CN111517824B - 一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷技术领域，公开了一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料，配方中的纳米硅酸锆可起到耐磨耐腐蚀和抗水解的作用；白刚玉和氧化锆做为耐磨剂，进一步提高釉料的耐磨性能，引入白刚玉对釉面烧成温度的影响很小。各组分在经复配后相互协调作用，所得的陶瓷釉料的有效成分高，耐磨和耐腐蚀性能优异，能够用于陶瓷制品的制作。此外，本发明还公开了该陶瓷釉料的制备方法，工艺简单，原料易得，成本低廉，制得的瓷砖釉料不仅耐磨性能得以有效提高，同时，材料的耐酸碱等性能也大大提升，遇到如可乐、醋、碳酸饮料等酸性液体以及碱水、洗衣粉、小苏打等碱性液体时，也能轻松擦拭掉，可满足实际应用的需求。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料及其制备方法和应用。
背景技术
陶瓷釉料是硅酸盐、氧化物等无机粉末高温熔化后覆盖在坯体外层的一种材料，已广泛应用于制备陶瓷制品，例如餐具、厨具、墙壁、地板等，具有悠久的历史。然而，在日常的使用和擦洗过程中，经常会对这些陶瓷制品表面造成磨损，并会在陶瓷制品表面留下划痕，此外，也经常会和水、酸液或碱液接触，陶瓷制品的表面会不同程度地和这些介质发生离子交换、溶解或吸附效应，结果会降低陶瓷制品的釉面光泽，在釉面形成薄层干涉色，甚至导致釉表面下凹，溶出釉中的一些阳离子，容易在陶瓷制品表面留下痕迹，这大大影响了陶瓷釉面的美观和瓷砖的使用，也会造成瓷砖越来越容易腐蚀和破损，缩短瓷砖的使用寿命。而现有的陶瓷釉料的耐磨性和耐腐蚀性能都不太理想，无法满足实际使用中的需求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料及其制备方法和应用。
为了克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料，按重量份计，主要由以下原料组分制得：高岭土5-20份、云母粉5-15份、锂辉石10-12份、桂宝石5-20份、氧化镍10-25份、氧化铬10-25份、氧化硼2-5份、氧化钽2-5份、氧化锆2-5份、氧化钴2-5份、纳米氧化锌2-5份、纳米硅酸锆2-5份、白刚玉15-30份、聚乙烯蜡粉5-8份。
作为上述方案的进一步改进，所述陶瓷釉料按重量份计主要由以下原料组分制得：高岭土5份、云母粉5份、锂辉石10份、桂宝石5份、氧化镍10份、氧化铬10份、氧化硼2份、氧化钽2份、氧化锆2份、氧化钴2份、纳米氧化锌2份、纳米硅酸锆2份、白刚玉15份、聚乙烯蜡粉5份。
作为上述方案的进一步改进，所述陶瓷釉料按重量份计主要由以下原料组分制得：高岭土20份、云母粉15份、锂辉石12份、桂宝石20份、氧化镍25份、氧化铬5份、氧化硼5份、氧化钽5份、氧化锆5份、氧化钴5份、纳米氧化锌5份、纳米硅酸锆5份、白刚玉30份、聚乙烯蜡粉8份。
作为上述方案的进一步改进，所述陶瓷釉料按重量份计主要由以下原料组分制得：高岭土12份、云母粉10份、锂辉石11份、桂宝石12份、氧化镍18份、氧化铬12份、氧化硼3.5份、氧化钽3.5份、氧化锆3.5份、氧化钴3.5份、纳米氧化锌3.5份、纳米硅酸锆3.5份、白刚玉25份、聚乙烯蜡粉7份。
作为上述方案的进一步改进，所述云母粉的粒径为0.12-0.3μm。
一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料的制备方法，包括以下步骤：按如上任一项所述的陶瓷釉料的原料配方称取原料，将锂辉石、桂宝石和白刚玉混合均匀，粉碎和第一次过筛，然后加入高岭土、云母粉、氧化镍、氧化铬、氧化硼、氧化钽、氧化锆、氧化钴、纳米氧化锌、纳米硅酸锆、聚乙烯蜡粉和去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合，混合1-2h；再加入到球磨罐中，进行球磨和第二次过筛，得所述耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
作为上述方案的进一步改进，所述第一次过筛的筛目为50-100目。
作为上述方案的进一步改进，所述第二次过筛的筛目为150-250目。
作为上述方案的进一步改进，所述球磨的速度为150-200r/min，球磨时长为3-5h。
将如上任一项所述的陶瓷釉料应用于陶瓷制品的制作。
本发明的有益效果是：本发明提供一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料，采用高岭土、云母粉、锂辉石、桂宝石、氧化镍、氧化铬、氧化硼、氧化钽、氧化锆、氧化钴、纳米氧化锌、纳米硅酸锆、白刚玉和聚乙烯蜡粉作为主要原料，其中，纳米硅酸锆的加入，不仅起到增白作用，还起到耐磨耐腐蚀和抗水解的作用；白刚玉和氧化锆做为耐磨剂，进一步提高了釉料的耐磨性能，尤其是白刚玉的引入，对釉面烧成温度的影响很小，不会增加釉层的孔隙率，从而提高了釉面的耐磨性能。各组分在经复配后相互协调作用，所得的陶瓷釉料的有效成分高，耐磨和耐腐蚀性能优异，能够应用于陶瓷制品的制备中。此外，本发明工艺简单，原料易得，成本低廉，制得的瓷砖釉料不仅耐磨性能得以有效提高，同时，材料的耐酸碱等性能也大大提升，遇到如可乐、醋、碳酸饮料等酸性液体以及碱水、洗衣粉、小苏打等碱性液体时，也能轻松擦拭掉，可满足实际应用的需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明所作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时，下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或提取方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或提取方法。
实施例1
将10Kg锂辉石、5Kg桂宝石和15Kg白刚玉混合均匀，粉碎，过100目筛，然后加入5Kg高岭土、5Kg云母粉、10Kg氧化镍、10Kg氧化铬、2Kg氧化硼、2Kg氧化钽、2Kg氧化锆、2Kg氧化钴、2Kg纳米氧化锌、2Kg纳米硅酸锆、5Kg聚乙烯蜡粉和适量去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合2h；再加入到球磨罐中，球磨3h，球磨速度为180r/min，经干燥后过150目筛，得耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
实施例2
将12Kg锂辉石、20Kg桂宝石和20Kg白刚玉混合均匀，粉碎，过100目筛，然后加入20Kg高岭土、15Kg云母粉、25Kg氧化镍、25Kg氧化铬、5Kg氧化硼、5Kg氧化钽、5Kg氧化锆、5Kg氧化钴、5Kg纳米氧化锌、5Kg纳米硅酸锆、8Kg聚乙烯蜡粉和适量去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合2h；再加入到球磨罐中，球磨3h，球磨速度为150r/min，经干燥后过150目筛，得耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
实施例3
将12Kg锂辉石、5Kg桂宝石和15Kg白刚玉混合均匀，粉碎，过100目筛，然后加入20Kg高岭土、10Kg云母粉、20Kg氧化镍、20Kg氧化铬、3Kg氧化硼、3Kg氧化钽、3Kg氧化锆、3Kg氧化钴、3Kg纳米氧化锌、3Kg纳米硅酸锆、6Kg聚乙烯蜡粉和适量去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合2h；再加入到球磨罐中，球磨3h，球磨速度为150r/min，经干燥后过150目筛，得耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
实施例4
将11Kg锂辉石、20Kg桂宝石和22Kg白刚玉混合均匀，粉碎，过100目筛，然后加入12Kg高岭土、15Kg云母粉、10Kg氧化镍、18Kg氧化铬、3Kg氧化硼、3Kg氧化钽、3Kg氧化锆、3Kg氧化钴、3Kg纳米氧化锌、3Kg纳米硅酸锆、7Kg聚乙烯蜡粉和适量去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合2h；再加入到球磨罐中，球磨4h，球磨速度为200r/min，经干燥后过250目筛，得耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
实施例5
将10Kg锂辉石、20Kg桂宝石和15Kg白刚玉混合均匀，粉碎，过100目筛，然后加入50Kg高岭土、15Kg云母粉、10Kg氧化镍、25Kg氧化铬、2Kg氧化硼、5Kg氧化钽、2Kg氧化锆、5Kg氧化钴、2Kg纳米氧化锌、5Kg纳米硅酸锆、5Kg聚乙烯蜡粉和适量去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合2h；再加入到球磨罐中，球磨3h，球磨速度为150r/min，经干燥后过150目筛，得耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
实施例6
将11Kg锂辉石、12Kg桂宝石和25Kg白刚玉混合均匀，粉碎，过100目筛，然后加入12Kg高岭土、10Kg云母粉、17Kg氧化镍、17Kg氧化铬、3.5Kg氧化硼、3.5Kg氧化钽、3.5Kg氧化锆、3.5Kg氧化钴、3.5Kg纳米氧化锌、3.5Kg纳米硅酸锆、7Kg聚乙烯蜡粉和适量去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合2h；再加入到球磨罐中，球磨3h，球磨速度为200r/min，经干燥后过200目筛，得耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
对比例1
对比例1与实施例6的区别在于，对比例1未添加纳米硅酸锆。
对比例2
对比例2与实施例6的区别在于，对比例2未添加白刚玉。
对比例3
对比例3与实施例6的区别在于，对比例3未添加纳米硅酸锆和白刚玉。
实施例7
将实施例1-6制得的陶瓷釉料和对比例1-3制得的陶瓷釉料均制成陶瓷制品(这里需要说明的是，以上除了釉料组分外，陶瓷制品的工艺流程均为建筑陶瓷生产公知的方式即可，在不同的生产线可以进行适当调整。)，对各陶瓷制品进行耐磨性和耐腐蚀性能的检测，检测结果如下表1所示。
耐磨性能检测依(GBfr3810.7—2006陶瓷砖试验方法第7部分有釉砖表面耐磨性的测定》进行测试和评判分级。其中，釉面耐磨性分四级即PEI1—4级，使用范围分别为：1级，仅适用于家庭地面；2级，用于人流不太多的场所；3级，适用于人流较多的公共场所；4级，可用于广场等人流多的公共场所。
耐腐蚀性检测：将采用实施例1-6和对比例1-3的陶瓷釉料均制成的陶瓷制品分别放在5wt％的硝酸溶液中和20wt％的氢氧化钾溶液中，放置12h后，观察陶瓷制品表面的变化，所得结果如下表1所示。
测试结果显示，耐磨性能达到标准中4级要求，而在陶瓷砖制品中以耐磨性能的著称的抛光砖基本持平，可以适用于行人来往频繁的地面装饰使用。
表1对实施例1-6和对比例1-3的陶瓷釉料均制成的陶瓷制品的耐磨性和耐腐蚀性检测
从表1可以看出，本发明的实施例1-6所得的陶瓷制品的耐磨性能达到标准中4级要求，与陶瓷砖制品中以耐磨性能的著称的抛光砖基本持平，可以适用于行人来往频繁的地面装饰使，而对比例1-3的釉料制得的陶瓷制品的耐磨等级为1级或2级，明显低于本发明。同时，对比例1和对比例3的釉料制得的陶瓷制品的表面被腐蚀，而本发明的实施例1-6所得的陶瓷制品表面无变化，说明本发明具有良好的耐酸碱腐蚀性能。
对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料，其特征在于，按重量份计，由以下原料组分制得：高岭土5-20份、云母粉5-15份、锂辉石10-12份、桂宝石5-20份、氧化镍10-25份、氧化铬10-25份、氧化硼2-5份、氧化钽2-5份、氧化锆2-5份、氧化钴2-5份、纳米氧化锌2-5份、纳米硅酸锆2-5份、白刚玉15-30份、聚乙烯蜡粉5-8份。
2.根据权利要求1所述的陶瓷釉料，其特征在于，按重量份计，由以下原料组分制得：高岭土5份、云母粉5份、锂辉石10份、桂宝石5份、氧化镍10份、氧化铬10份、氧化硼2份、氧化钽2份、氧化锆2份、氧化钴2份、纳米氧化锌2份、纳米硅酸锆2份、白刚玉15份、聚乙烯蜡粉5份。
3.根据权利要求1所述的陶瓷釉料，其特征在于，按重量份计，由以下原料组分制得：高岭土20份、云母粉15份、锂辉石12份、桂宝石20份、氧化镍25份、氧化铬5份、氧化硼5份、氧化钽5份、氧化锆5份、氧化钴5份、纳米氧化锌5份、纳米硅酸锆5份、白刚玉30份、聚乙烯蜡粉8份。
4.根据权利要求1所述的陶瓷釉料，其特征在于，按重量份计，由以下原料组分制得：高岭土12份、云母粉10份、锂辉石11份、桂宝石12份、氧化镍18份、氧化铬12份、氧化硼3.5份、氧化钽3.5份、氧化锆3.5份、氧化钴3.5份、纳米氧化锌3.5份、纳米硅酸锆3.5份、白刚玉25份、聚乙烯蜡粉7份。
5.根据权利要求1所述的陶瓷釉料，其特征在于，所述云母粉的粒径为0.12-0.3μm。
6.一种耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按权利要求1-5任一项所述的陶瓷釉料的原料配方称取原料，将锂辉石、桂宝石和白刚玉混合均匀，粉碎和第一次过筛，然后加入剩余原料组分和去离子水，投入高速混合机中进行搅拌混合，混合；再进行球磨和第二次过筛，制得所述耐磨耐腐蚀的陶瓷釉料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次过筛的筛目为50-100目。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二次过筛的筛目为150-250目。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的速度为150-200r/min，球磨时长为3-5h。
10.权利要求1-5任一项所述的陶瓷釉料在制备陶瓷制品中的应用。
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