CN111807704A - 应用于卫生陶瓷的亚光釉及应用其的卫生陶瓷和制备方法 - Google Patents
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Abstract
应用于卫生陶瓷的亚光釉及应用其的卫生陶瓷和制备方法，涉及卫生陶瓷技术领域。应用于卫生陶瓷的亚光釉，包括以下重量份数的原料：钾长石25～27份、石英17～20份、氧化锌1～3份、白云石8～12份、硅灰石5～8份、高岭土5～8份、氧化铝6～8份、硅酸锆7～9份、熔块1～4份、碳酸钡6～9份、烧滑石5～9份和碳酸锂0.5～1.5份。引入了一定量的碳酸锂，实现助熔，降低原料的熔融温度，利于各原料相互熔合，且通过碳酸锂改善熔块的粘性，实现降低亚光釉的粘度，使亚光釉在高温中流动性能得到提高，利于亚光釉析出的晶体流动，使晶体排列更加均匀整齐，方便控制釉面平整度，提高卫生陶瓷烧制效率。
Description
技术领域
本发明涉及卫生陶瓷技术领域，特别是一种应用于卫生陶瓷的亚光釉及应用其的卫生陶瓷和制备方法。
背景技术
亚光釉根据析出的晶体结构种类不同，可分为析出单种晶体的Ca质亚光釉、Mg质亚光釉、Ba质亚光釉和Zn质亚光釉等，还有可析出多种晶体的Ca-Mg亚光、Ba-Mg亚光和Ca-Mg-Ba亚光釉，研究发现，拥有多种晶体结构的亚光釉，具有较好釉面质感，釉面的细腻程度较单种晶体的亚光釉有明显的提高，采用析出多种晶体的亚光釉制成的卫生陶瓷具有良好釉面质感。但现有技术中，限于亚光釉中硅铝成分比较低的关系，亚光釉普遍存在高温流动性较低的问题，因此晶体析出的温度范围小，析出的晶体普遍会是单种晶体，釉面质感较差，此外还导致釉面平整度难以控制，增加卫生陶瓷的烧制难度，降低卫生陶瓷烧制效率。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种应用于卫生陶瓷的亚光釉及应用其的卫生陶瓷和制备方法，解决亚光釉普遍存在高温流动性较低所带来的缺陷，提高卫生陶瓷釉面的平整度，提高卫生陶瓷烧制效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，包括以下重量份数的原料：
钾长石25～27份、石英17～20份、氧化锌1～3份、白云石8～12份、硅灰石5～8份、高岭土5～8份、氧化铝6～8份、硅酸锆7～9份、熔块1～4份、碳酸钡6～9份、烧滑石5～9份和碳酸锂0.5～1.5份。
进一步，所述石英为粉末状颗粒，所述石英中小于等于325目细度的颗粒重量占所述石英添加总重量的92%或以上。
进一步，所述亚光釉的原料在配方釉式中需满足：SiO2/Al2O3=5～6.5。
进一步，原料还包括若干种陶瓷色料。
一种卫生陶瓷，所述卫生陶瓷的坯体通过高压注浆成型，所述卫生陶瓷的表面釉层使用上述的亚光釉烧结而成。
一种卫生陶瓷的制备方法，使用上述的亚光釉，包括以下步骤：
熔块预球磨：按照配比称取熔块，将配方量的熔块研磨到小于等于325目细度的颗粒；
球磨：按照配比称取其他原料，将其他原料与预先球磨后的熔块混合，加入甲基纤维素，再加水球磨，得到釉浆，其中，甲基纤维素的添加量为原料总重量的0.15～0.20％，水的添加量为原料总重量的45～50％；
过筛除铁：将球磨获得的釉浆进行160～200目过筛及除铁；
施釉：对卫生陶瓷的坯体进行施釉，施釉的釉层厚度为0.6～0.8mm；
干燥：将施釉后的卫生陶瓷的坯体先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
烧成：将干燥后的卫生陶瓷的坯体进行1195～1215℃高温烧制，得到成品。
进一步，所述釉浆的化学成分包括以下质量百分比的组分：
50.0～58.0%SiO2、15.0～17.0%Al2O3、1.0～2.5%ZnO、6.0～9.0%CaO、3.0～4.5%MgO、4.0～6.5%BaO、4.5～6.0%ZrO2、3.0～4.0%K2O、0.5～1.0%Na2O、0.2～0.6%Li2O。
进一步，过筛除铁步骤中， 过筛后，所述釉浆中小于10μm粒径的原料重量占总原料重量的70～75%。
进一步，施釉步骤中，所述釉浆的粘度为200～250cP。
本发明的有益效果：
一、本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，其釉料配方引入了一定量的碳酸锂，实现助熔，降低原料的熔融温度，利于各原料相互熔合，且通过碳酸锂改善所述熔块的粘性，实现降低亚光釉的粘度，使亚光釉在高温中流动性能得到提高，利于亚光釉析出的晶体流动，使晶体排列更加均匀整齐，方便控制釉面平整度，提高卫生陶瓷烧制效率。此外，由于Li元素离子半径小，填充了釉面结构中的空隙，使釉面更加致密，大大提升釉面平整度和细腻度。
二、与现有技术的亚光釉配方相比，本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，基于高温流动性能较好的条件下，可进一步通过提高亚光釉中钡元素的含量，拓宽釉料析出晶体的温度范围，使得到晶体结构是以透辉石为主的复合亚光釉，进一步地提高釉面的质感和细腻度。
三、本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，其釉料配方中存有较多坯体中不常用的元素如Ba元素和Li元素，增大坯体与亚光釉之间成分的差异性，以此促进形成坯体与亚光釉之间的中间层，使釉面抗热冲击性能大大提高，经具体的抗热冲击性能检测，应用本发明提供的一种卫生陶瓷亚光釉配方的卫生陶瓷可承受140～2℃温差变化5次不出现裂纹，远高于国标标准。
四、在现有技术的亚光釉配方中，碳酸钡的碳酸根产出的气泡破裂后起搅拌作用，提升釉料熔融的均匀化程度，减少釉面的表面缺陷，进一步提高釉面的平整度，且碳酸钡增大釉料的热膨胀系数的作用，实现坯釉热膨胀系数的匹配，保证亚光釉性能稳定和釉面质量。本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，基于釉面平整度和抗热冲击性能的提高，保证亚光釉性能稳定和釉面质量的条件下，可通过调整碳酸钡的添加量，使釉面光泽度在20～50°的范围内变化，实现调整卫生陶瓷的光泽度，利于结合多种颜色的搭配，使本配方在日常使用和艺术装饰方面都拥有较大的应用范围。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，包括以下重量份数的原料：
钾长石25～27份、石英17～20份、氧化锌1～3份、白云石8～12份、硅灰石5～8份、高岭土5～8份、氧化铝6～8份、硅酸锆7～9份、熔块1～4份、碳酸钡6～9份、烧滑石5～9份和碳酸锂0.5～1.5份。
本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，其釉料配方引入了一定量的碳酸锂，实现助熔，降低原料的熔融温度，利于各原料相互熔合，且通过碳酸锂改善所述熔块的粘性，实现降低亚光釉的粘度，使亚光釉在高温中流动性能得到提高，利于亚光釉析出的晶体流动，使晶体排列更加均匀整齐，方便控制釉面平整度，提高卫生陶瓷烧制效率。此外，由于Li元素离子半径小，填充了釉面结构中的空隙，使釉面更加致密，大大提升釉面平整度和细腻度。
与现有技术的亚光釉配方相比，本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，基于高温流动性能较好的条件下，可进一步通过提高亚光釉中钡元素的含量，拓宽釉料析出晶体的温度范围，使得到晶体结构是以透辉石为主的复合亚光釉，进一步地提高釉面的质感和细腻度。
本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，其釉料配方中存有较多坯体中不常用的元素如Ba元素和Li元素，增大坯体与亚光釉之间成分的差异性，以此促进形成坯体与亚光釉之间的中间层，使釉面抗热冲击性能大大提高，经具体的抗热冲击性能检测，应用本发明提供的一种卫生陶瓷亚光釉配方的卫生陶瓷可承受140～2℃温差变化5次不出现裂纹，远高于国标标准。
在现有技术的亚光釉配方中，碳酸钡的碳酸根产出的气泡破裂后起搅拌作用，提升釉料熔融的均匀化程度，减少釉面的表面缺陷，进一步提高釉面的平整度，且碳酸钡增大釉料的热膨胀系数的作用，实现坯釉热膨胀系数的匹配，保证亚光釉性能稳定和釉面质量。本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉，基于釉面平整度和抗热冲击性能的提高，保证亚光釉性能稳定和釉面质量的条件下，可通过调整碳酸钡的添加量，使釉面光泽度在20～50°的范围内变化，实现调整卫生陶瓷的光泽度，利于结合多种颜色的搭配，使本配方在日常使用和艺术装饰方面都拥有较大的应用范围。
进一步，所述石英为粉末状颗粒，所述石英中小于等于325目细度的颗粒重量占所述石英添加总重量的92%或以上。
具体地，由于石英在球磨过程中是最难磨细的，若亚光釉中大粒径颗粒太多会妨碍晶体均匀生长，因此选用粉末状的石英颗粒作为原料，选用的粉末状石英颗粒中小于等于325目细度的颗粒重量占所述石英添加总重量的92%或以上，有效避免亚光釉出现过多的大粒径颗粒而妨碍晶体均匀生长，保证釉面的平整度，且降低后续球磨的难度，缩短球磨的时长，提高亚光釉的制备效率。
进一步，所述亚光釉的原料在配方釉式中需满足：SiO2/Al2O3=5～6.5。
具体地，所述亚光釉的原料在配方釉式中需满足：SiO2/Al2O3=5～6.5，若原料中SiO2/Al2O3高于6.5，则釉料会向光泽釉转变，若原料中SiO2/Al2O3低于5，则釉料会向无光釉转变。其中，当原料中SiO2/Al2O3的值接近6时，是亚光釉形成的最优条件。
进一步，原料还包括若干种陶瓷色料。
通过按一定比例加入若干种陶瓷色料，如锆铁红、镨黄、钴蓝、钴黑等陶瓷色料，制出包括粉红色、果绿色、杏色，咖啡色和深灰色在内的多种颜色亚光釉料。若干种颜色与不同光泽度搭配，利于制出满足不同用户的需求。具体地，多种颜色亚光釉料中陶瓷色料添加量占亚光釉原料总质量的参考值：
杏色亚光釉：锆铁红0.1%-0.5% 镨黄0.1%-0.5%；
粉色亚光釉：锆铁红0.5%-1.2% 镨黄0.05%-0.2%；
果绿色亚光釉：锆铁红0.2%-1.0% 镨黄0.2%-1.0% 钴蓝：3.0%-8.0%；
咖啡色亚光釉：锆铁红2.0%-5.0% 镨黄2.0%-5.0% 钴黑：1.0%-4.0%；
深灰色亚光釉：锆铁红0.1%-0.8% 镨黄1.0%-5.0% 钴黑：1.0%-4.0%。
一种卫生陶瓷，所述卫生陶瓷的坯体通过高压注浆成型，所述卫生陶瓷的表面釉层使用上述的亚光釉烧结而成。
具体地，卫生陶瓷使用上述公开的卫生陶瓷亚光釉配方制成的亚光釉，烧结后，卫生陶瓷具有平整细腻的釉面，釉面致密性强，具有较好的防污性能，且坯体与亚光釉之间成分的差异性大，促进形成坯体与亚光釉之间的中间层，使釉面具有较强的抗热冲击性能。
一种卫生陶瓷的制备方法，使用上述的亚光釉，包括以下步骤：
熔块预球磨：按照配比称取熔块，将配方量的熔块研磨到小于等于325目细度的颗粒；
球磨：按照配比称取其他原料，将其他原料与预先球磨后的熔块混合，加入甲基纤维素，再加水球磨，得到釉浆，其中，甲基纤维素的添加量为原料总重量的0.15～0.20％，水的添加量为原料总重量的45～50％；
过筛除铁：将球磨获得的釉浆进行160～200目过筛及除铁；
施釉：对卫生陶瓷的坯体进行施釉，施釉的釉层厚度为0.6～0.8mm；
干燥：将施釉后的卫生陶瓷的坯体先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
烧成：将干燥后的卫生陶瓷的坯体进行1195～1215℃高温烧制，得到成品。
具体地，熔块预球磨步骤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，为提高原料的球磨效率及釉面质量，先将熔块研磨到小于等于325目细度的颗粒，利于熔块与其他原料充分混合并继续球磨成细度更小的颗粒，降低原料中大颗粒的比例，实现各原料充分混合，有利于提高釉面平整度和细腻度。
球磨步骤中，通过添加甲基纤维素作为粘结剂，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。
此外，将釉浆通过160～200目筛及除铁，优化釉浆中各种原料粒度分布，可有效改善釉面的致密度，减少釉层出现微小的针孔、凹凸和微裂纹等釉面缺陷的问题，进一步地提高釉面的质感和细腻度。
进一步，所述釉浆的化学成分包括以下质量百分比的组分：
50.0～58.0%SiO2、15.0～17.0%Al2O3、1.0～2.5%ZnO、6.0～9.0%CaO、3.0～4.5%MgO、4.0～6.5%BaO、4.5～6.0%ZrO2、3.0～4.0%K2O、0.5～1.0%Na2O、0.2～0.6%Li2O。
熔块经过熔块预球磨处理后，与占原料总量的45～50％水、经过球磨处理的其他原料混合，获得上述质量百分比的组分的釉浆。釉浆中，提高钡元素的含量，拓宽釉浆析出晶体的温度范围，使得到晶体结构是以透辉石为主的复合亚光釉，进一步地提高釉面的质感和细腻度。
釉浆中还引入较多卫生陶瓷坯体中不常用的元素如Ba元素和Li元素，增大坯体与亚光釉之间成分的差异性，以此促进形成卫生陶瓷坯体与亚光釉之间的中间层，使釉面抗热冲击性能大大提高。此外，由于Li元素离子半径小，可填充釉面结构中的空隙，使釉面更加致密，大大提升釉面平整度和细腻度。
进一步，过筛除铁步骤中， 过筛后，所述釉浆中小于10μm粒径的原料重量占总原料重量的70～75%。
具体地，过筛后，釉浆中小于10μm粒径的原料重量占总原料重量的70～75%，有利于提高釉面的平整度和细腻度，降低针孔数，并能缩短球磨时间，提高球磨效率。
进一步，施釉步骤中，所述釉浆的粘度为200～250cP。
具体地，施釉时，所述釉浆的比重为1.720～1.750g/ml，所述釉浆的粘度为200～250cP，其中，若釉浆的粘度低于200cP会导致亚光釉难以附着在卫生陶瓷的坯体上，不利于卫生陶瓷的烧制，若釉浆的粘度高于250cP会导致亚光釉在高温的条件下流动性变差，不利于亚光釉析出的晶体流动，影响晶体均匀整齐地排列，从而降低釉面的平整度。
实施例：
一种卫生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
熔块预球磨：按照表1称取熔块，将配方量的熔块研磨到小于等于325目细度的颗粒；
球磨：按照表1称取除熔块以外的其他原料，将配方量的其他原料与熔块预球磨步骤中得到的球磨后的熔块混合后，加入甲基纤维素，再加水球磨，得到釉浆，其中，甲基纤维素的添加量为原料总重量的0.15～0.20％，水的添加量为原料总重量的45～50％；
过筛除铁：将球磨获得的釉浆进行160～200目过筛及除铁；
施釉：对卫生陶瓷的坯体进行施釉，施釉的釉层厚度为0.6～0.8mm；
干燥：将施釉后的卫生陶瓷的坯体先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
烧成：将干燥后的卫生陶瓷的坯体进行1195～1215℃高温烧制。
其中：
实施例1中甲基纤维素的添加量为原料总重量的0.15%，水的添加量为原料总重量的45%，进行200目过筛及除铁施釉的釉层厚度0.6mm，烧制温度为1195℃；
实施例2中甲基纤维素的添加量为原料总重量的0.20%，水的添加量为原料总重量的50%，进行160目过筛及除铁施釉的釉层厚度0.8mm，烧制温度为1215℃。
实施例3～9中甲基纤维素的添加量为原料总量的0.18%，水的添加量为原料总量的48%，进行180目过筛及除铁施釉的釉层厚度0.7mm，烧制温度为1210℃；
表1中部分原料化学成分要求：所述钾长石中氧化钾的含量大于或等于10%；所述白云石中氧化钙的含量大于或等于28%，所述白云石中氧化镁的含量大于或等于15%；所述硅化石中氧化钙的含量大于或等于39%；所述高岭土中二氧化硅的含量大于或等于52%，所述高岭土中氧化铝的含量大于或等于33%；所述烧滑石中氧化镁的含量大于或等于30%，所述氧化铝为高温煅烧α氧化铝。
其中，所述熔块为市面上可获取的普通熔块。实施例1～8是采用本发明提供的一种应用于卫生陶瓷的亚光釉烧结出来的卫生陶瓷，制成的卫生陶瓷具有平整细腻的釉面，釉面致密性强，具有较好的防污性能，且具有较强的抗热冲击性能。
进一步，分别使用上述实施例3～9制成的卫生陶瓷试板与现有技术的卫生陶瓷样本进行吸污测试、光泽度测试、抗热冲击性能检测和熔长检测。
其中，上述检测方法中，
光泽度检测的测试方法为：采用60度角通用光泽度仪检测。
吸污检测的测试方法为：在10*10cm陶瓷样板上涂抹3至5ml红墨水或蓝墨水，使用橡胶手套涂抹3~5分钟，等墨水阴干，使用清水冲洗，擦干，于明亮处查看吸污点数。
抗热冲击性能检测的测试方法为：先将试板置于140℃烤箱中加热2h，再放入冰水混合物中（0～2℃）放置5min，捞出置于红墨汁中浸泡5min后，用清水冲洗擦干，查看釉面有无裂纹，如无裂纹，重复上述步骤。
熔长检测的测试方法为：取样釉制成直径10mm圆柱釉条，烘干后取4g置于45°角放置的方砖上入窑烧结，测量烧结后釉条流动距离。
其结果如下表2所示：
参照上表中的实验结果可看出，实施例3～8是采用本发明提供的卫生陶瓷亚光釉配方制成的亚光釉烧结出来的卫生陶瓷，吸污点数在20个以下，具有很好的防污性，可看出实施例3～8制出的卫生陶瓷相对于现有的卫生陶瓷样本具有更细腻平整的釉面。此外实施例3～8制出的卫生陶瓷相对于实施例9、现有的卫生陶瓷样品，在抗热冲击性能方面具有明显提升，远高于国内行业标准。
其中，从实施例3～6可看出，卫生陶瓷的吸污点数随着碳酸钡用量的合理提高而进一步减少，可看出钡含量合理地提高有利于卫生陶瓷釉面的平整度和细腻度进一步提高。同时卫生陶瓷的光泽度会随着碳酸钡用量的提高而降低，保证卫生陶瓷釉面的质量的前提下，通过合理地调节碳酸钡用量实现卫生陶瓷在亚光范围内调节光泽度，利于调节出不同色彩卫生陶瓷。
其中，参照表1和表2，从实施例3、7、8、9可看出，碳酸锂用量的提高，亚光釉的熔长具有明显的提高，即亚光釉在高温中流动性能得到提高，提高亚光釉析出晶体的流动性，使晶体排列更加均匀整齐，提高釉面的平整度。
实施例10
实施例10中卫生陶瓷亚光釉各原料的配比与实施例3一致，在使用实施例10中卫生陶瓷亚光釉制备卫生陶瓷的过程中，省略了熔块预球磨的步骤，其他步骤与实施例3一致。测试结果：光泽度41.3，吸污点数:15，熔长：48.57，抗热冲击：140-2℃五次无裂。与实施例3的测试结果相比，省略了熔块预球磨的步骤制出的卫生陶瓷的吸污点数增大，即降低了卫生陶瓷釉面的平整度和细腻度。
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 (9)
1.应用于卫生陶瓷的亚光釉，其特征在于：包括以下重量份数的原料：
钾长石25～27份、石英17～20份、氧化锌1～3份、白云石8～12份、硅灰石5～8份、高岭土5～8份、氧化铝6～8份、硅酸锆7～9份、熔块1～4份、碳酸钡6～9份、烧滑石5～9份和碳酸锂0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的应用于卫生陶瓷的亚光釉，其特征在于：所述石英为粉末状颗粒，所述石英中小于等于325目细度的颗粒重量占所述石英添加总重量的92%或以上。
3.根据权利要求1所述的应用于卫生陶瓷的亚光釉，其特征在于：所述亚光釉的原料在配方釉式中需满足：SiO2/Al2O3=5～6.5。
4.根据权利要求1所述的应用于卫生陶瓷的亚光釉，其特征在于：原料还包括若干种陶瓷色料。
5.一种卫生陶瓷，其特征在于：所述卫生陶瓷的坯体通过高压注浆成型，所述卫生陶瓷的表面釉层使用权利要求1～4任意一项亚光釉烧结而成。
6.一种卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：使用权利要求1～4所述的亚光釉，包括以下步骤：
熔块预球磨：按照配比称取熔块，将配方量的熔块研磨到小于等于325目细度的颗粒；
球磨：按照配比称取其他原料，将其他原料与预先球磨后的熔块混合，加入甲基纤维素，再加水球磨，得到釉浆，其中，甲基纤维素的添加量为原料总重量的0.15～0.20％，水的添加量为原料总重量的45～50％；
过筛除铁：将球磨获得的釉浆进行160～200目过筛及除铁；
施釉：对卫生陶瓷的坯体进行施釉，施釉的釉层厚度为0.6～0.8mm；
干燥：将施釉后的卫生陶瓷的坯体先置于50℃的烘干室内烘干，再转入干燥窑内进行干燥；
烧成：将干燥后的卫生陶瓷的坯体进行1195～1215℃高温烧制，得到成品。
7.根据权利要求6所述的一种卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：所述釉浆的化学成分包括以下质量百分比的组分：
50.0～58.0%SiO2、15.0～17.0%Al2O3、1.0～2.5%ZnO、6.0～9.0%CaO、3.0～4.5%MgO、4.0～6.5%BaO、4.5～6.0%ZrO2、3.0～4.0%K2O、0.5～1.0%Na2O、0.2～0.6%Li2O。
8.根据权利要求6所述的一种卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：过筛除铁步骤中， 过筛后，所述釉浆中小于10μm粒径的原料重量占总原料重量的70～75%。
9.根据权利要求6所述的一种卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：施釉步骤中，所述釉浆的粘度为200～250cP。
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