CN110698067B - 一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料及制备卫生陶瓷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，按照质量百分比包括以下组分：石英24～28％、长石20～32％、硅灰石6～13％、硅酸锆8～12％、苏州土5～10％、方解石5～10％、氧化锌2～5％、刚玉2～5％、熔块2～5％、白云石2～5％、烧滑石2～5％和甲基纤维素0.2～0.5％。本技术方案提出的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，调整长石、硅灰石的使用量来提高配方成分的Al/Si比，增加提高耐磨性的原料氧化锌、烧滑石和硅酸锆的添加比例，从而整体降低卫生陶瓷的釉面磨损量，提高光泽度。进而提出一种使用上述用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料制备卫生陶瓷的制备方法，使得制成的卫生陶瓷表面光滑细腻，其釉面磨耗量平均值降低至70～80mg，并且耐磨度高、使用寿命长，其光泽度高达95～105GU。

Description

一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料及制备卫生陶瓷的方法
技术领域
本发明涉及卫生陶瓷技术领域，尤其涉及一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料及制备卫生陶瓷的方法。
背景技术
近几年，随着消费者需求层次的提高，不仅仅对卫生陶瓷产品的表面光滑、美观及自洁效果要求有所提高，而且对产品的使用特性也提出了更高的要求。对于蹲便器、马桶及面盆等卫生陶瓷产品，在日常使用和清洁擦洗过程中，由于经常对产品接触面造成磨损，继而容易出现釉面光泽度降低、颜色变淡，造成污垢渗入、细菌繁殖，严重缩短了卫生陶瓷的使用寿命。
现有的卫生陶瓷釉面，按照GB/T3810.7-2016陶瓷砖试验方法进行釉砖表面耐磨性的测定，研磨转数为6000转时，釉面磨损量平均值为105～120mg，光泽度为85～92GU，但该磨损值范围的釉面在日常使用过程中仍然很容易出现磨痕及藏污现象，远远未达到卫生陶瓷釉面的磨损量和光泽度需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，调整长石、硅灰石的使用量来提高配方成分的Al/Si比，增加提高耐磨性的原料氧化锌、烧滑石和硅酸锆的添加比例，从而整体降低卫生陶瓷的釉面磨损量，提高光泽度。
本发明的另一个目的在于提出一种使用上述用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料制备卫生陶瓷的制备方法，使得制成的卫生陶瓷表面光滑细腻，其釉面磨耗量平均值降低至70～80mg，并且耐磨度高、使用寿命长，其光泽度高达95～105GU。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，按照质量百分比包括以下组分：石英24～28％、长石20～32％、硅灰石6～13％、硅酸锆8～12％、苏州土5～10％、方解石 5～10％、氧化锌2～5％、刚玉2～5％、熔块2～5％、白云石2～5％、烧滑石2～5％和甲基纤维素0.2～0.5％。
优选的，按照质量百分比，所述长石包括钠长石13～20％和钾长石6～12％。
优选的，所述钾长石的氧化钾含量≥11％。
优选的，所述硅酸锆中粒径低于5μm的硅酸锆质量大于总硅酸锆质量的 80％。
优选的，所述刚玉过325目筛的筛余量小于6％。
优选的，所述熔块为高锌乳浊类熔块。
优选的，所述熔块，按照质量百分比包括以下组分：SiO2 56％、Al2O3 18％、 CaO13％、ZnO 3.95％、K2O 3.95％、Na2O 0.6％、MgO 1.0％和B2O3 3.5％。
一种使用上述用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料制备卫生陶瓷的方法，包括以下步骤：
A、预球磨：按照配方量称取熔块，将配方量的熔块预先球磨；
B、球磨：按照配方量称取除熔块以外的其他原料，将配方量的其他原料与步骤A得到的球磨后的熔块混合后，加水球磨得到釉浆，其中，水的添加量为原料总量的40～45％；
C、过筛除铁：将步骤B得到釉浆通过160～200目过筛后除铁；
D、施釉：对卫生陶瓷坯体进行施釉，其中，卫生陶瓷坯体的釉层厚度为 0.8～1.2mm；
E、干燥：将步骤D得到的施釉后的卫生陶瓷先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
F：烧成：将步骤E中干燥后的卫生陶瓷放入窑炉内进行1205～1220℃的高温烧制。
优选的，步骤B中，所述釉浆中粒度小于10μm的原料质量为总原料质量的58～65％。
优选的，步骤B中，按照质量百分比，所述釉浆包括以下成为：SiO2 56～62％、Al2O3 10～11％、CaO 8～11.5％、ZrO2 5～7％、ZnO 2～5％、K2O 1.5～2.5％、Na2O 1.2～1.8％、 MgO 1.5～2.5％、B2O3 0.1～0.2％和BaO 0～0.04％。
本发明的有益效果：本技术方案提出的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，调整长石、硅灰石的使用量来提高配方成分的Al/Si比，增加提高耐磨性的原料氧化锌、烧滑石和硅酸锆的添加比例，从而整体降低卫生陶瓷的釉面磨损量，提高光泽度。进而提出一种使用上述用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料制备卫生陶瓷的制备方法，使得制成的卫生陶瓷表面光滑细腻，其釉面磨耗量平均值降低至70～80mg，并且耐磨度高、使用寿命长，其光泽度高达95～105GU。
具体实施方式
一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，按照质量百分比包括以下组分：石英 24～28％、长石20～32％、硅灰石6～13％、硅酸锆8～12％、苏州土5～10％、方解石 5～10％、氧化锌2～5％、刚玉2～5％、熔块2～5％、白云石2～5％、烧滑石2～5％和甲基纤维素0.2～0.5％。
现有的卫生陶瓷釉面，按照GB/T3810.7-2016陶瓷砖试验方法进行釉砖表面耐磨性的测定，釉面磨损量平均值为105～120mg，光泽度为85～92GU，但该磨损值范围的釉面在日常使用过程中仍然很容易出现磨痕及藏污现象，远远未达到卫生陶瓷釉面的磨损量和光泽度需求。而现有瓷砖中，釉面磨损值低的主要原因是配方成分的Al/Si比低，同时由于未使用高耐磨原料或耐磨原料添加比例不足，因此导致耐磨度和釉面光泽度低，使用寿命短。
为了进一步降低卫生陶瓷的釉面磨损量，提高光泽度，本技术方案提出了一种耐磨釉料，其通过调整长石、硅灰石的使用量来提高配方成分的Al/Si比，使卫生陶瓷釉料的Al/Si比高达5.7～6.0，高于一般瓷砖釉料的Al/Si比 2.8～3.1，从而减少釉料的玻璃相，增加莫来石晶体相，达到提高光泽度的目的。再通过增加和提高耐磨性原料氧化锌、烧滑石和硅酸锆的添加比例，从而达到整体提高使用其的卫生陶瓷产品的耐磨度和光泽度。
具体地，本技术方案的耐磨釉料按照质量百分比包括以下组分：石英 24～28％、长石20～32％、硅灰石6～13％、硅酸锆8～12％、苏州土5～10％、方解石 5～10％、氧化锌2～5％、刚玉2～5％、熔块2～5％、白云石2～5％、烧滑石2～5％和甲基纤维素0.2～0.5％。石英是SiO2成分的主要提供原料，也是形成釉面玻璃相的主要成分，其质量百分比决定了配方成分的Al/Si比，直接影响釉熔融温度和粘度，继而影响釉面耐磨度。长石和硅灰石同样是SiO2成分的主要提供原料，而且通过调整长石、硅灰石的使用量可有效提高配方成分的Al/Si比。硅酸锆主要起乳浊剂、增白剂的作用，其添加量需满足白度要求的质量百分比范围，硅酸锆添加至配方体系中，对耐磨度也有提升效果。方解石和白云石在配方体系中主要起到助熔的作用，其中，白云石中因含碳酸镁，较方解石中的碳酸钙更易拓宽烧结温，两者的相互配合可有效促进石英熔解和莫来石晶体的形成，但需要严格控制两物质的用量。氧化锌在配方体系中主要起助熔作用，与方解石和白云石配合使用，同时它对釉面光泽度的提高起到较大的作用，在一定范围内能增大釉力学弹性和增加釉的强度，当氧化锌含量小于2％时，其增大釉力学弹性和增加釉的强度的作用不明显，而当氧化锌含量大于5％时，容易引起釉面低温甚至析晶现象。甲基纤维素作为粘结剂添加至耐磨釉料的配方体系中，可提高釉的附着能力，减少干燥坯体的破损率，同时加强釉的附着力和釉层强度。
更进一步说明，按照质量百分比，所述长石包括钠长石13～20％和钾长石 6～12％。
由于本技术方案主要通过调整长石、硅灰石的使用量来提高配方成分的 Al/Si比，为了进一步促进长石和硅灰石的相互配合，稳定耐磨釉料的配方体系，本技术方案中将钠长石和钾长石进行配合，钠长石和钾长石在配方体系中为Al2O3的提供原料，可起到降低烧结熔融温度的作用，同时促进莫来石晶体的形成，增强耐磨性，特别地，钠长石的粘度较钾长石小，可有利于提高整体釉料的高温流动性。
优选的，所述耐磨釉料按照质量百分比包括以下组分：石英26％、钠长石 20％、钾长石6％、硅灰石8.7％、硅酸锆7.5％、苏州土8％、方解石8％、氧化锌 4％、刚玉3％、熔块3％、白云石2％、烧滑石3.5％和甲基纤维素0.3％。
更进一步说明，所述钾长石的氧化钾含量≥11％。
更进一步说明，所述硅酸锆中粒径低于5μm的硅酸锆质量大于总硅酸锆质量的80％。
更进一步说明，所述刚玉过325目筛的筛余量小于6％。
更进一步说明，所述熔块为高锌乳浊类熔块。
熔块起到熔剂作用，本技术方案中优选高锌乳浊类熔块，主要是由于其始熔温度高、使用范围宽、坯釉结合度高、烧成后光泽度好。范围宽可有效改善釉面质量，但需要控制其用量，若用量过多则釉面容易出现针孔等缺陷。
更进一步说明，所述熔块，按照质量百分比包括以下组分：SiO2 56％、Al2O3 18％、CaO 13％、ZnO 3.95％、K2O 3.95％、Na2O 0.6％、MgO 1.0％和B2O3 3.5％。
使用上述用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料制备卫生陶瓷的方法，包括以下步骤：
A、预球磨：按照配方量称取熔块，将配方量的熔块预先球磨；
B、球磨：按照配方量称取除熔块以外的其他原料，将配方量的其他原料与步骤A得到的球磨后的熔块混合后，加水球磨得到釉浆，其中，水的添加量为原料总量的40～45％；
C、过筛除铁：将步骤B得到釉浆通过160～200目过筛后除铁；
D、施釉：对卫生陶瓷坯体进行施釉，其中，卫生陶瓷坯体的釉层厚度为 0.8～1.2mm；
E、干燥：将步骤D得到的施釉后的卫生陶瓷先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
F：烧成：将步骤E中干燥后的卫生陶瓷放入窑炉内进行1205～1220℃的高温烧制。
本技术方案还提出一种使用上述耐磨釉料制备卫生陶瓷的制备方法，配合耐磨釉料的使用，使得制成的卫生陶瓷表面光滑细腻，其釉面磨耗量平均值降低至70～80mg，并且耐磨度高、使用寿命长，其光泽度高达95～105GU。
具体地，本技术方案对以下制备方法的步骤作出了优化：
首先，步骤A中将熔块使用预球磨处理，由于熔块本身的体积与其他各原料不能对比，为提高整个釉料原料的球磨效率及釉面质量，先去熔块进行预球磨处理，有利于提高釉面平整度、细腻度及光泽度，降低针孔数。
其次，步骤C中将釉浆通过过160～200目筛及除铁，将釉浆通过除杂的步骤并优化粒度分布，可有效改善釉面反应致密度，继而提升耐磨度。
更进一步说明，步骤B中，所述釉浆中粒度小于10μm的原料质量为总原料质量的58～65％。
效果：进一步地，本技术方案还对步骤B中的釉浆粒度进行严格控制，以便进一步提高釉面质量，降低磨耗。
更进一步说明，步骤B中，按照质量百分比，所述釉浆包括以下成为：SiO2 56～62％、Al2O3 10～11％、CaO 8～11.5％、ZrO2 5～7％、ZnO 2～5％、K2O 1.5～2.5％、 Na2O1.2～1.8％、MgO 1.5～2.5％、B2O3 0.1～0.2％和BaO 0～0.04％。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例组1-一种使用耐磨釉料制备卫生陶瓷的方法，包括以下步骤：
A、预球磨：按照下表1配方量称取熔块，将配方量的熔块预先球磨；
B、球磨：按照下表1配方量称取除熔块以外的其他原料，将配方量的其他原料与步骤A得到的球磨后的熔块混合后，加水球磨得到釉浆，其中，水的添加量为原料总量的40～45％，釉浆中粒度小于10μm的原料质量为总原料质量的 58～65％；
C、过筛除铁：将步骤B得到釉浆通过160～200目过筛后除铁；
D、施釉：对马桶坯体进行施釉，其中，马桶坯体的釉层厚度为0.8～1.2mm；
E、干燥：将步骤D得到的施釉后的马桶先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
F：烧成：将步骤E中干燥后的马桶放入窑炉内进行1205～1220℃的高温烧制。
表1实施例组1中耐磨釉料各原料的配比
Figure BDA0002275174790000071
Figure BDA0002275174790000081
分别采用上述表1中不同原料配方的耐磨釉料制备马桶，并按照GB/T 3810.7-2016陶瓷砖试验方法中釉砖表面耐磨性的测定对马桶进行耐磨度和光泽度的测试。其结果如下表2所示：
表2实施例组1中不同马桶的检测结果
Figure BDA0002275174790000082
Figure BDA0002275174790000091
由表2可以看出，实施例1-2～实施例1-4、实施例1-6～实施例1-7均使用本技术方案中的配方含量制备耐磨釉料，使采用该耐磨釉料制备而成的马桶的外观平整度好，而且磨损量平均值达到70～80mg范围，光泽度达到95～105GU范围，达到降低磨损量和提高光泽度的目的。
通过对实施例1-1和实施例1-5与其他实施例对比可知，当原料组分的含量超过出技术方案限定的范围时，采用该耐磨釉料制备而成的马桶的外观平整度、磨损量和光泽度均有不同程度的损失，使制备后的马桶不能达到生产所需标准。
对比实施例组1-一种使用耐磨釉料制备卫生陶瓷的方法，包括以下步骤：
A、预球磨：按照下表3配方量称取熔块，将配方量的熔块预先球磨；
B、球磨：按照下表3配方量称取除熔块以外的其他原料，将配方量的其他原料与步骤A得到的球磨后的熔块混合后，加水球磨得到釉浆，其中，水的添加量为原料总量的40～45％，釉浆中粒度小于10μm的原料质量为总原料质量的 58～65％；
C、过筛除铁：将步骤B得到釉浆通过160～200目过筛后除铁；
D、施釉：对马桶坯体进行施釉，其中，马桶坯体的釉层厚度为0.8～1.2mm；
E、干燥：将步骤D得到的施釉后的卫生陶瓷先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
F：烧成：将步骤E中干燥后的马桶放入窑炉内进行1205～1220℃的高温烧制。
表3对比实施例组1中耐磨釉料各原料的配比
Figure BDA0002275174790000101
分别采用上述表3中不同原料配方的耐磨釉料制备马桶，并按照GB/T 3810.7-2016陶瓷砖试验方法中釉砖表面耐磨性的测定对马桶进行耐磨度和光泽度的测试。其结果如下表4所示：
表4对比实施例组1中不同马桶的检测结果
Figure BDA0002275174790000102
Figure BDA0002275174790000111
由表4可以看出，对比例1-1采用了氧化铝代替高耐磨原料刚玉，使得采用该耐磨釉料制备而成的马桶的外观平整度较差、磨损量增加，光泽度也达不到生产所需。
对比例1-2采用了增加氧化铝和提高烧滑石的添加比例代替高耐磨原料刚玉，同样使得采用该耐磨釉料制备而成的马桶的外观平整度较差、磨损量增加，光泽度也达不到生产所需。
对比例1-3减少了白云石的添加，同时增加了硅酸锆的添加比例，由于白云石可促进莫来石晶体的形成，硅酸锆可有效提升耐磨度效果，而两者的添加比例不在本技术方案所限定的范围内，使得采用该耐磨釉料制备而成的马桶的外观平整度、磨损量和光泽度均有不同程度的损失，使制备后的马桶不能达到生产所需标准。
对比例1-4通过调整钠长石、钾长石和硅灰石的添加比例来调节配方体系的Si/Al比，使得采用该耐磨釉料制备而成的马桶光泽度较低，同时耐磨度较差。
对比例1-5中使用的原料组分及比例为现有技术中耐磨釉料的原料组分及比例，利用现有耐磨釉料制备的马桶的釉面磨损量平均值只能达到105～120mg，光泽度只能达到85～92GU。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，其特征在于，按照质量百分比包括以下组分：石英24～28％、长石20～32％、硅灰石6～13％、硅酸锆8～12％、苏州土5～10％、方解石5～10％、氧化锌2～5％、刚玉2～5％、熔块2～5％、白云石2～5％、烧滑石2～5％和甲基纤维素0.2～0.5％，且所述耐磨釉料的Al/Si比为5.7～6.0；
所述熔块为高锌乳浊类熔块，且按照质量百分比，所述熔块包括以下组分：SiO256％、Al2O318％、CaO 13％、ZnO 3.95％、K2O 3.95％、Na2O 0.6％、MgO 1.0％和B2O33.5％。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，其特征在于：按照质量百分比，所述长石包括钠长石13～20％和钾长石6～12％。
3.根据权利要求2所述的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，其特征在于：所述钾长石的氧化钾含量≥11％。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，其特征在于：所述硅酸锆中粒径低于5μm的硅酸锆质量大于总硅酸锆质量的80％。
5.根据权利要求1所述的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料，其特征在于：所述刚玉过325目筛的筛余量小于6％。
6.使用权利要求1～5任意一项所述的一种用于制备卫生陶瓷的耐磨釉料制备卫生陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、预球磨：按照配方量称取熔块，将配方量的熔块预先球磨；
B、球磨：按照配方量称取除熔块以外的其他原料，将配方量的其他原料与步骤A得到的球磨后的熔块混合后，加水球磨得到釉浆，其中，水的添加量为原料总量的40～45％；
C、过筛除铁：将步骤B得到釉浆通过160～200目过筛后除铁；
D、施釉：对卫生陶瓷坯体进行施釉，其中，卫生陶瓷坯体的釉层厚度为0.8～1.2mm；
E、干燥：将步骤D得到的施釉后的卫生陶瓷先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
F：烧成：将步骤E中干燥后的卫生陶瓷放入窑炉内进行1205～1220℃的高温烧制。
7.根据权利要求6所述的制备卫生陶瓷的方法，其特征在于：步骤B中，所述釉浆中粒度小于10μm的原料质量为总原料质量的58～65％。
8.根据权利要求6所述的制备卫生陶瓷的方法，其特征在于，步骤B中，按照质量百分比，所述釉浆包括以下成为：SiO256～62％、Al2O310～11％、CaO8～11.5％、ZrO25～7％、ZnO2～5％、K2O 1.5～2.5％、Na2O 1.2～1.8％、MgO 1.5～2.5％、B2O30.1～0.2％和BaO 0～0.04％。
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