CN108083648B - 一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉 - Google Patents
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及陶瓷釉技术领域，公开了一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉。该龙泉青瓷釉由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭20~30份，紫金土8~10份，钾长石12~16份，锂熔块30~35份，复合粘结剂15~20份，碳酸钡5~10份，石英8~12份和SiO2微米颗粒4~7份。本发明将物理的方法和化学改性法相结合，制备出的陶瓷釉具有超疏水性能。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷釉技术领域，尤其是涉及一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉。
背景技术
陶瓷制品因其造型、釉色以及装饰物中蕴含的美妙意境而被誉为是一种新型的“绿色珠宝”，陶瓷饰品具有原料容易获得、可塑性高、设计空间大、健康自然、耐腐蚀、耐低温、成本低等特点，这些特点使陶瓷饰品在未来的发展空间很大。放置在室外的陶瓷制品容易沾染灰层颗粒，在遇到下雨时，陶瓷制品上的灰尘颗粒会顺着雨水容易聚积在一起，雨后陶瓷制品上的水分逐渐蒸发，聚积在一起的灰尘颗粒会凝固在陶瓷制品的表面，影响陶瓷制品的美观。
发明内容
本发明是为了克服现有技术陶瓷制品表面不耐脏的问题，提供一种具有超疏水自清洁作用的陶瓷釉。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭20～30份，紫金土8～10份，钾长石12～16份，锂熔块30～35份，复合粘结剂15～20份，碳酸钡5～10份，石英8～12份和SiO2微米颗粒4～7份。
本发明以龙岩高岭、钾长石和石英为陶瓷釉料的基础成分；紫金土中碱性物质在烧过程中起到助溶剂的作用，紫金土中的三氧化二铝在烧成中提高釉的高温粘度，增加釉的玻璃化温度范围，使釉具有均匀分布的微小气泡，呈现出柔和的光泽；锂熔块使制成的釉浆具有较稳定的悬浮性和对胚体的粘着性；碳酸钡用作增加陶瓷表面的光泽性。
作为优选，所述SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将3～5gSiO2微米颗粒和40～50mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.2～0.6g Ti(SO4)2并升温至70～85℃，搅拌反应3～5h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化6～10h，然后放入烘箱中在70～80℃的温度下干燥3～6h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒。
本发明通过将Ti(SO4)2加热水解沉淀，在SiO2微米颗粒表面沉积一层纳米TiO2颗粒，SiO2微米颗粒表面黏附有较多的纳米颗粒，形成纳米-微米这种具有特殊结构的微观粒子，将这种具有纳米-微米颗粒复合结构的物质加入到陶瓷釉组分中，将釉料涂覆在胚体表面后，一部分微米-纳米颗粒物质会镶嵌在陶瓷釉料的表面并裸露出来，裸露出的微米颗粒上粘附有纳米颗粒，这种结构大大提高陶瓷表面的粗糙度，通过物理的方法赋予陶瓷较好的疏水性能；这里需要说明的是，直接将纳米或者微米颗粒加入到陶瓷釉料中，虽然一定程度上增加了陶瓷表面的粗糙度，但是其对陶瓷表面的粗糙度改善远不及本发明中微米-纳米颗粒复合结构对陶瓷表面粗糙度的改善，本发明釉料中添加微米-纳米颗粒复合结构微粒使陶瓷表面具有更强的疏水性能；另外，如果直接将相互独立分散的SiO2微米颗粒和TiO2纳米颗粒直接加入到釉料中，虽然也能够形成纳米-微米复合结构的颗粒，但是这种颗粒非常少，大部分纳米颗粒混在釉料中，随机分散粘附在微米颗粒表面的纳米颗粒很少，使其疏水性能较为一般，本发明采用先在微米颗粒上覆盖一层纳米颗粒，再将其混到釉料中，微米颗粒表面粘附的纳米颗粒较多，形成的纳米-微米复合结构较为明显且纳米-微米复合结构粒子数量较多，大大提高了陶瓷釉表面的疏水性。
作为优选，所述复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂20～30份、填料1～3份、硼砂2～3份。
本发明以改性丙烯酸异丁酯树脂为粘结物质，主要起粘结作用，填料用来节省原料，降低生产成本，硼砂可以提高粘结剂的化学稳定性，防止粘结剂出现结晶和沉淀。
作为优选，所述填料为蒙脱石、碳化硼和硅酸钠中的一种。
作为优选，所述复合粘结剂还包括白炭黑1～2份和二甲苯1～3份。
白炭黑的加入可以提高粘结剂的粘结强度，二甲苯可以提高复合粘结剂在陶瓷釉料中混合的均匀性和增加其在釉料中的渗透性。
作为优选，所述改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入60～80mL有机溶剂、20～30mL丙烯酸异丁酯和5～10mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.2～0.3g引发剂，控制反应温度在60℃～70℃，反应4～5h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
由于陶瓷上釉后需要在高温条件下进行固化，本发明对丙烯酸异丁酯进行改性处理，将含有苯环基团结构的二乙氧基二苯基硅烷接枝到丙烯酸异丁酯上，由于苯环类基团具有较强的稳定性，使改性丙烯酸异丁酯树脂具有较好的耐热性能；另外，对丙烯酸异丁酯接枝有机硅能降低材料的表面能，提高其疏水性能，使改性丙烯酸异丁酯树脂具有较好的疏水性，本发明将微米-纳米结构物理方法增加陶瓷釉表面疏水性和化学方法增加复合粘结剂的疏水性相结合，使制备的陶瓷釉表面具有超疏性能。
作为优选，所述有机溶剂为四氯化碳、丙酮和四氯乙烷中的一种。
作为优选，所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和过氧化二碳酸二异丙酯中的一种。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)微米-纳米颗粒复合结构微粒使陶瓷表面具有较强的疏水性能；(2)纳米-微米复合结构粒子数量较多，大大提高了陶瓷釉表面的疏水性；(3)粘结剂在高温条件下不分解，耐高温；(4)粘结剂具有疏水性能，进一步提高陶瓷釉的疏水性。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭20份，紫金土8份，钾长石12份，锂熔块30份，复合粘结剂15份，碳酸钡5份，石英8份和SiO2微米颗粒4份。
其中，SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将3gSiO2微米颗粒和40mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.2g Ti(SO4)2并升温至70℃，搅拌反应3h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化6h，然后放入烘箱中在70℃的温度下干燥3h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂20份、蒙脱石1份、硼砂2份、白炭黑1份和二甲苯1份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入60mL四氯化碳、20mL丙烯酸异丁酯和5mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.2g过氧化苯甲酰，控制反应温度在60℃，反应4h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
实施例2
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭22份，紫金土8份，钾长石13份，锂熔块32份，复合粘结剂16份，碳酸钡6份，石英9份和SiO2微米颗粒5份。
其中，SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将3.5gSiO2微米颗粒和42mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.3g Ti(SO4)2并升温至72℃，搅拌反应3.5h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化7h，然后放入烘箱中在72℃的温度下干燥4h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂22份、碳化硼1份、硼砂2份、白炭黑1份和二甲苯1份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入65mL丙酮、22mL丙烯酸异丁酯和6mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.22g偶氮二异丁腈，控制反应温度在63℃，反应4.3h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
实施例3
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭25份，紫金土9份，钾长石14份，锂熔块33份，复合粘结剂17份，碳酸钡7份，石英10份和SiO2微米颗粒5.5份。
其中，SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将4gSiO2微米颗粒和45mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.4g Ti(SO4)2并升温至75℃，搅拌反应4h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化8h，然后放入烘箱中在75℃的温度下干燥4.5h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂25份、硅酸钠2份、硼砂2.5份、白炭黑1.5份和二甲苯2份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入70mL四氯乙烷、25mL丙烯酸异丁酯和7mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.25g过氧化二碳酸二异丙酯，控制反应温度在65℃，反应4.5h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
实施例4
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭28份，紫金土10份，钾长石15份，锂熔块34份，复合粘结剂18份，碳酸钡8份，石英11份和SiO2微米颗粒6份。
其中，SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将4.5gSiO2微米颗粒和48mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.5g Ti(SO4)2并升温至80℃，搅拌反应4.5h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化9h，然后放入烘箱中在78℃的温度下干燥5h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂28份、蒙脱石3份、硼砂3份、白炭黑2份和二甲苯3份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入75mL四氯化碳、28mL丙烯酸异丁酯和8mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.27g过氧化苯甲酰，控制反应温度在67℃，反应4.8h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
实施例5
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭30份，紫金土10份，钾长石16份，锂熔块35份，复合粘结剂20份，碳酸钡10份，石英12份和SiO2微米颗粒7份。
其中，SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将5gSiO2微米颗粒和50mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.6g Ti(SO4)2并升温至85℃，搅拌反应5h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化10h，然后放入烘箱中在80℃的温度下干燥6h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂30份、碳化硼3份、硼砂3份、白炭黑2份和二甲苯3份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入80mL丙酮、30mL丙烯酸异丁酯和10mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.3g偶氮二异丁腈，控制反应温度在70℃，反应5h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
对比例1
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭25份，紫金土9份，钾长石14份，锂熔块33份，复合粘结剂17份，碳酸钡7份，石英10份和TiO2纳米颗粒5.5份。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂25份、硅酸钠2份、硼砂2.5份、白炭黑1.5份和二甲苯2份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入70mL四氯乙烷、25mL丙烯酸异丁酯和7mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.25g过氧化二碳酸二异丙酯，控制反应温度在65℃，反应4.5h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
对比例2
一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭25份，紫金土9份，钾长石14份，锂熔块33份，复合粘结剂17份，碳酸钡7份，石英10份。
复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂25份、硅酸钠2份、硼砂2.5份、白炭黑1.5份和二甲苯2份。
其中，改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入70mL四氯乙烷、25mL丙烯酸异丁酯和7mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.25g过氧化二碳酸二异丙酯，控制反应温度在65℃，反应4.5h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
实施例1～5、对比例1(青瓷釉配方组分中含有纳米颗粒，没有微米颗粒)和对比例2(青瓷釉配方组分中不含微米和纳米颗粒)制备的釉表面的接触角如下表：
由实验结果可以得知组分中添加微米和纳米颗粒能明显改善陶瓷釉表面的疏水性能，添加有微米—纳米结构的粒子比只添加纳米颗粒的粒子制备的陶瓷釉表面具有更强的疏水性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，其特征在于，由以下重量份数配比的原料制成：龙岩高岭20～30份，紫金土8～10份，钾长石12～16份，锂熔块30～35份，复合粘结剂15～20份，碳酸钡5～10份，石英8～12份和SiO2微米颗粒4～7份；
所述SiO2微米颗粒经过预处理，预处理方法为：
(1)将3～5gSiO2微米颗粒和40～50mL蒸馏水加入三口瓶中搅拌均匀，形成浑浊悬浮液；
(2)向浑浊悬浮液中加入0.2～0.6g Ti(SO4)2并升温至70～85℃，搅拌反应3～5h；
(3)将反应液倒入坩埚内，陈化6～10h，然后放入烘箱中在70～80℃的温度下干燥3～6h得到SiO2-TiO2复合微米纳米颗粒；
所述复合粘结剂由以下重量份数配比的原料制成：改性丙烯酸异丁酯树脂20～30份、填料1～3份、硼砂2～3份；
所述改性丙烯酸异丁酯树脂的制备方法为：向四口瓶中加入60～80mL有机溶剂、20～30mL丙烯酸异丁酯和5～10mL二乙氧基二苯基硅烷，再加入0.2～0.3g引发剂，控制反应温度在60℃～70℃，反应4～5h，得到改性的有机硅改性丙烯酸树脂。
2.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，其特征在于，所述填料为蒙脱石、碳化硼和硅酸钠中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，其特征在于，所述复合粘结剂还包括白炭黑1～2份和二甲苯1～3份。
4.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，其特征在于，所述有机溶剂为四氯化碳、丙酮和四氯乙烷中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性能低膨胀龙泉青瓷釉，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈和过氧化二碳酸二异丙酯中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of invention: Longquan celadon glaze with super hydrophobic property and low expansion Effective date of registration: 20230104 Granted publication date: 20200630 Pledgee: Longquan Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: LONGQUAN JINHONG PORCELAIN CO.,LTD. Registration number: Y2023330000010 |