CN112430131B - 一种陶瓷修补材料以及陶瓷修补方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷修补材料，其原料按照质量份组成包括：80目～100目蓝晶石20～25份、180目～250目蓝晶石24～30份、底釉干粉12～15份、钠长石8～10份、氧化铝10～18份、冰晶石5～15份、高岭土10～12份、煅烧高岭土5～6份和CMC干粉0.5～2份。本发明还公开了基于上述陶瓷修补材料的修补方法，其中冰晶石分解产生的氟化物及蒸汽能够使蓝晶石反应温度在1180℃左右时分解率大幅提升，保温时间可缩短在5min内，蓝晶石分解所产生的体积膨胀效应足以完全抵消其他原料的体积收缩，修补效果好，能耗低，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷的后处理技术领域，尤其涉及一种陶瓷修补材料以及陶瓷修补方法。
背景技术
现有的卫生陶瓷修补材料主要采用具有高温分解膨胀特性的蓝晶石、硅线石、红柱石等来降低其他修补料在熔剂作用下瓷化过程中的体积收缩，同时加入瓷粉作为填充料降低收缩，加入底釉粉助熔。
由于上述蓝晶石等材料完全分解所需温度较高(蓝晶石莫来石化的成核温度是1150℃，晶化生长温度为1250℃)，同时分解反应时间较长，所对应的卫生陶瓷回烧温度需较高。但出于节能减排的需求及企业成本考虑，卫生陶瓷行业整体的坯釉烧成温度在不断降低，为达到修补材料中蓝晶石的分解温度，卫生陶瓷回烧的温度升高就易造成釉面的析晶、失透、以及商标处流釉等缺陷，很多企业只能通过延长烧成阶段的保温时间来保证修补材料中蓝晶石分解膨胀的反应时间，从而保障修补处收缩凹陷小，这些问题导致了回烧所需能耗高、效率低、良率不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种陶瓷修补材料以及陶瓷修补方法。
为了实现以上目的，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种陶瓷修补材料，所述陶瓷修补材料的原料按照质量份组成包括：80目～100目蓝晶石20～25份、180目～250目蓝晶石24～30份、底釉干粉12～15份、钠长石8～10份、氧化铝10～18份、冰晶石5～15份、高岭土10～12份、煅烧高岭土5～6份和CMC干粉0.5～2份。
可选的，所述底釉干粉按照质量份组成包括：石英13～15份、钾长石28～35份、白云石1～2份、氧化锌4～6份、氧化铝1～2份、硅酸锆7～10份、高岭土4～6份、硅灰石21～25份、钠长石8～12份、熔块1～2份、碱面0.2～0.3份和CMC干粉0.2～0.3份。
可选的，所述陶瓷修补材料是将所述组成的原料配料后烘干，球磨混料均匀后过80目筛，按照料：水：甘油的质量比为100：16～20：4～7精练成团状。
本发明还提供了一种陶瓷修补方法，包括以下步骤：
1)对陶瓷的裂纹处进行预处理；
2)将上述陶瓷修补材料填入裂纹缺口处，压紧所述陶瓷修补材料，与露出的瓷体表面齐平；
3)在氧气气氛下烧成，烧成温度控制在1170～1180℃，保温时间2～5min。
可选的，所述裂纹的宽度≤3mm，长度≤100mm。
可选的，步骤1)中，所述预处理是将所述裂纹处的釉层打磨干净，露出瓷体，将裂纹处打开释放应力，将裂纹打磨成规整的缺口并用压缩空气吹干净。
可选的，在步骤2)和步骤3)之间，还包括将修补釉料覆盖在所述陶瓷修补材料上，压紧修补釉料，保持比原釉面高出0.2～0.3mm，涂抹平整光滑的步骤。
可选的，所述修补釉料的原料具有与所述底釉干粉相同的组成。
可选的，所述修补釉料是将所述组成的原料配料后球磨，出磨过180目筛，烘干后碾压成粉状，过80目筛，取筛下部分按料：水：甘油的质量比为100：16～20：4～7练成膏状。
本发明的有益效果为：
1)通过添加冰晶石作为催化剂，冰晶石分解产生的氟化物及蒸汽能够使蓝晶石反应温度在1180℃左右时分解率大幅提升，保温时间可缩短在5min内，蓝晶石分解所产生的体积膨胀效应足以完全抵消其他原料的体积收缩，保障修补处收缩凹陷小，修补效果好，且能耗低、效率高；
2)本发明的修补材料作为修补底料，熔剂(底釉干粉、钠长石、冰晶石)含量达到25％及其以上，高温熔融后可形成液相填充在蓝晶石晶体、莫来石晶体等晶体的间隙，测得烧成后强度达到75MPa以上；同时液相冷却时可以起到连接原坯体与修补底料的作用，修补后强度高，结合性好，修补后不会降低产品强度；
3)修补底料添加了CMC干粉，CMC长链结合修补底料的颗粒，增加了底料与底料之间的结合强度以及底料与瓷体的结合强度；同时CMC具有保水性，可避免升温阶段自由水快速排除所产生体积收缩会导致开裂；
4)修补底料的高岭土及煅烧高岭土添加量达到15％以上，升温阶段自由水及结合水的排除时可保持与坯体的紧密黏结，不易产生升温段修补点的开裂、缺釉等缺陷；
5)修补底料中，80～100目蓝晶石作为骨架支撑，降低升温段的收缩，避免升温段开裂；180～250目蓝晶石粒径更细，与冰晶石反应更充分，促进反应膨胀温度进一步降低。
附图说明
图1的1a～1e为实施例2的修补过程中各个阶段的陶瓷表面的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释。
实施例1～4
实施例1～4的陶瓷修补材料按照表1的重量份组成进行配料，配料后烘干，使用快速球磨机球磨3～5min混料均匀，出磨后过80目筛；按料：水：甘油的质量比为100：18：5将陶瓷修补材料精练成团状作为修补底料。其中底釉干粉组成为：石英13份，钾长石32份，白云石1份，氧化锌5份，氧化铝1份，硅酸锆9份，高岭土5份，硅灰石25份，钠长石10份，熔块2份，碱面0.2份，CMC干粉0.2份。其中镨黄色料作为色料的一种，具体色料可根据不同坯体颜色调配比例并选择性添加。
修补釉料的原料组成与上述底釉干粉相同，配料使用快速球磨机球磨20～25min，出磨过180目筛，烘干后碾压成粉状，过80目筛，取筛下部分按料：水：甘油的质量比为100：18：5将修补釉料练成膏状。
参考图1，选取釉面有裂纹或落脏的陶瓷产品(图1a)，裂纹宽度≤3mm、裂纹长度≤100mm，使用气动打磨笔将裂纹处的釉层打磨干净，露出瓷体，裂纹附近的釉保留一点坡度，使用振动笔将裂纹处打开，释放应力，浆裂纹打磨成规整的缺口，用压缩空气吹干净修补处(图1b)；将修补底料填入打开的裂纹缺口处，压紧修补底料，与露出的瓷体表面齐平，使用打磨笔将多余修补料打磨干净(图1c)；将修补釉料搓成条状，覆盖在修补处，使用聚乙烯压棒压紧修补釉料，保持比原釉面高出0.2～0.3mm，修补釉面涂抹平整光滑(图1d)；用隧道窑烧成，在氧化气氛下烧成周期为18h，烧成温度控制在1170～1180℃，保温4min，烧成釉面平整无色差(图1e)。
对比例1～3
对比例1～3的陶瓷修补材料按照表1的重量份组成进行配比并同样作为修补底料，陶瓷修补材料的处理方法、修补釉料以及修补工艺均同实施例1～4。
表1：
对实施例1～4和对比例1～3的修补材料修补后的陶瓷工件的物理性能见表2。
表2：
由表2可见对比例1配方中仅有蓝晶石，高温段无液相形成而产生的体积收缩，其烧成收缩为0，但同时无液相填充在晶体间隙中导致其强度低，与坯体结合性差，抗热震性试验修补点脱落；对比例2引入高温熔融的钠长石以及底釉粉提供液相，高温液相的产生为晶体的生长提供有利环境，促进蓝晶石分解的莫来石生长，熔融的液相填充在晶体间隙中，增强强度与抗热震性，同时吸水率大幅度降低，引入高岭土及煅烧高岭土增强修补料与坯体结合性，但同时伴有部分体积收缩，易造成修补点凹陷、外观效果差。实施例1～4添加冰晶石，冰晶石不仅与蓝晶石反应产生含氟铝硅相，还提供蓝晶石分解反应过程所需的催化气氛，降低蓝晶石分解温度，加快反应速率，使得烧成收缩有较大的降低，催化反应较为明显，且吸水率同步降低，配方瓷化更为完全，强度提升明显，且随着冰晶石添加量的增加冰晶石催化蓝晶石反应产生的体积膨胀效应正好抵消熔融液相产生的体积收缩，修补效果达到最佳，修补点烧成后可保持修补修补前的外观状态，修补的效果较好，无明显修补痕迹。对比例3的冰晶石添加至20份，烧成膨胀为1.6％，修补处表面有凸起，且由于膨胀，内部易形成空腔造成抗热震性不合格。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种陶瓷修补材料以及陶瓷修补方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种陶瓷修补材料，其特征在于：所述陶瓷修补材料的原料按照质量份组成包括：80目～100目蓝晶石20～25份、180目～250目蓝晶石24～30份、底釉干粉12～15份、钠长石8～10份、氧化铝10～18份、冰晶石5～15份、高岭土10～12份、煅烧高岭土5～6份和CMC干粉0.5～2份。
2.根据权利要求1所述的陶瓷修补材料，其特征在于：所述底釉干粉按照质量份组成包括：石英13～15份、钾长石28～35份、白云石1～2份、氧化锌4～6份、氧化铝1～2份、硅酸锆7～10份、高岭土4～6份、硅灰石21～25份、钠长石8～12份、熔块1～2份、碱面0.2～0.3份和CMC干粉0.2～0.3份。
3.根据权利要求1所述的陶瓷修补材料，其特征在于：所述陶瓷修补材料是将所述组成的原料配料后烘干，球磨混料均匀后过80目筛，按照料：水：甘油的质量比为100：16～20：4～7精练成团状。
4.一种陶瓷修补方法，其特征在于包括以下步骤：
1)对陶瓷的裂纹处进行预处理；
2)将权利要求1～3任一项所述的陶瓷修补材料填入裂纹缺口处，压紧所述陶瓷修补材料，与露出的瓷体表面齐平；
3)在氧气气氛下烧成，烧成温度控制在1170～1180℃，保温时间2～5min。
5.根据权利要求4所述的陶瓷修补方法，其特征在于：所述裂纹的宽度≤3mm，长度≤100mm。
6.根据权利要求4所述的陶瓷修补方法，其特征在于：步骤1)中，所述预处理是将所述裂纹处的釉层打磨干净，露出瓷体，将裂纹处打开释放应力，将裂纹打磨成规整的缺口并用压缩空气吹干净。
7.根据权利要求4所述的陶瓷修补方法，其特征在于：在步骤2)和步骤3)之间，还包括将修补釉料覆盖在所述陶瓷修补材料上，压紧修补釉料，保持比原釉面高出0.2～0.3mm，涂抹平整光滑的步骤。
8.根据权利要求7所述的陶瓷修补方法，其特征在于：所述修补釉料的原料具有与所述底釉干粉相同的组成。
9.根据权利要求8所述的陶瓷修补方法，其特征在于：所述修补釉料是将所述组成的原料配料后球磨，出磨过180目筛，烘干后碾压成粉状，过80目筛，取筛下部分按料：水：甘油的质量比为100：16～20：4～7练成膏状。
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