CN109320086A

CN109320086A - 一种高温结晶釉及其制备方法

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Publication number: CN109320086A
Application number: CN201811559826.6A
Authority: CN
Inventors: 黄豪; 汪大谷
Original assignee: HUNAN HUALIAN CERAMICS CO Ltd
Current assignee: HUNAN HUALIAN CERAMICS CO Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2019-02-12

Abstract

本发明公开了一种高温结晶釉，包括以下组分及各自重量百分含量：锂辉石7‑10％，硅灰石粉45‑48％，贵州土4‑5％，石英粉6.5‑10％，龙岩土4‑6％，碳酸钡28‑30％，色剂0.5‑1％。本发明釉料中主要含有硅灰石和碳酸钡，硅灰石在釉料中过饱和而产生析晶，生成硅灰石晶体，并且引入过量的碳酸钡，形成硅灰石‑碳酸钡的复合晶体，晶体均匀细腻，铺展于釉层表面，产生一种晶体浮于透明釉层的效果，得到的结晶釉产品热稳定性达到国家日用陶瓷标准，铅镉溶出达到国家日用陶瓷标准，能够大批量稳定生产配套产品；本发明的产品烧成制度与大生产普通产品一样没有特殊要求，无需特定窑炉烧成，适合大规模生产。

Description

一种高温结晶釉及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷釉料技术领域，具体涉及一种高温结晶釉及其制备方法。

背景技术

结晶釉是在我国古色釉基础上发展起来的一种人工晶花釉，其特征是在釉中或釉表面析出各种形状的晶花，这些晶花是利用釉熔体中的成晶物质在过饱和状态下，通过冷却和适当的保温自然生长形成的。但是现有的结晶釉是一种高级陶瓷艺术釉，给人以强烈的艺术效果，主要用于制作花瓶等艺术陶瓷。目前在日用陶瓷领域，结晶釉的应用不是很广泛，主要原因是现有原料制成的结晶釉其对烧成条件要求较高，需要较长的烧成时间和保温时间，不能适应日用陶瓷生产使用的辊道窑。但随着消费水平的不断提升，以及消费者的审美提升，对于日用陶瓷艺术化的需求越来越高，提出艺术釉、结晶釉等在日用陶瓷上的应用，在保证产品性能达标的前提下，做到艺术与实用性的结合，满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的是克服现有结晶釉对烧成条件要求较高，需要较长的烧成时间和保温时间，不能用于日用陶瓷的不足，提供一种烧成制度与大生产普通高温还原产品无异，无需特定窑炉烧成，适合大规模生产，同时热稳定性，铅镉溶出等理化性能达到国家日用陶瓷的相关标准高温结晶釉及其制备方法。

本发明提供了一种高温结晶釉，包括以下组分及各自重量百分含量：锂辉石7-10％，硅灰石粉45-48％，贵州土4-5％，石英粉6.5-10％，龙岩土4-6％，碳酸钡28-30％，色剂0.5-1％。

优选的，包括以下组分及各自重量百分含量：锂辉石8％，硅灰石粉46％，贵州土5％，石英粉6.5％，龙岩土6％，碳酸钡30％，色剂0.5％。

优选的，所述色剂为氧化铜或氧化钴。

本发明还提供了一种高温结晶釉的制备方法，包括以下步骤：

1)按照各组分和各组分质量百分含量备料，原料湿法球磨，过筛得到釉浆；

2)加水调节釉浆的浓度，然后将釉浆附于坯体上，干燥后坯体在还原气氛中进行烧成，烧成温度为1290-1320℃，得到成品。

优选的，步骤1)所述釉浆的细度为过250目筛余0.02-0.04％。

优选的，步骤1)所述球磨时原料、球石、水的质量比为1:2:0.5。

优选的，步骤1)所述球磨时间为22-24h。

优选的，步骤2)所述釉浆的浓度为43-46波美度。

优选的，步骤2)所述将釉浆附于坯体上的方式为浸釉、施釉或喷釉中的一种。

优选的，步骤2)所述将釉浆附于坯体上后，釉层的厚度为0.15-0.35mm。

优选的，步骤2)所述烧成时间为10-11h。

本发明所述高温结晶釉的釉料中主要含有硅灰石和碳酸钡，硅灰石在釉料中过饱和而产生析晶，生成硅灰石晶体，并且引入过量的碳酸钡，形成硅灰石-碳酸钡的复合晶体，晶体均匀细腻，铺展于釉层表面，产生一种晶体浮于透明釉层的效果，得到的结晶釉产品热稳定性达到国家日用陶瓷标准，铅镉溶出达到国家日用陶瓷标准，能够大批量稳定生产配套产品。

目前已有在陶瓷釉料中加入硅灰石，其所起的作用为：一、由于硅灰石本身不含水和碳酸根等任何挥发份，烧成过程中不产生气体，大大降低了烧成时产生气体的缺陷，因此可减少或消除釉面针孔，提高产品质量；二、作为助熔剂和降低烧成温度的作用；三、由于硅灰石晶形为针柱状，可为坯体中的水分快速逸散提供通道，从而加快干燥速率，缩短干燥周期，提高生产效率；四、提高釉面的耐磨性和机械强度。综上所述，硅灰石在陶瓷中的应用较多，但目前在结晶釉中硅灰石主要是用作助剂，如助熔剂。王韫之等在《陶瓷学报》发表的《结晶釉的研究现状》第2页中说明了结晶釉中引入钙既是助溶剂又是引晶剂，并且指出了目前各地高温结晶釉中化学组成的范围，其中氧化钙的质量百分含量不超过10％，但是本申请中的氧化钙质量百分含量通过换算在20％左右，远高于现有结晶釉中氧化钙的含量。专利申请号201611193312.4中硅灰石的用量只占到总用量的4-8％，专利申请号CN201410200111.7中硅灰石的用量只占到总用量的6-8％。因此，目前结晶釉中硅灰石的用量较少，这也进一步说明现有结晶釉中硅灰石只是起到一个助剂的作用，并不是发挥主要的作用，其主要生成的也不是硅灰石晶体，这也可以推测将硅灰石晶体作为主晶体用于结晶釉中存在一定的缺陷，否则目前应该有将硅灰石晶体作为主要原料生产结晶釉。本申请的发明人通过实验发现，单纯用硅灰石为主晶体制备晶体釉，晶体析出不均匀，与玻璃相分相不明显，甚至不析晶，且釉面效果单一，易造成炸釉，热稳定性能差。因此，本领域的技术人员在现有技术的基础上，会将硅灰石作为辅助原料用于结晶釉中，而不会想到将其作为主要的原料，大量使用在结晶釉上。

目前，在结晶釉中引入碳酸钡是起助溶作用，因为氧化钡在碱土金属中的助溶作用最强，并且能显著提高釉的折射率，增加釉的光泽度，降低熔融黏度。并且碳酸钡本身的分解温度在1300℃以上，但是在氧化硅和其他碱性组份存在时，在700℃以下就能分解，并重新生成硅酸盐。因此，目前为了避免高温分解时产生二氧化碳气体而造成的釉面针孔现象，在结晶釉中碳酸钡的加入量较少，不超过18％，如专利申请号CN201510037226.3一种红斑结晶釉及采用该釉的陶瓷制备方法中碳酸钡的质量百分含量通过换算不超过18％，专利申请号CN201710938692.8一种亚光蓝色结晶釉料及烧制亚光蓝色结晶釉的方法中碳酸钡的质量百分含量通过换算不超过6％。因此，本领域技术人员为了确保结晶釉的质量，通常会将碳酸钙的用量限定在18％以下。但是本申请中碳酸钡的加入量在23.7-30.9％之间，远高于现有技术中的用量，并且产生硅灰石-碳酸钡的复合晶体，得到的结晶釉能够应用于日用陶瓷产品上，结晶分布均匀，晶体较完整，釉面平整光滑，热稳定性和铅镉溶出都达到了国家日用陶瓷标准。本申请的发明人通过分析认为，将硅灰石和碳酸钡作为结晶釉的主原料，得到硅灰石-碳酸钡的复合晶体，能够避免碳酸钡在较低的温度下分解，减少了二氧化碳气体的产生，提高了结晶釉的表面光滑度和最终产品的质量。

目前，结晶釉根据所用引晶剂的命名来分，主要由锌系结晶釉、钛系结晶釉、铁系结晶釉及锰系结晶釉，目前常见的结晶釉中并没有以氧化钙或氧化钡为主结晶剂，更没有以氧化钙和氧化钡两者共同作为结晶剂的结晶釉出现，也不存在任何的启示将钙系结晶釉和钡系结晶釉结合在一起得到复合结晶釉。

并且，王韫之等在《陶瓷学报》发表的《结晶釉的研究现状》中“结晶釉分类模块”中指出“硅酸锌结晶釉由于具有结晶性能好、晶型美观、易研制等特点是目前研究最多和应用最广泛的一类。硅酸锌结晶釉是一种以氧化锌为结晶剂的结晶釉，它要求釉中含有较大的氧化锌量，一般在20％-30％。”，专利申请号201110416600.2一种结晶釉釉料配方中主结晶剂为氧化钛，其含量为22.3％，由此可知，目前不管是锌系结晶釉还是钛系结晶釉其主结晶剂的含量不超过30％，结晶剂用量过多会造成结晶过于密集，形成堆砌晶块，缺少美感，并造成釉面粗糙，应力集中，产生炸瓷。因此根据现有技术，本领域技术人员会想到将碱金属氧化物结晶剂的含量设置在30％以下，而本申请中硅灰石和碳酸钡中氧化钙和氧化钡两者的百分含量之和达到了41％以上，远高于现有技术中结晶剂的用量，以硅灰石和碳酸钡为主结晶剂，硅灰石在釉料熔融过程中过饱和，并引入过量碳酸钡，形成硅灰石—碳酸钡复合晶体,在冷却过程中析出晶体覆盖于釉层表面，得到的结晶釉应用于日用陶瓷产品上，具有较好的装饰效果和产品质量，

本发明的有益效果是：本发明釉料中主要含有硅灰石和碳酸钡，硅灰石在釉料中过饱和而产生析晶，生成硅灰石晶体，并且引入过量的碳酸钡，形成硅灰石-碳酸钡的复合晶体，晶体均匀细腻，铺展于釉层表面，产生一种晶体浮于透明釉层的效果，得到的结晶釉产品热稳定性达到国家日用陶瓷标准，铅镉溶出达到国家日用陶瓷标准，能够大批量稳定生产配套产品；本发明的产品烧成制度与大生产普通产品一样没有特殊要求，无需特定窑炉烧成，适合大规模生产。

本发明对釉浆过筛可以防止釉料在出球磨机过程中带来杂质，如球磨机内球磨介质(即球石和球磨内衬)小碎颗粒，球磨机出料口带来的杂质颗粒等，一般120目筛可以筛除这些杂质。

所述锂辉石粉，为煅烧锂辉石粉，产自澳大利亚，Li₂O≧6.5％；

所述硅灰石粉，产自江西上高县，CaO≧43.38％；

所述石英粉，产自湖南平江县，SiO₂≧99.2％；

所述龙岩土，产自福建省龙岩县；

所述贵州土，产自贵州省地区；

所述碳酸钡，产自河北省，BaCO₃＝99％。

所述色剂，产自山东省淄博市。

说明书附图

图1为实施例1的烧成曲线图。

具体实施方式

本发明提供了一种高温结晶釉，包括以下组份及各自重量百分含量：锂辉石7-10％，硅灰石粉45-48％，贵州土4-5％，石英粉6.5-10％，龙岩土4-6％，碳酸钡28-30％，色剂0.5-1％。

原料中各组份化学成份分析如表1。

表1原料中各组分化学成分分析

通过换算得出各化学成分的质量百分含量如下：SiO₂ 38.21-46.65％，AL₂O₃4.69-6.54％，Fe₂O₃ 0.25-0.30％，TiO₂ 0.01-0.015％，CaO 19.53-20.84％，MgO 0.60-0.65％，K₂O 0.09-0.014％，Na₂O 0.02-0.03％，BaCO₃ 27.72-29.7％。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

高温结晶釉，包括以下组份及各自重量百分含量：锂辉石7％，硅灰石粉48％，贵州土4％，石英粉8％，龙岩土4％，碳酸钡28％，氧化铜1％。

高温结晶釉的制备方法：1)按照各组分和各组分质量百分含量备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨22h得到细度为过250目筛余0.02-0.04％釉料，釉料过120目筛网，得到釉浆；其中原料、球石、水的质量比为1:2:0.5，高铝球石中，大球石、中球石、小球石的质量比为2:5:3；

2)加水调节釉浆的浓度为45波美度，然后采用浸釉、施釉或喷釉的方式将釉浆附于坯体上，在50—60℃温度下干燥2h，干燥后坯体在还原气氛中进行烧成，最高温度为1310℃，烧成周期10.5h，烧成曲线如图1所示，烧制完成后得到成品。

实施例2

高温结晶釉，包括以下组份及各自重量百分含量：锂辉石8％，硅灰石粉46％，贵州土5％，石英粉6.5％，龙岩土6％，碳酸钡30％，氧化铜0.5％。

高温结晶釉的制备方法：1)按照各组分和各组分质量百分含量备料，原料加入到球磨机中，并加入适量的水，一同湿法球磨24h得到细度为过250目筛余0.02-0.04％釉料，釉料过120目筛网，得到釉浆；其中原料、球石、水的质量比为1:2:0.5，高铝球石中，大球石、中球石、小球石的质量比为2:5:3；

2)加水调节釉浆的浓度为43波美度，然后采用浸釉、施釉或喷釉的方式将釉浆附于坯体上，在50—60℃温度下干燥2h，干燥后坯体在还原气氛中进行烧成，最高温度为1320℃，烧成周期10h，烧制完成后得到成品。

实施例3

高温结晶釉，包括以下组份及各自重量百分含量：锂辉石10％，硅灰石粉45％，贵州土4.5％，石英粉7％，龙岩土5％，碳酸钡28％，氧化钴0.5％。

2)加水调节釉浆的浓度为46波美度，然后采用浸釉、施釉或喷釉的方式将釉浆附于坯体上，在50—60℃温度下干燥2h，干燥后坯体在还原气氛中进行烧成，最高温度为1290℃，烧成周期11h，烧制完成后得到成品。

对比例1

高温结晶釉，包括以下组份及各自重量百分含量：长石30％，锂辉石8％，硅灰石粉16％，贵州土5％，石英粉6.5％，龙岩土6％，碳酸钡30％，氧化铜0.5％。

对比例2

采用专利申请号CN201410200111.7中的底釉原料和含量制备釉料，并采用实施例2中的方法制备高温结晶釉成品。

将实施例1-3和对比例1-2得到的高温结晶釉成品的性能进行对比，结果如表2。

表2高温结晶釉的性能比较

其中，通过目测来观察高温结晶釉制品的外观；热稳定性的测定采用的是加热急冷法，将结晶釉制品置于已经升温至180℃的电炉中，保温30min，迅速将高温结晶釉制品投入20℃的水中10min，取出结晶釉制品擦干，检查有无裂纹及炸裂。高温结晶釉成品的铅镉溶出量的测试方法按照GB/T 3534-2002的规定。

从上表中数据可以看出，实施例1-3得到的高温结晶釉的热稳定性较高，并且最终成品的外观较对比例1-2相比更加的光滑，晶体更加细腻。本发明通过对配方中各原料的重量比例进行调整，能够得到不同颜色和不同釉面效果的高温结晶釉制品，能够用于大批量生产配套产品，产品具有较高的使用和观赏价值。

Claims

1.一种高温结晶釉，其特征在于，包括以下组分及各自重量百分含量：锂辉石7-10％，硅灰石粉45-48％，贵州土4-5％，石英粉6.5-10％，龙岩土4-6％，碳酸钡28-30％，色剂0.5-1％。

2.如权利要求1所述的高温结晶釉，其特征在于，包括以下组分及各自重量百分含量：锂辉石8％，硅灰石粉46％，贵州土5％，石英粉6.5％，龙岩土6％，碳酸钡30％，色剂0.5％。

3.如权利要求1所述的高温结晶釉，其特征在于，所述色剂为氧化铜或氧化钴。

4.一种如权利要求1或2所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.如权利要求4所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，步骤1)所述釉浆的细度为过250目筛余0.02-0.04％。

6.如权利要求4所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，步骤1)所述球磨时原料、球石、水的质量比为1:2:0.5。

7.如权利要求4所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，步骤1)所述球磨时间为22-24h。

8.如权利要求4所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，步骤2)所述釉浆的浓度为43-46波美度。

9.如权利要求4或5所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，步骤2)所述将釉浆附于坯体上的方式为浸釉、施釉或喷釉中的一种。

10.如权利要求4或5所述高温结晶釉的制备方法，其特征在于，步骤2)所述烧成时间为10-11h。