CN111439931B - 适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，按照重量份数计算，包括的原料成分为：石英20‑30份、长石28‑38份、惠州水洗白土5‑10份、偏硅酸钙10‑20份、中温熔块5‑12份、煅烧滑石2‑8份、煅烧氧化锌3‑11份、磷辉石3‑8份和添加剂羧甲基纤维钠0.2‑0.5份。本发明所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，含有的所述磷辉石、高钙原料（偏硅酸钙和中温熔块）可以在釉熔融时使釉产生分相，釉熔融时含钾和钠的熔体与含钙和镁的熔体分相产生多液相熔体从而达到增白效果，并通过所述氧化锌及中温熔块提高釉的烧成范围，解决釉中高镁含量导致的烧成范围窄的缺陷。

Description

适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉及其制备方法。
背景技术
目前卫生陶瓷和日用瓷中使用的白釉多数添加了含锆原料，如硅酸锆等。随着硅酸锆的资源越来越少，含锆原料的价格越来越高，大幅提升了卫生陶瓷和日用瓷的白釉的生产成本，并且含锆原料存在辐射性。如果直接减少含锆原料的添加比例会造成制得的产品颜色泛黄，而现有技术的无锆白釉存在着白釉熔融温度范围窄、容易惊裂、废品多等问题。
发明内容
本发明提出一种所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，熔融时的釉产生分相形成多液相熔体从而实现了增白效果，并解决现有技术的白釉中高镁含量导致烧成范围窄的缺陷。
本发明同时还提出了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，制备方法简单。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，按照重量份数计算，包括的原料成分为：石英20-30份、长石28-38份、惠州水洗白土5-10份、偏硅酸钙10-20份、中温熔块5-12份、煅烧滑石2-8份、煅烧氧化锌3-11份、磷辉石3-8份和添加剂羧甲基纤维钠0.2-0.5份；其中的所述中温熔块的化学成分含有： CaO、MgO、Al2O3、SiO2、K2O和Na2O。
进一步的，按照重量份数计算，所述长石包括16-28份的钾长石和8-16份的钠长石。
进一步的，按照质量百分比计算，所述中温熔块的化学成分包括： 13-17% CaO、3-4.5% MgO、10-12% Al2O3、60-64% SiO2 、2.5-3.5% K2O和1-2% Na2O。
进一步的，本发明提出了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，包括以下具体步骤：
S1）按照重量份数计算，配制所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的各原料成分，混合均匀加入球磨机中进行湿法球磨；
S2）用过滤筛将步骤S1球磨制得的釉浆过滤，并进一步检测确认釉浆粒度达到设定的标准，即制得白釉釉浆；
S3）采用步骤S2制得的白釉釉浆，在已制成的陶瓷干坯的表面施釉，所述陶瓷干坯为卫生陶瓷或日用瓷的干坯；
S4）将已施釉的陶瓷干坯入窑烧成，即制得具有所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉。
进一步的，步骤S1中湿法球磨的所述球磨机的转速为40-60r/min，所述湿法球磨的球磨时间为2.5-3h。
进一步的，步骤S2中所述过滤筛的孔径为325目，所述的釉浆粒度的为过325目筛余少于0.25%。
进一步的，步骤S2中所述的釉浆粒度的为粒径小于10微米的釉浆占釉浆总体重量百分比的50-60%。
进一步的，步骤S3中所述釉浆的厚度为0.7-1.2mm。
进一步的，步骤S4中所述入窑烧成的烧成温度为1190～1250℃。
本发明的有益效果为：
本发明所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，含有的所述磷辉石、高钙原料（偏硅酸钙和中温熔块）可以在釉熔融时使釉产生分相，釉熔融时含钾和钠的熔体与含钙和镁的熔体分相产生多液相熔体从而达到增白效果，通过所述氧化锌及中温熔块提高了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度范围，解决现有技术中白釉烧成范围窄的缺陷。
具体实施方式
下面以具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
一种适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，按照重量份数计算，包括的原料成分为：石英20-30份、长石28-38份、惠州水洗白土5-10份、偏硅酸钙10-20份、中温熔块5-12份、煅烧滑石2-8份、煅烧氧化锌3-11份、磷辉石3-8份和添加剂羧甲基纤维钠0.2-0.5份；其中的所述中温熔块的化学成分含有： CaO、MgO、Al2O3、SiO2、K2O和Na2O。
本发明所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，含有的所述磷辉石和高钙原料（偏硅酸钙、中温熔块）在熔融时可以使所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉产生分相，使含钾和钠熔体与含钙和镁熔体分相产生多液相熔体，熔体之间产生较大的折射率，从而达到增白效果，通过所述氧化锌及中温熔块提高了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度范围，解决现有技术的白釉中烧成范围窄的缺陷。
进一步的，按照重量份数计算，所述长石包括16-28份的钾长石和8-16份的钠长石。
所述长石包括的钾长石和钠长石的比例需要根据粘度、白度及烧结范围来调整，钾长石的比例过少，熔融效果不佳，釉料粘度大，存在流釉等问题；反之钠长石的比例过多，不良影响亦然。
钾钠长石的组合添加可形成较稳定的钾钠熔体，与钙镁熔体分相产生多液相熔体，实现白度提升；钾钠长石组合使用可利用自身优势互补缺陷，钾长石的熔融范围广，使用比率多，可提高烧结温度窄的缺陷，钠长石的始融温度低，高温粘度小，可降低釉面的缺陷，按所述长石包括16-28份的钾长石和8-16份的钠长石的组合比例添加可保证所述适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的釉面效果。
进一步的，按照质量百分比计算，所述中温熔块的化学成分包括： 13-17% CaO、3-4.5% MgO、10-12% Al2O3、60-64% SiO2 、2.5-3.5% K2O和1-2% Na2O。
所述中温熔块含有较高比例的的钙、镁，较高的钙含量有利于高温时产生分相，而且通过调整提高添加的钙镁的含量可减少偏硅酸钙的使用量，避免偏硅酸钙使用过多而容易造成缩釉等不良缺陷；较高的镁含量可以更好地促成CaO·MgO·SiO2乳白色晶体的形成，而且通过调整提高添加的钙镁的含量可减少煅烧滑石的使用量，煅烧滑石的重量份数超过8份时，会造成所述适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度范围偏窄，并且釉面效果难以控制。
进一步的，本发明提出了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，包括以下具体步骤：
S1）按照重量份数计算，配制所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的各原料成分，混合均匀加入球磨机中进行湿法球磨；
S2）用过滤筛将步骤S1球磨制得的釉浆过滤，并进一步检测确认釉浆粒度达到设定的标准，即制得白釉釉浆；
S3）采用步骤S2制得的白釉釉浆，在已制成的陶瓷干坯的表面施釉，所述陶瓷干坯为卫生陶瓷或日用瓷的干坯；
S4）将已施釉的陶瓷干坯入窑烧成，即制得具有所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉。
进一步的，步骤S2中所述过滤筛的孔径为325目，所述的釉浆细度为过325目筛余少于0.25%，所述的釉浆粒度为粒径小于10微米的釉浆占釉浆总体重量百分比的50-60%。
本发明提出的所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的釉浆原料主要是由瘠性硬质料组成，合适釉浆细度可更好的保证釉料的球磨后粒径更为均匀，可以提高釉浆的成分稳定性，合适的釉浆粒度可以保证釉面的折射率及白度效果的稳定性，当小于10微米的釉浆占釉浆总体重量的百分比低于50%时，制得的釉面的光泽度及平整度差；当小于10微米的釉浆占釉浆总体重量的百分比超过60%时，制得的釉面的白度会随粒度越细而越低，其原因是因为粒度越细，钾钠熔体与钙镁熔体之间的低共融效果随之增加，从而导致折射率变低和白度降低。因此合适的粒度范围可以保证釉面稳定并获得更加良好的白色效果。
进一步的，步骤S3中所述釉浆的厚度为0.7-1.2mm。
釉浆经过高温烧结会流平形成釉层，釉层的厚度在0.5-0.8mm可以具有较大的折射率进而获得较好的白度，所述釉浆的厚度低于0.7mm烧结后获得釉层的厚度不足0.5mm，所述釉浆的厚度超过1.2mm烧结的过程里釉料中的气泡排除困难，容易产生针孔等不良现象。
进一步的，步骤S4中所述入窑烧成的烧成温度为1190～1250℃。
普通白釉的烧成温度范围值为1205-1225℃。本发明的所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，添加了烧成温度为1200～1250℃的所述中温熔块，并提高了所述氧化锌的含量，含有的所述氧化锌和所述中温熔块发生协同作用扩大了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的熔融温度区间，进而可以扩大所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度为1190～1250℃，可以提高所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的生产效率，所制得的成品废品少无惊裂且成品合格率高，具有更好的通用性。
当烧成温度低于1190℃时釉烧不透，制得的釉面的光泽变差甚至无光，而且釉面也随之变粗糙；当烧成温度高于1250℃时，釉面逐渐变透并流平变薄直至釉面凹凸不平。其原因为：钾钠熔体与钙镁熔体在高温下，乳浊晶相逐渐溶解变透，透明釉之间的折射率很低，从而导致釉面白度下降，当超过一定温度时，釉面逐渐起釉泡直至釉面凹凸不平。
实施例1-10和对比例1-10
一种所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，原料成分包括：石英、长石、惠州水洗白土、偏硅酸钙、中温熔块、煅烧滑石、煅烧氧化锌、磷辉石和添加剂羧甲基纤维钠,其中的所述长石包括钾长石和钠长石；按照质量百分比计算，其中的所述中温熔块的化学成分包括： 16.5% CaO、4% MgO、11.5% Al2O3、63% SiO2 、3% K2O和1.5% Na2O。
以上所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，包括以下具体步骤：
S1）按照重量份数计算，配制所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的各原料成分，混合均匀加入球磨机中进行湿法球磨；
S2）用过滤筛将步骤S1球磨制得的釉浆过滤，并检测釉浆粒度达到设定的标准，即制得白釉釉浆；
S3）采用步骤S2制得的白釉釉浆，在已制成的陶瓷干坯的表面施釉，所述陶瓷干坯为卫生陶瓷或日用瓷的干坯；
S4）将已施釉的陶瓷干坯入窑烧成，即制得具有所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉。
根据以上所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法的制备各实施例和对比例。所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法的的步骤中，各实施例的原料组分的具体含量、过325目筛余、釉浆的粒径与占比、所述球磨机的转速、湿法球磨的时间和烧成温度范围值的信息和数据详见表1，各对比例的原料组分的具体含量、过325目筛余、釉浆的粒径与占比、所述球磨机的转速、湿法球磨的时间和烧成温度范围值的信息和数据详见表2。
检测以上各实施例和对比例的成品表面外观是否平整光滑颜色一致有否不良，根据《GB/T614-2006 化学试剂折光率测定通用方法》、《QB_T 1503-2011 日用陶瓷白度测定方法》，取样并分别检测以上各实施例和对比例的制得的成品的釉层的折射率和白度，各实施例的检测结果见表1，各对比例的检测结果见表2。
Figure 650494DEST_PATH_IMAGE002
Figure 36476DEST_PATH_IMAGE004
针对以上实施例和对比例的数据和检测结果分析说明如下：
1、实施例1-3，所述的用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，按照重量份数计算，原料成分包括：石英20-30份、长石28-38份、惠州水洗白土5-10份、偏硅酸钙10-20份、中温熔块5-12份、煅烧滑石2-8份、煅烧氧化锌3-11份、磷辉石3-8份和添加剂羧甲基纤维钠0.2-0.5份,其中的所述长石包括16-28份的钾长石和8-16份的钠长石；按照质量百分比计算，其中的所述中温熔块的原料成分包括： 16.5% CaO、4% MgO、11.5% Al2O3、63% SiO2 、3%K2O和1.5% Na2O；步骤S1中的球磨时间为2.5-3h，球磨机的转速为40-60r/min，步骤S2中所述过滤筛的孔径为325目，步骤S2中所述的釉浆粒细度为过325目筛余少于0.25%；步骤S2中所述的釉浆粒度的为粒径小于10微米的釉浆占釉浆总体重量百分比的50-60%；步骤S3中所述釉浆的厚度为0.7-1.2mm；步骤S4中所述入窑烧成的烧成温度为1190～1250℃。
所制得的所述的用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的外观平整光滑无不良现象，釉层的折射率分别为2.02、2.10和1.98，釉层的白度分别90.5、93和92达到合格水平；
根据以上分析，说明采用实施例1-3的技术方案可以本发明的所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，其中含有的所述磷辉石、偏硅酸钙和CaO在熔融时可以使所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉产生多液相分相，并且含钾和钠的熔体与含钙和镁的熔体分相产生多液相熔体从而达到增白效果，通过所述氧化锌及中温熔块提高了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度范围，解决现有技术的白釉中烧成范围窄的缺陷。
2、实施例4与实施例2对比，不同之处：球磨的时间为1h，球磨机的转速为100r/min，制得的所述的釉浆粒度的为过325目筛余多于0.25%为0.35%，产生了不良影响，表现为制得的釉面针孔变多，折射率变小，白度也下降；
3、实施例5、6与实施例2对比，不同之处：球磨的时间分别为1.5h和4h,制得的所述的釉浆粒度的为粒径小于10微米的釉浆占釉浆总体重量百分比分别为45%和65%，超出了50-60%的范围，不良影响和表现为实施例5的釉浆粒度较粗较大影响釉面光泽，实施例6粒度太细对折射率的降低的影响较大，并降低了制得的釉的白度；
4、实施例7、8与实施例2对比，不同之处：步骤S3中所述釉浆的厚度超出了0.7-1.2mm的范围，实施例7的步骤S3中所述釉浆的厚度分别为0.5低于0.7mm的产生的不良影响为烧结的釉层变薄会快速降低釉的折射率，从而导致釉面白度偏低，实施例8的步骤S3中所述釉浆的厚度分别为1.5高于1.2mm的产生的不良影响为烧结的釉层太厚会增加釉的折射率，并且釉面的针孔也变多；
5、实施例9、10与实施例2对比，不同之处：步骤S4中所述入窑烧成的烧成温度超出了1190～1250℃的范围，实施例9的步骤S4中所述入窑烧成的烧成温度为1000～1170℃，产生的不良影响表现为：釉面烧不熟，针孔偏多；实施例10的步骤S4中所述入窑烧成的烧成温度为1290～1350℃，产生的不良影响表现为：釉面过烧变透，且釉表层有凹凸不平的沸腾现象。
6、对比例1与实施例2相比的不同之处在于：没有添加使用所述中温熔块，产生了不良影响，表现为烧成范围过窄，釉的烧成时间短，制得的釉面的光泽差；
7、对比例2与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述长石，产生了不良影响，表现为制得的釉面的光泽差，折射率低，釉面的白度低；
8、对比例3与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述磷辉石，产生了不良影响，表现为制得的釉面的折射率很低，釉面变透；
9、对比例4与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述偏硅酸钙，产生了不良影响，表现为制得的釉面的釉面光泽差，折射率低，釉面的白度偏低；
10、对比例5与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述磷辉石和偏硅酸钙，产生了不良影响，表现为制得的釉面的未烧熟，表面的针孔多；
11、对比例6与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述煅烧氧化锌，产生了不良影响，表现为制得的釉面的无光泽，且针孔偏多；
12、对比例7与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述煅烧滑石，产生了不良影响，表现为制得的釉面的折射率低，釉面不够白；
13、对比例8与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述惠州水洗白土，产生了不良影响，表现为制得的釉面的光泽差，针孔多，釉面的白度偏低；
14、对比例9与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述石英，产生了不良影响，表现为制得的釉面的无光泽，且针孔多；
15、对比例10与实施例2相比的不同之处在于：添加了所述中温熔块但是没有添加所述羧甲基纤维钠，产生了不良影响，表现为釉浆太稀，不方便存储及上釉，但是对釉面效果无影响。
综上所述，说明采用实施例1-3的技术方案可以本发明的所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，其中含有的所述磷辉石、偏硅酸钙和CaO在熔融时可以使所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉产生多液相分相，并且含钾和钠的熔体与含钙和镁的熔体分相产生多液相熔体从而达到增白效果，通过所述氧化锌及中温熔块提高了所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度范围，解决现有技术的白釉中烧成范围窄的缺陷。
所制得的所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的折射率为1.95-2.10，白度可达到90-93,制得的成品的釉层具有良好的白色效果。
因此，本发明所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉添加了烧成温度为1200～1250℃的所述中温熔块，并提高了所述氧化锌的含量，含有的所述氧化锌和所述中温熔块发生协同作用，可以改善扩大所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的熔融温度范围，进而改善可以扩大所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的烧成温度为1190～1250℃，可以提高所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的生产效率，所制得的成品废品少无惊裂且成品合格率高，具有更好的通用性。
所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的釉面白度效果稳定，能广泛适用于卫生陶瓷及日用瓷，具有低成本易清洁等优势，原料易得，更贴近绿色健康发展理念。
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)

1.一种适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，其特征在于，按照重量份数计算，包括的原料成分为：石英 20-30 份、长石 28-38 份、惠州水洗白土 5-10 份、偏硅酸钙10-20 份、中温熔块 5-12 份、煅烧滑石 2-8 份、煅烧氧化锌 3-11 份、磷辉石 3-8 份和添加剂羧甲基纤维钠 0.2-0.5 份；
按照质量百分比计算，所述中温熔块的化学成分包括：13-17% CaO、3-4.5% MgO、10-12% Al2O3、60-64% SiO2、2.5-3.5% K2O 和 1-2% Na2O；
所述磷辉石、含有高钙成分的所述偏硅酸钙和中温熔块，在熔融时可以使所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉产生分相，使含钾和钠熔体与含钙和镁熔体分相产生多液相熔体，熔体之间产生较大的折射率；
制得的含有多液相熔体的釉层的折射率为 1.95-2.10，白度为90-93。
2.根据权利要求 1 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉，其特征在于，按照重量份数计算，所述长石包括 16-28 份的钾长石和 8-16 份的钠长石。
3.根据权利要求 1 或 2 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1）按照重量份数计算，配制所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的各原料成分，混合均匀加入球磨机中进行湿法球磨；
S2）用过滤筛将步骤 S1）球磨制得的釉浆过滤，并进一步检测确认釉浆粒度达到设定的标准，即制得白釉釉浆；
S3）采用步骤 S2）制得的白釉釉浆，在已制成的陶瓷干坯的表面施釉，所述陶瓷干坯为卫生陶瓷或日用瓷的干坯；
S4）将已施釉的陶瓷干坯入窑烧成，即制得所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉。
4.根据权利要求 3 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，其特征在于，步骤 S1）中湿法球磨的所述球磨机的转速为40-60r/min，所述湿法球磨的球磨时间为 2.5-3h。
5.根据权利要求 3 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，其特征在于，步骤 S2）中所述过滤筛的孔径为 325 目，所述的釉浆粒度为过 325 目筛余少于 0.25%。
6.根据权利要求 3 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，其特征在于，步骤 S2）中所述的釉浆粒度为粒径小于 10 微米的釉浆占釉浆总体重量的50-60%。
7.根据权利要求 3 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，其特征在于，步骤 S3）中所述釉浆的厚度为0.7-1.2mm。
8.根据权利要求 3 所述的适用于卫生陶瓷及日用瓷的低成本无锆白釉的制备方法，其特征在于，步骤 S4）中所述入窑烧成的烧成温度为 1190～1250℃。
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