CN108975865A

CN108975865A - 一种陶制卫生洁具坯体及制备方法

Info

Publication number: CN108975865A
Application number: CN201810824363.5A
Authority: CN
Inventors: 陈诚
Original assignee: Pingtan Haichuang Newell Technology Co Ltd
Current assignee: Pingtan Haichuang Newell Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2018-12-11

Abstract

本发明提供了本发明提供了一种陶制卫生洁具坯体及制备方法，通过引入适量高岭土和石英等原料，控制坯体中莫来石、石英等晶相含量，减少氧化钾氧化钠的玻璃相含量，降低其高温塑性形变，实现陶质卫生陶瓷的低变形。通过调整坯体在200℃‑300℃的热膨胀系数，以与釉料的热膨胀系数相匹配。解决了瓷质卫生瓷坯体无法克服的收缩、变形大，同时设法解决陶质卫生陶瓷的不用化妆土和不出现釉面龟裂，按照瓷质卫生陶瓷的生产方法生产出合格产品的问题。

Description

一种陶制卫生洁具坯体及制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域，特别涉及一种陶制卫生洁具坯体及制备方法。

背景技术

随着人民生活的日益提高，人们对卫浴空间装饰设计的要求也越来越高，艺术化和个性化越来越强化，对卫浴产品的制造也提出了更高的要求，特别是对产品的大尺寸和规整度提出了更高的要求。

但是陶质产品也存有它的不足之处，比如其一，传统陶质卫生陶瓷坯料颗粒相对粗大，需使用化妆土来遮盖坯体以减少釉面针孔，但使用化妆土造成生产工艺复杂，而且容易产生滚釉等缺陷，产品合格率降低。其二，传统陶质卫生陶瓷由于吸水率高，在使用过程中容易因为吸湿膨胀而产生釉面后期龟裂，缩短产品的使用寿命。因此，如何解决陶质卫生陶瓷的不用化妆土和不出现釉面龟裂，按照瓷质卫生陶瓷的生产方法生产出合格产品是研究陶质卫生陶瓷坯体配方的重要内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶制卫生洁具坯体及制备方法，以解决瓷质卫生瓷坯体无法克服的收缩、变形大的问题，同时设法解决陶质卫生陶瓷的不用化妆土和不出现釉面龟裂，按照瓷质卫生陶瓷的生产方法生产出合格产品的问题。

一方面，为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种陶制卫生洁具坯体，所述坯体的原料包括：南方黑泥的重量百分比为10-40％、南方高岭土的重量百分比为10-30％、南方叶腊石的重量百分比为5-20％、石英的重量百分比为10-25％、，煅烧高岭土的重量百分比为10-30％、废瓷粉的重量百分比为0-15％、硅灰石的重量百分比为0-15％、白云石的重量百分比为0-8％，滑石的重量百分比为0-10％，电解质。

优选的，所述坯体中氧化钙和氧化镁合量的重量百分比在3.7％以上，吸水率小于12％。

优选的，所述坯体中氧化钙和氧化镁的比例关系符合如下公式：

其中，W_CaO为氧化钙的重量百分比；W_MgO为氧化镁的重量百分比。

优选的，控制所述坯体中所述氧化钙和所述氧化镁的重量百分比的差值在2.5～7.0之间，所述坯体的吸湿膨胀率小于0.07％。

优选的，所述坯体烧成抗折强度大于50Mpa，总收缩率小于7.5％，变形度小于等于9.0mm。

优选的，所述坯体在600℃的热膨胀系数大于7.0×10^-6/K，用蒸压釜检测釉面无裂纹，温度差110℃的抗釉裂检测合格。

优选的，所述坯体的矿物组成中含有结晶相的重量百分比为5％以上，玻璃相的重量百分比为50％以下。

另一方面，本申请还提供了一种种陶制卫生洁具坯体的制备方法，所述方法包括：按照配比称量原料，加入适量水、电解质，在搅拌机中搅拌后装入球磨机中研磨至规定粒径。经过过筛、除铁后制备成注浆成型用泥浆；根据成型工艺性能的要求，将球磨好的泥浆的浓度、温度、流动性、吃浆速度等性能调整合适，陈腐3天后，采用注浆成型得到各种试样；采用注浆成型法，将泥浆注入所需的产品的石膏模型或树脂模型中，一定时间后脱模；待模具内的试样稍干后脱模，先在室温或者50℃的环境下干燥12h，然后再放入电热干燥箱中，在105～110℃下干燥12h。冷却后用砂纸打磨掉边缘毛刺，在测试收缩的试条上分别用游标卡尺量取200mm，并刻上记号；将脱模后的产品放置在干燥室内进行干燥，根据温湿度曲线控制干燥温度和湿度，最高干燥温度一般小于80℃，湿度小于90％；对干燥后的产品进行施釉、烧成。

优选的，所述泥浆适宜的成型性能工艺参数为：浓度为346-370g/200ml、350目筛余为6-10％、吸浆速度为5-7mm/45min。

优选的，在所述坯体上施釉的釉浆在室温600℃的热膨胀系数范围为5.5～6.5×10-6/K。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本发明提供了一种陶制卫生洁具坯体，通过引入适量高岭土和石英等原料，控制坯体中莫来石、石英等晶相含量，减少氧化钾氧化钠的玻璃相含量，降低其高温塑性形变，实现陶质卫生陶瓷的低变形。通过调整坯体在200℃-300℃的热膨胀系数，以与釉料的热膨胀系数相匹配。解决了瓷质卫生瓷坯体无法克服的收缩、变形大，同时设法解决陶质卫生陶瓷的不用化妆土和不出现釉面龟裂，按照瓷质卫生陶瓷的生产方法生产出合格产品的问题。通过引入适量氧化镁和氧化钙等原料，降低坯体的吸湿膨胀，提高陶质卫生陶瓷产品的抗龟裂性能，保证具有足够长的使用寿命。通过控制吸水率在合理的范围内，保证产品具有较高的强度同时也能降低坯体的吸湿膨胀，确保使用的安全性，对于提高产品合格率，降低生产成本，提高产品档次和质量水平具有重要意义。

2、陶质制品通过引入适量氧化钙和氧化镁，并与提高坯体在600℃的热膨胀系数相结合，在降低坯体的吸湿膨胀的同时，使釉面承受适当的压应力，因而提高了卫生陶瓷成品的抗龟裂性能，保证其具有足够长的使用寿命。克服了单纯使用氧化钙和氧化镁，虽然能够解决釉面龟裂缺陷，但却引起坯体烧成抗折强度降低，从而导致运输、使用过程中容易破裂损坏的问题。克服了单纯采用提高坯体在600℃的热膨胀系数，虽然能够解决釉面龟裂缺陷，但却会引起釉面剥落、产品风惊炸裂的问题。

3、本发明的陶质坯体配方产品釉面针孔缺陷很少，无需使用化妆土来减少针孔，简化了生产工艺，没有因使用化妆土不当而造成的滚釉等缺陷，提高了生产效率和产品合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种陶制卫生洁具坯体的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的氧化镁、氧化钙与吸湿膨胀率的比例关系示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种陶制卫生洁具坯体及制备方法，用以解决瓷质卫生瓷坯体无法克服的收缩、变形大的问题，同时设法解决陶质卫生陶瓷的不用化妆土和不出现釉面龟裂，按照瓷质卫生陶瓷的生产方法生产出合格产品的问题，降低坯体的吸湿膨胀，提高陶质卫生陶瓷产品的抗龟裂性能，保证具有足够长的使用寿命。

本申请实施例中的技术方案，总体方案如下：本申请实施例提供了一种陶制卫生洁具坯体，所述坯体的原料包括：南方黑泥的重量百分比为10-40％、南方高岭土的重量百分比为10-30％、南方叶腊石的重量百分比为5-20％、石英的重量百分比为10-25％、，煅烧高岭土的重量百分比为10-30％、废瓷粉的重量百分比为0-15％、硅灰石的重量百分比为0-15％、白云石的重量百分比为0-8％，滑石的重量百分比为0-10％，电解质。通过引入适量氧化镁和氧化钙等原料，降低坯体的吸湿膨胀，提高陶质卫生陶瓷产品的抗龟裂性能，保证具有足够长的使用寿命。通过控制吸水率在合理的范围内，保证产品具有较高的强度同时也能降低坯体的吸湿膨胀，确保使用的安全性，对于提高产品合格率，降低生产成本，提高产品档次和质量水平具有重要意义。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

本申请实施例提供了一种陶制卫生洁具坯体，所述坯体的原料包括：南方黑泥的重量百分比为10-40％、南方高岭土的重量百分比为10-30％、南方叶腊石的重量百分比为5-20％、石英的重量百分比为10-25％、，煅烧高岭土的重量百分比为10-30％、废瓷粉的重量百分比为0-15％、硅灰石的重量百分比为0-15％、白云石的重量百分比为0-8％，滑石的重量百分比为0-10％，电解质。

具体而言，本发明坯体所用的主要原料包括南方黑泥、南方高岭土、南方叶腊石、石英、，煅烧高岭土、本厂废瓷粉、硅灰石、白云石，滑石，电解质等。所用原料的理化性能见表1、表2、表3。

表1原料化学组成(％)

表2原料矿物组成(％)

表3原料物理性能

本发明的陶质卫生陶瓷坯体适宜配方组成，见表4。

表4本发明的精陶质卫生陶瓷坯体适宜配方组成(重量％)

表5列出了一个瓷质卫生陶瓷坯体和本发明的九个陶质卫生陶瓷坯体实施例的化学组成。其中1#为本公司瓷质卫生陶瓷坯体的化学组成，2#～10#为本发明的陶质卫生陶瓷坯体的实施例的化学组成。

表5化学组成比较表(重量％)

表6对瓷质卫生陶瓷坯体与本发明实施例的精陶质卫生陶瓷坯体的物理性能进行比较。从表6可知，实施例中的陶质配方坯体的收缩、变形远远低于瓷质卫生陶瓷配方坯体。从实验得知，陶质坯体的变形和吸水率合格并不一定是合格的陶质坯体，因为陶质坯体形成以后的吸湿膨胀是非常重要的。实施例6#配方的组成是氧化钾和氧化钠较多，而氧化钙和氧化镁较少，坯体中大量的由氧化钾和氧化钠生成玻璃质导致吸湿膨胀严重，釉面出现裂纹多而密。调整坯体配方使氧化钙和氧化镁含量增加，氧化钾和氧化钠减少，坯体的吸湿膨胀减小，产品的抗龟裂能力得到提高，比如实施例4#。但是仅仅吸湿膨胀减小还远远不够，如果陶质坯体组成不合适，在200℃的热膨胀系数和釉的热膨胀系数不匹配，釉面的抗龟裂性能也不合格。所以必须同时满足成型性能合格、变形合格、强度合格、釉面合格、吸湿膨胀合格、热膨胀系数合格和抗龟裂合格的陶质坯体才是合格的坯体。实施例7#与实施例8#相比，氧化钙含量虽然都高达4.5％以上，但由于实施例7#的坯体在200℃的热膨胀系数较低，釉面抗龟裂性能也不合格；实施例9#虽然釉面抗龟裂性能合格，但吸水率不如实施例8#更为安全可靠；实施例10#虽然抗龟裂性合格，但其烧成抗折强度偏低；实施例8#的烧成抗折强度，已经完全能够满足大部分卫生陶瓷制品的要求；实施例2#、3#、5#由于抗折强度等性能不理想弃用。所以，实施例8#为本发明的陶质卫生陶瓷坯体配方的优选方案1，实施例4#为本发明的陶质卫生陶瓷坯体配方的优选方案2。

表6物理性能表

从表6中可以知道，陶质制品的干燥收缩率在3.5％以下，小于瓷质制品可以显著减少卫生陶瓷制品在干燥过程中的开裂缺陷；陶质制品的烧成收缩率在4.5％以下，小于瓷质制品可以显著减少卫生陶瓷制品在烧成过程中的开裂缺陷；陶质制品的总收缩率在7.5％以下，小于瓷质制品可以显著减少卫生陶瓷制品在干燥及烧成过程中的开裂缺陷，可以提高制品尺寸的制造精度；陶质制品的标准变形度在9mm以下，小于瓷质制品可以显著减少卫生陶瓷制品在烧成过程中的变形缺陷，提高制品的合格率，可以提高制品的制造精度；陶质制品从根本上解决了瓷质卫生陶瓷坯体收缩大、变形大的问题，可以用于制造瓷质卫生陶瓷坯体根本无法满足设计要求的大尺寸、结构复杂的产品。

在陶质坯料中添加含有氧化钙和氧化镁的滑石、白云石、石灰石和硅灰石等原料，能够促使坯体在烧制过程中生成较多的结晶相。同时由于含碱土金属的玻璃相比含碱金属玻璃相具有较高的化学稳定性，不易被水浸析，因而降低了坯体的吸湿膨胀性能。

在坯料中引入滑石、白云石、石灰石和硅灰石，无论最终反应产物是形成玻璃相还是形成结晶相，都会降低坯体的吸湿膨胀率。本发明的陶质坯体的低吸湿膨胀率与釉面承受适当的压应力相结合，共同保证了产品的抗龟裂能力。

瓷质卫生陶瓷坯体、实施例优选方案的坯体的矿物组成比较，见表7。

表7矿物组成比较(重量％)

进一步的，所述坯体中氧化钙和氧化镁合量的重量百分比在3.7％以上，吸水率小于12％。

进一步的，所述坯体中氧化钙和氧化镁的比例关系符合如下公式：

进一步的，控制所述坯体中所述氧化钙和所述氧化镁的重量百分比的差值在2.5～7.0之间，所述坯体的吸湿膨胀率小于0.07％。

进一步的，所述坯体烧成抗折强度大于50Mpa，总收缩率小于7.5％，变形度小于等于9.0mm。

进一步的，所述坯体在600℃的热膨胀系数大于7.0×10^-6/K，用蒸压釜检测釉面无裂纹，温度差110℃的抗釉裂检测合格。

进一步的，所述坯体的矿物组成中含有结晶相的重量百分比为5％以上，玻璃相的重量百分比为50％以下。

具体而言，氧化钙和氧化镁的合量在3.7％以上，吸水率小于12％，并且氧化钙和氧化镁的重量百分比的比值控制在2.5-7.0之间，如图2所示，所述坯体的吸湿膨胀率小于0.07％，烧成抗折强度大于50Mpa，总收缩率小于7.5％，变形度小于等于9.0mm，在600℃坯体的热膨胀系数大于7.0×10^-6/K，用蒸压釜检测釉面无裂纹，温度差110℃的抗釉裂检测合格，坯体的矿物组成中含有5％以上的结晶相，玻璃相含量在50％以下。从而能够更好的解决瓷质卫生瓷坯体无法克服的收缩、变形大，同时设法解决陶质卫生陶瓷的不用化妆土和不出现釉面龟裂，按照瓷质卫生陶瓷的生产方法生产出合格产品的问题。通过引入适量氧化镁和氧化钙等原料，降低坯体的吸湿膨胀，提高陶质卫生陶瓷产品的抗龟裂性能，保证具有足够长的使用寿命。通过控制吸水率在合理的范围内，保证产品具有较高的强度同时也能降低坯体的吸湿膨胀，确保使用的安全性，对于提高产品合格率，降低生产成本，提高产品档次和质量水平具有重要意义。

实施例二

本申请实施例还提供了一种陶制卫生洁具坯体的制备方法，用于制备如权利要求1-7所述的陶制卫生洁具坯体，如图1所示，所述方法包括：

步骤110：按照配比称量原料，加入适量水、电解质，在搅拌机中搅拌后装入球磨机中研磨至规定粒径。经过过筛、除铁后制备成注浆成型用泥浆；

步骤120：根据成型工艺性能的要求，将球磨好的泥浆的浓度、温度、流动性、吃浆速度等性能调整合适，陈腐3天后，采用注浆成型得到各种试样；

步骤130：采用注浆成型法，将泥浆注入所需的产品的石膏模型或树脂模型中，一定时间后脱模；

步骤140：待模具内的试样稍干后脱模，先在室温或者50℃的环境下干燥12h，然后再放入电热干燥箱中，在105～110℃下干燥12h。冷却后用砂纸打磨掉边缘毛刺，在测试收缩的试条上分别用游标卡尺量取200mm，并刻上记号；

步骤150：将脱模后的产品放置在干燥室内进行干燥，根据温湿度曲线控制干燥温度和湿度，最高干燥温度一般小于80℃，湿度小于90％；

步骤160：对干燥后的产品进行施釉、烧成。

进一步的，所述泥浆适宜的成型性能工艺参数为：浓度为346-370g/200ml、350目筛余为6-10％、吸浆速度为5-7mm/45min。

进一步的，在所述坯体上施釉的釉浆在室温600℃的热膨胀系数范围为5.5～6.5×10-6/K。

具体而言，根据成型工艺性能的要求，将球磨好的泥浆的浓度、温度、流动性、吃浆速度等性能调整合适，陈腐3天后，采用注浆成型得到各种试样。

在步骤120和步骤130中，将泥浆注入用于检测收缩和变形的试条石膏模具中(试条规格：250×30×10mm)，每个配方的泥浆注试条数量为6根，其中3根用于检测收缩，3根用于检测变形，测量好收缩率和变形度后，用于检测吸水率。

将泥浆注入用于检测釉面龟裂的砖片石膏模具中(砖片规格：200×200×15mm)，每个配方的泥浆注砖片6片，3片用于检测吸湿膨胀率，3片用于检测釉面龟裂实验。

将泥浆注入用于检测干燥强度和烧成强度的圆棒石膏模具中(圆棒规格为直径×高：Φ15×150mm)，每个泥浆配方注6根圆棒，3根用于检测干燥抗折强度，3根在生产窑炉烧好用于检测烧成抗折强度和检测热膨胀系数。

采用注浆成型法，将泥浆注入所需的产品的石膏模型或树脂模型中，一定时间后脱模。

步骤140、步骤150为试样干燥和产品干燥过程，待模具内的试样稍干后脱模，先在室温或者50℃的环境下干燥12h，然后再放入电热干燥箱中，在105～110℃下干燥12h。冷却后用砂纸打磨掉边缘毛刺，在测试收缩的试条上分别用游标卡尺量取200mm，并刻上记号。将脱模后的产品放置在干燥室内进行干燥，根据温湿度曲线控制干燥温度和湿度，最高干燥温度一般小于80℃，湿度小于90％。

步骤160为试样施釉和产品施釉的过程，本发明所用釉浆的适宜物理性能，见表9

表9釉浆物理性能

本发明施于坯体上的釉浆可以用乳浊釉做基础釉，经过添加色料，烧成后的颜色成为有光泽的白色或其它色釉；本发明施于坯体上的釉浆可以用透明釉做基础釉，经过添加色料，烧成后成为有光泽的深色釉。本发明所用的透明釉、乳浊釉的基础配方的化学组成，见表10。

表10釉浆化学组成(％)

本发明施于坯体上所用釉浆在室温600℃的热膨胀系数范围为5.5～6.5×10^-6/K，比本发明的陶质卫生陶瓷坯体在室温600℃的热膨胀系数低0.5～2.0×10^-6/K。

本发明采用手工或机械手将性能调整合适的釉浆喷涂于坯体表面，釉层总厚度为0.5～1.0mm。

进一步的，在试样烧成和产品烧成过程中，将各种试样均分为三组，在辊道窑的左中右三个位置进行烧成；将干燥好的产品放在辊道窑或梭式窑内烧成；烧成制度：烧成周期为17～22h，最高烧成温度为1220～1250℃，氧化气氛。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种陶制卫生洁具坯体，其特征在于，所述坯体的原料包括：南方黑泥的重量百分比为10-40％、南方高岭土的重量百分比为10-30％、南方叶腊石的重量百分比为5-20％、石英的重量百分比为10-25％、，煅烧高岭土的重量百分比为10-30％、废瓷粉的重量百分比为0-15％、硅灰石的重量百分比为0-15％、白云石的重量百分比为0-8％，滑石的重量百分比为0-10％，电解质。

2.如权利要求1所述的坯体，其特征在于，所述坯体中氧化钙和氧化镁合量的重量百分比在3.7％以上，吸水率小于12％。

3.如权利要求2所述的坯体。其特征在于，所述坯体中氧化钙和氧化镁的比例关系符合如下公式：

4.如权利要求3所述的坯体。其特征在于，控制所述坯体中所述氧化钙和所述氧化镁的重量百分比的差值在2.5～7.0之间，所述坯体的吸湿膨胀率小于0.07％。

5.如权利要求1所述的坯体，其特征在于，所述坯体烧成抗折强度大于50Mpa，总收缩率小于7.5％，变形度小于等于9.0mm。

6.如权利要求1所述的坯体，其特征在于，所述坯体在600℃的热膨胀系数大于7.0×10^-6/K，用蒸压釜检测釉面无裂纹，温度差110℃的抗釉裂检测合格。

7.如权利要求1所述的坯体，其特征在于，所述坯体的矿物组成中含有结晶相的重量百分比为5％以上，玻璃相的重量百分比为50％以下。

8.一种陶制卫生洁具坯体的制备方法，用于制备如权利要求1-7所述的陶制卫生洁具坯体，其特征在于，所述方法包括：

按照配比称量原料，加入适量水、电解质，在搅拌机中搅拌后装入球磨机中研磨至规定粒径。经过过筛、除铁后制备成注浆成型用泥浆；

根据成型工艺性能的要求，将球磨好的泥浆的浓度、温度、流动性、吃浆速度等性能调整合适，陈腐3天后，采用注浆成型得到各种试样；

采用注浆成型法，将泥浆注入所需的产品的石膏模型或树脂模型中，一定时间后脱模；

待模具内的试样稍干后脱模，先在室温或者50℃的环境下干燥12h，然后再放入电热干燥箱中，在105～110℃下干燥12h。冷却后用砂纸打磨掉边缘毛刺，在测试收缩的试条上分别用游标卡尺量取200mm，并刻上记号；

将脱模后的产品放置在干燥室内进行干燥，根据温湿度曲线控制干燥温度和湿度，最高干燥温度一般小于80℃，湿度小于90％；

对干燥后的产品进行施釉、烧成。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述泥浆适宜的成型性能工艺参数为：浓度为346-370g/200ml、350目筛余为6-10％、吸浆速度为5-7mm/45min。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述坯体上施釉的釉浆在室温600℃的热膨胀系数范围为5.5～6.5×10-6/K。