CN107324654B - 一种无铅粉彩雪白颜料及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无铅粉彩雪白颜料及其应用方法，采用不含对人体有毒害的铅、镉、砷、铋等等元素的天然矿物原料及工业化工原料，按照化学组成百分比：SiO₂45~52%、Al₂O₃7~12%、B₂O₃20~29%、Li₂O 3~6%、Na₂O 0.03~0.5%、K₂O 0.03~0.5%、MgO 2~5%、CaO 2~5%、ZnO 4~7%、SrO 0~3%，经配料、研磨、高温熔制、淬冷、球磨、过筛工序获得无铅粉彩雪白颜料。本发明通过熔剂成分的配比控制，解决了化学稳定性、光泽度、膨胀系数等问题，得到了粉彩装饰效果好、稳定、与釉面结合完好不开裂的粉彩雪白颜料。

Description

一种无铅粉彩雪白颜料及其应用方法

技术领域

本发明属无机非金属材料（陶瓷）领域，具体涉及一种无铅粉彩雪白颜料及其应用方法。

背景技术

景德镇四大传统名瓷之一，粉彩装饰技术是我国特有的一种釉上彩装饰艺术，在我国陶瓷发展史上占有重要地位.她以其独特的彩绘形式和精湛的工艺技术及极富民族文化意蕴之特色成为收藏家们收藏的热点。粉彩瓷曾一度是我国釉上彩装饰日用瓷的出口主流，使得我国陶瓷文化在世界各国得以弘扬。在粉彩诸多颜料中，雪白颜料不光作为一种单独的粉彩颜料存在，同时因雪白颜料是一种透明无色颜料，故是其他粉彩颜料深浅的调节剂，其重要性不言而喻。而目前彩绘工作者常用的传统雪白颜料存在着有铅含量极高（达到70%多），堆厚烧成后易开裂；长时间存放易产生泛铅现象（即铅析出）等三大弊病：第一，传统雪白颜料含有大量的铅成分，不但损伤了生产者和使用者的身体健康，并在制备传统雪白颜料的过程中对环境造成了严重不可逆转的污染。同时由于世界各国特别是北美及欧盟地区对铅等有毒元素越来越苛刻的允许溶出量限制，自20世纪 90 年代以来，粉彩瓷的生产除少量艺术装饰瓷外，日用瓷的生产已基本萎缩，其装饰效果只能靠釉中彩的方式来实现。由此可见，高铅含量的雪白颜料在粉彩瓷上的使用严重影响了我国粉彩瓷的出口创汇。第二，传统雪白颜料存在着颜料堆厚后易开裂、剥离的缺陷，从而严重影响粉彩瓷器画面的装饰效果与粉彩瓷的烧成合格率，很大程度上提高了粉彩瓷的生产成本。第三，用传统雪白颜料绘制烧成的粉彩瓷在短至4个月，长至3年的存放后粉彩瓷表面会有很细微的铅粉析出，即我们常说的泛铅现象，不仅破坏了粉彩瓷釉面光泽度，而且析出的铅粉也将会对保存粉彩瓷的众多收藏家以及爱好者本人的身体造成了不可估量的伤害。故传统雪白颜料的使用不仅对生产者而且对收藏家以及爱好者本人的身体健康以及环境都有不利影响，同时对粉彩瓷的收藏效果也有不利影响。

传统雪白颜料的配方非常简单，其主要原料为铅粉和石英，将其磨细混合均匀即可，无需烧制，其含铅量达到70%。无铅无毒环保雪白粉彩颜料在国内外市场相关产品上仍属空白领域。仅有的一些资料文献也只侧重于雪白粉彩颜料的降铅或工艺上的改进，二十世纪七十年代，我国陶瓷工作者在粉彩颜料的配方和工艺技术方面为降低铅溶出量做了大量的研究工作，取得了初步的成效；目前从德国进口的雪白粉彩颜料也是在配方和工艺技术上进行改进，将铅含量降低为40 %，且进行熔制加工。在以往铅溶出量标准为7ppm的情况下，这些措施对降铅达标有一定的效果。但要达到当今严格的美国加州标准（0.226ppm）以及欧盟标准（0.200ppm），以上措施就不能达到目的。要达到当今的要求，需从根本上解决问题，即制作无铅雪白粉彩颜料，同时降低其膨胀系数、提高热稳定性和化学稳定性；解决目前雪白颜料存在的三大弊病，恢复粉彩瓷的出口地位，满足市场需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种绿色环保、耐酸、耐碱性优良、具备优良的热稳定性以及传统雪白颜料装饰效果的的无铅粉彩雪白颜料及其应用方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种无铅粉彩雪白颜料，其特征在于：采用天然矿物原料及工业化工原料，按照化学组成百分比：SiO₂ 45~52%、Al₂O₃ 7~12%、B₂O₃ 20~29%、Li₂O 3~ 6%、Na₂O 0.03~0.5%、K₂O 0.03~0.5%、MgO 2~5%、CaO 2~5%、ZnO4~7%、SrO 0~3%，经配料、研磨、高温熔制、淬冷、球磨、过筛工序获得无铅粉彩雪白颜料。

所述高温熔制工序的参数为：升温速率为5℃/min，最高熔制温度为1300℃，保温时间为30min。

所述过筛工序为：过300目筛，筛余为0。

上述无铅粉彩雪白颜料的应用方法，其特征在于：在所述无铅粉彩雪白颜料中加入重量百分比为30~40%的水混合均匀，按0.5~1㎜的厚度填到白瓷上，干燥后于780~820℃彩烤，获得无铅粉彩雪白颜料装饰瓷。

所述无铅粉彩雪白颜料装饰瓷的光泽度：83~87；耐酸、耐碱性能：A级；热稳定性：加热至120℃取出三次无裂纹。

本发明针对传统雪白颜料存在的三大弊病，以Li₂O为3~6%、B₂O₃为20~29%的成分配比复合达到780~820℃的低温彩烤温度，同时达到膨胀系数的控制及透明度的保证；以Li₂O为3~6%、MgO为2~5%、CaO为2~5%、ZnO为4~7%配比复合保障雪白颜料的化学稳定性，降低金属离子的溶出速度，同时提高光泽度；Al₂O₃为7~12%的含量是在保证光泽度的前提下，提高化学稳定性。

故本发明采用不含对人体有毒害的铅、镉、砷、铋等元素的天然矿物原料及工业化工原料组成碱硼硅系统，通过加入低膨胀成分以及熔剂成分的配比控制、解决了化学稳定性、光泽度、膨胀系数等问题，得到了粉彩装饰效果好、稳定、与釉面结合完好不开裂的粉彩颜料雪白，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明、为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本发明进行详细说明：

实施例1

步骤一：按化学组成百分比：SiO₂ 51.72%、Al₂O₃10.40%、B₂O₃ 21.01%、Li₂O 4.29%、Na₂O 0.11%、K₂O 0.09%、MgO 3.27%、CaO 3.43%、ZnO 4.37%、SrO 1.31%，进行配料；

步骤二：将步骤一的原料混合并研磨均匀后，装入刚玉坩埚中；

步骤三：将刚玉坩埚放入电炉中，按5℃/min的速率升温，升温至1300℃，并保温30min；

步骤四：将淬冷后的颗粒状熔块放入球磨罐中，球磨后过300目筛，筛余为0，经干燥后获得无铅粉彩雪白颜料备用；

步骤五：在无铅粉彩雪白颜料粉末中加入重量百分比为32%的水混合均匀，按0.5㎜的厚度填到白瓷上，干燥后于820℃彩烤，经自然冷却获得样品，彩烤后样品经检测，其光泽度为86.1%；耐酸、耐碱性能为A级；铅含量、镉含量低于标准；热稳定性为加热至120℃取出三次无裂纹。

实施例2

步骤一：按化学组成百分比：SiO₂ 49.01%、Al₂O₃ 9.49%、B₂O₃ 25.24%、Li₂O 4.80%、Na₂O 0.09%、K₂O 0.05%、MgO 4.03%、CaO 3.22%、ZnO 4.07%，进行配料；

步骤二：将步骤一的原料混合并研磨均匀后，装入刚玉坩埚中；

步骤三：将刚玉坩埚放入电炉中，按5℃/min的速率升温，升温至1300℃，并保温30min；

步骤四：将淬冷后的颗粒状熔块放入球磨罐中，球磨后过300目筛，筛余为0，经干燥后获得无铅粉彩雪白颜料备用；

步骤五：在无铅粉彩雪白颜料粉末中加入重量百分比为34%的水混合均匀，按0.6㎜的厚度填到白瓷上，干燥后于810℃彩烤，经自然冷却获得样品，彩烤后样品经检测，其光泽度为85.9%；耐酸、耐碱性能为A级；铅含量、镉含量低于标准；热稳定性为加热至120℃取出三次无裂纹。

实施例3

步骤一：按化学组成百分比：SiO₂ 47.07%、Al₂O₃ 9.13%、B₂O₃ 23.91%、Li₂O 5.03%、Na₂O 0.14%、K₂O 0.12%、MgO 3.04%、CaO 3.16%、ZnO 5.85%、SrO 2.55%，进行配料；

步骤二：将步骤一的原料混合并研磨均匀后，装入刚玉坩埚中；

步骤三：将刚玉坩埚放入电炉中，按5℃/min的速率升温，升温至1300℃，并保温30min；

步骤四：将淬冷后的颗粒状熔块放入球磨罐中，球磨后过300目筛，筛余为0，经干燥后获得无铅粉彩雪白颜料备用；

步骤五：在无铅粉彩雪白颜料粉末中加入重量百分比为36%的水混合均匀，按0.8㎜的厚度填到白瓷上，干燥后于800℃彩烤，经自然冷却获得样品，彩烤后样品经检测，其光泽度为84.3%；耐酸、耐碱性能为A级；铅含量、镉含量低于标准；热稳定性为加热至120℃取出三次无裂纹。

实施例4

步骤一：按化学组成百分比：SiO₂ 45.25%、Al₂O₃ 8.75%、B₂O₃ 28.14%、Li₂O 3.91%、Na₂O 0.17%、K₂O 0.15%、MgO 3.57%、CaO 4.27%、ZnO 4.79%、SrO 1.00%，进行配料；

步骤二：将步骤一的原料混合并研磨均匀后，装入刚玉坩埚中；

步骤三：将刚玉坩埚放入电炉中，按5℃/min的速率升温，升温至1300℃，并保温30min；

步骤四：将淬冷后的颗粒状熔块放入球磨罐中，球磨后过300目筛，筛余为0，经干燥后获得无铅粉彩雪白颜料备用；

步骤五：在无铅粉彩雪白颜料粉末中加入重量百分比为38%的水混合均匀，按1㎜的厚度填到白瓷上，干燥后于790℃彩烤，经自然冷却获得样品，彩烤后样品经检测，其光泽度为83.8%；耐酸、耐碱性能为A级；铅含量、镉含量低于标准；热稳定性为加热至120℃取出三次无裂纹。

上述光泽度、耐酸、耐碱性能、铅、镉含量性能的检测标准为：

耐酸、耐碱性能：按照GB/T5003-1999检测；

铅、镉含量：按照QB/T2455-2011检测；

光泽度：按照GB/T3295-1996检测。

Claims (1)

1.一种无铅粉彩雪白颜料，其特征在于：

步骤一：按化学组成百分比：SiO₂ 49.01%、Al₂O₃ 9.49%、B₂O₃ 25.24%、Li₂O 4.80%、Na₂O0.09%、K₂O 0.05%、MgO 4.03%、CaO 3.22%、ZnO 4.07%，进行配料；

步骤二：将步骤一的原料混合并研磨均匀后，装入刚玉坩埚中；

步骤三：将刚玉坩埚放入电炉中，按5℃/min的速率升温，升温至1300℃，并保温30min；

步骤四：将淬冷后的颗粒状熔块放入球磨罐中，球磨后过300目筛，筛余为0，经干燥后获得无铅粉彩雪白颜料备用；

步骤五：在无铅粉彩雪白颜料粉末中加入重量百分比为34%的水混合均匀，按0.6㎜的厚度填到白瓷上，干燥后于810℃彩烤，经自然冷却获得样品，彩烤后样品经检测，其光泽度为85.9%；耐酸、耐碱性能为A级；铅含量、镉含量低于标准；热稳定性为加热至120℃取出三次无裂纹。