原料组分，倒入干净容器中混合，并用高速搅拌的方式混合0.5~3h；（2）将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。本发明通过优选原料组分及优化其配比，使得该增白釉料遮盖力强，能在喷油量为20g/m2的情况下，将800℃以下烧成的调湿陶瓷砖的白度从38度增加到75度并且使调湿陶瓷砖的调湿效果不受影响。
Description
技术领域
本发明涉及功能性建筑材料领域，尤其涉及一种低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料及其制备方法。
背景技术
由于室内湿度和人类健康息息相关，为了调节室内湿度、使人生活在合适的湿度环境下，制备出了一种可以自主调节室内湿度的功能陶瓷砖。调湿功能陶瓷砖是通过表面大量纳米级的毛细微孔通过毛细凝聚和解凝作用吸附和释放水蒸气，起到主动调解室内湿度的目的。为制备出表面含有大量纳米级微孔的调湿陶瓷砖，需选用孔隙结构发达、比表面积高的粉煤灰、沸石或浮石为主要原料制备调湿陶瓷砖。粉煤灰、沸石及浮石等多孔原材料的纳米级微孔在800℃以上温度热处理下，易被生成的液相所堵塞，压重影响成品的吸湿性能；为制备出理想吸湿性能的调湿陶瓷砖，需要在低于800℃温度下对粉煤灰、沸石及浮石等多孔原材料进行低温烧成制备调湿陶瓷砖。由于制备低温烧成调湿陶瓷砖所使用的粉煤灰、沸石及浮石等原材料，含有少量难以除掉的弱磁性含铁杂质，使得烧后的调湿陶瓷砖坯体显现出铁离子的黄色调；造成调湿陶瓷砖坯体白度在40度以下，使调湿陶瓷砖的后续印花图案色彩单调，制约调湿陶瓷砖的发展应用。
为提高坯体白度，需在坯体表面喷涂增白釉料。由于调湿陶瓷砖烧成温度低且其表面的纳米气孔不能被堵塞，所以需要在调湿陶瓷砖表面喷涂一层薄、遮盖效果好、不堵塞其表面纳米微孔、且能在低温烧成条件下使用的增白釉料。
到目前为止，有关陶瓷砖增白釉料的制备专利有：“一种长效的陶瓷增白釉料”CN104860724A、“一种高效的陶瓷增白釉料”CN104892033A、“一种陶瓷增白釉料”CN104909834A、“一种适合丝网印制的增白釉料及使用其制备的陶瓷砖”CN106348594A。这些专利所使用的增白釉料都只能在高于1000℃烧成温度的建筑陶瓷产品中使用、不能满足在低于800℃的烧成环境中使用，且都只适合印刷或喷淋的方式施于坯体表面，致使增白釉层厚、完全堵塞坯体表面的各种气孔，不适合作为低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑15～35份、金红石型二氧化钛粉体1～15份、分散剂0.3～3份、防冻剂0.1～1.5份和纯净水55～80份。
作为上述方案的进一步改进，所述气相白炭黑为亲水性气相白炭黑，比表面积为100～500m2/g。
作为上述方案的进一步改进，所述金红石型二氧化钛粉体平均粒径为0.05～1μm。
作为上述方案的进一步改进，所述分散剂选自磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。
作为上述方案的进一步改进，所述防冻剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的其中一种。
具体地，由于金红石型二氧化钛在所有白色颜料中具有最高的遮盖力，所以本发明选用金红石型二氧化钛作为釉料的增白颜料。金红石型二氧化钛的颗粒粒径在大于可见光半波波长的范围内，粒径越细，颗粒结构越光滑、分散性越好，遮盖力也越大；当其粒径小于一半的可见光波长时，其晶粒对光具有透过性，会使其遮盖力下降，因而选取合适的粒径显得尤为重要。另外，气相白炭黑颗粒粒径达到纳米级大小、比表面积及比表面能高，不仅能在低于800℃的热处理温度下形成玻璃相，而且能在分散体系中形成良好的纳米粒子网络，可在分散体系中起到增稠、防沉降的作用，能有效提高分散体系的稳定性，是低温烧成调湿陶瓷砖所需增白釉料的理想原料。因此，本发明以气相白炭黑为主要原料、金红石型二氧化钛粉体为增白颜料、加入一定量的分散剂及防冻剂，通过搅拌混合的方法制备出水性的适用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料。
本发明所采取的另一个技术方案是：一种如上所述的用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料的制备方法，其包括如下工艺步骤：
(1)按重量份计称取各原料组分，倒入干净容器中混合，并用高速搅拌的方式混合0.5～3h；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
作为上述方案的进一步改进，步骤(1)中所述的高速搅拌是指用高速剪切搅拌机以15～30m/s的剪切线速度搅拌或者用砂磨机以5～10m/s的线速度搅拌。进一步地，所述砂磨机的研磨腔中填充有体积分数为80％、粒径为0.3～0.5mm的氧化锆球作为研磨介质。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过优选原料组分及优化其配比，使得该增白釉料遮盖力强，能在喷油量为20g/m2的情况下，将800℃以下烧成的调湿陶瓷砖的白度从38度增加到75度并且使调湿陶瓷砖的调湿效果不受影响。
(2)本发明所制备得的增白釉料稳定性好，其在储存12个月后无分层现象。
(3)本发明的增白釉料制备工艺简单、易操作、有利于工业化大规模生产及应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑15份、金红石型二氧化钛粉体15份、磷酸钠1份、乙二醇1.5份和纯净水70份。
其中气相白炭黑的比表面为100m2/g，金红石型二氧化钛粉体的平均粒径为1μm。
制备方法：
(1)按重量份计称取上述各原料组分，倒入干净容器中混合，并用高速剪切搅拌机以15m/s剪切线速度的搅拌的方式混合3h；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
实施例2
一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑35份、金红石型二氧化钛粉体10份、六偏磷酸钠3份、丙二醇0.1份和纯净水55份。
其中气相白炭黑的比表面为200m2/g，金红石型二氧化钛粉体的平均粒径为0.1μm。
制备方法：
(1)按重量份计称取上述各原料组分，倒入干净容器中混合，并用高速剪切搅拌机以30m/s剪切线速度的搅拌的方式混合1h；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
实施例3
一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑20份、金红石型二氧化钛粉体1份、三聚磷酸钠1份、丙三醇1份和纯净水79份。
其中气相白炭黑的比表面为500m2/g，金红石型二氧化钛粉体的平均粒径为0.05μm。制备方法：
(1)按重量份计称取上述各原料组分，倒入干净容器中混合，并用砂磨机以10m/s搅拌速度混合0.5h，其中砂磨机砂磨腔中填充有体积分数为80％、粒径为0.3～0.5mm的氧化锆所谓研磨介质；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
实施例4
一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑15份、金红石型二氧化钛粉体5份、聚丙烯酸钠0.3份、丙二醇1.2份和纯净水80份。
其中气相白炭黑的比表面为300m2/g，金红石型二氧化钛粉体的平均粒径为0.1μm。
制备方法：
(1)按重量份计称取上述各原料组分，倒入干净容器中混合，并用砂磨机以5m/s搅拌速度混合1h，其中砂磨机砂磨腔中填充有体积分数为80％、粒径为0.3～0.5mm的氧化锆所谓研磨介质；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
实施例5
一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑25份、金红石型二氧化钛粉体10份、三聚磷酸钠1份、聚丙烯酸钠1份、乙三醇1份和纯净水65份。
其中气相白炭黑的比表面为200m2/g，金红石型二氧化钛粉体的平均粒径为0.1μm。
制备方法：
(1)按重量份计称取上述各原料组分，倒入干净容器中混合，并用砂磨机以8m/s搅拌速度混合1h，其中砂磨机砂磨腔中填充有体积分数为80％、粒径为0.3～0.5mm的氧化锆所谓研磨介质；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
实施例6：性能检测
将实施例1～5所制备得的用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料以喷涂的方式分别以不同的施釉量喷涂于调湿陶瓷砖的生坯上，然后将没有喷涂增白釉料的坯体和喷涂有各实施例的坯体在相同的条件下烧成(800℃保温30min)，检测所对应调湿陶瓷砖的白度、调湿性能及外观情况，具体检测结果如下表1所示。
表1不同增白釉料用于增白低温调湿陶瓷砖坯体的效果
从表1中可以看出，本发明所制备得到的增白釉料用于低温烧成调湿陶瓷砖表面不仅能有效提高坯体的白度，而且不影响调湿陶瓷砖的调湿性能。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。
Claims (4)
1.一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料，其特征在于：按原料重量份计包括如下组分：气相白炭黑15～35份、金红石型二氧化钛粉体1～15份、分散剂0.3～3份、防冻剂0.1～1.5份和纯净水55～80份；所述气相白炭黑为亲水性气相白炭黑，比表面积为100～500m2/g；所述金红石型二氧化钛粉体平均粒径为0.05～1μm；
所述分散剂选自磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种；所述防冻剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的其中一种。
2.一种如权利要求1所述的用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料的制备方法，其特征在于：包括如下工艺步骤：
(1)按重量份计称取各原料组分，倒入干净容器中混合，并用高速搅拌的方式混合0.5～3h；
(2)将搅拌后浆料过300目不锈钢筛网除杂，即得增白釉料。
3.根据权利要求2所述的一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的高速搅拌是指用高速剪切搅拌机以15～30m/s的剪切线速度搅拌或者用砂磨机以5～10m/s的线速度搅拌。
4.根据权利要求3所述的一种用于低温烧成调湿陶瓷砖的增白釉料的制备方法，其特征在于：所述砂磨机的研磨腔中填充有体积分数为80％、粒径为0.3～0.5mm的氧化锆球作为研磨介质。
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