CN112624614B - 一种高耐磨性的陶瓷釉料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及陶瓷生产领域,具体公开了一种高耐磨性的陶瓷釉料及其制备方法。一种高耐磨性的陶瓷釉料包括溶剂粉20‑23份、石英26‑29份、长石20‑23份等,硅酸钾20‑30份,水30‑40份;其制备方法为:将陶瓷釉料和水按照一定比例配合,经球磨机研磨后与硅酸钾混合均匀,过筛、除铁得到釉浆;将釉浆通过淋釉的方式对坯体表面进行上釉,当坯体经过均匀的釉膜时实现上釉;经过上釉后的陶瓷半成品进行烧结,在高温的作用下,达到完全致密程度的瓷化现象。本申请的高耐磨性的陶瓷釉料可用于陶瓷生产,其具有致密性好、耐磨性高的优点。
Description
技术领域
本申请涉及陶瓷生产领域,更具体地说,它涉及一种高耐磨性的陶瓷釉料及其制备方法。
背景技术
陶瓷釉料是一种覆盖在陶瓷制品表面的无色或有色的玻璃质薄层,是用矿物原料按照一定比例配合经过研磨制成釉浆,施于坯体表面,经一定温度煅烧而成,能增加制品的机械强度、热稳定性,还有美化器物、便于擦拭等特点。
目前,现有的陶瓷釉料的制备方法包括以下步骤:
S1:将陶瓷釉料按照一定比例配合,经球磨机研磨后,过筛、除铁得到釉浆;
S2:将釉浆通过淋釉的方式对坯体表面进行上釉,当坯体经过均匀的釉膜时实现上釉;
S3:经过成型、上釉后的半成品进行烧结,在高温的作用下,达到完全致密程度的瓷化现象。
针对上述中的相关技术,发明人认为在高温烧结过程中,由于釉浆中的水分蒸发以及釉浆中含有挥发组分在高温下分解而排出气体,形成气泡,釉中气泡孔隙会影响烧成釉面的致密性能,降低陶瓷釉面的耐磨性。
发明内容
为了提高陶瓷釉料的耐磨性,本申请提供一种高耐磨性的陶瓷釉料。
为了获得高耐磨性的陶瓷釉料,本申请提供一种高耐磨性的陶瓷釉料的制备方法。
本申请提供的一种高耐磨性的陶瓷釉料,采用如下的技术方案:
第一方面,本申请提供的一种高耐磨性的陶瓷釉料,采用如下的技术方案:
一种高耐磨性的陶瓷釉料,包括以下质量份数的原料通过混合搅拌得到:
溶剂粉20-23份、石英26-29份、长石20-23份、苏州土3-5份、硅灰石5-7份、方解石6-8份、白云石2-4份、超细锆6-9份、烧氧化锌2-4份、烧氧化铝1-4份、熔块1-3份、碳酸钡1-3份,硅酸钾20-30份,水30-40份,所述硅酸钾填充于烧结陶瓷釉面的空隙中。
通过采用上述技术方案,由于陶瓷釉料对坯体进行上釉后,在高温烧结时,陶瓷釉料中会出现水分挥发,导致气泡产生的情况,最终烧成的釉面会存在气泡空隙,使釉面的耐磨强度降低。在陶瓷釉料烧成的过程中,由于硅酸钾的熔点低于陶瓷釉料的熔融温度,混合在陶瓷釉料中的硅酸钾在烧结温度下熔融成液态,液态的硅酸钾会主动浸润釉料颗粒,随着陶瓷釉料烧结致密化,釉料中的水分以及其他挥发组分挥发后产生空隙,液态的硅酸钾自动填充入釉料颗粒间的空隙,并与陶瓷釉料共同烧结致密化,增强烧成陶瓷釉面的耐磨强度。
优选的,所述硅酸钾外侧包裹有一层硅丙乳液包覆层。
通过采用上述技术方案,由于硅酸钾在水中会出现水解,因此用硅丙乳液对硅酸钾进行包裹,硅丙乳液在硅酸钾表面形成一层保护膜,防止硅酸钾在熔融前发生水解,包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾颗粒再与其他釉料混合均匀,对坯体进行上釉烧结后,有利于提高釉面的耐磨性。
优选的,所述硅丙乳液包覆层的厚度为30-80nm。
通过采用上述技术方案,硅丙乳液的厚度适中,使硅酸钾在釉料中分散更加均匀,硅丙乳液结合了有机硅疏水、表面能低和丙烯酸类树脂的柔韧性、附着性的特点,硅丙乳液对硅酸钾进行包覆处理,使硅酸钾与釉料混合后形成釉浆时不易水解,保证硅酸钾在熔融温度下融化,烧结时填充釉料颗粒间的空隙,提高釉面的耐磨性。
优选的,所述硅酸钾的粒径为100-200nm。
通过采用上述技术方案,硅酸钾颗粒的粒径低于陶瓷釉料颗粒的粒径,使硅酸钾到达熔融温度时更好的对釉料颗粒间的空隙进行填补,使陶瓷釉料更加致密化,增强陶瓷釉面的耐磨性。
优选的,还包括悬浮剂0.1-0.2份。
通过采用上述技术方案,在釉料中加入悬浮剂稳定釉浆性能,防止釉浆产生沉淀、分层,悬浮剂通过吸附于固体颗粒的表面,降低液-液或固-液之间的界面张力,使凝聚的釉料颗粒表面易于湿润,同时在釉料颗粒的表面形成吸附层,使釉料颗粒表面的电荷增加,釉料颗粒之间因静电斥力而远离,最终使釉浆体系均匀,悬浮性好。
优选的,所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
通过采用上述技术方案,羧甲基纤维素钠在浆料混合时起到增强分散性的效果,保证釉浆的粘度,使釉浆对坯体上釉时的厚度均匀,烧结后的釉面强度效果更好。
第二方面,本申请提供一种高耐磨性的陶瓷釉料的制备方法,采用如下的技术方案:
一种高耐磨性的陶瓷釉料的制备方法,包括以下步骤,
S1:将陶瓷釉料和水按照一定比例配合,经球磨机研磨后与硅酸钾混合均匀,过筛、除铁得到釉浆;
S2:将釉浆通过淋釉的方式对坯体表面进行上釉,当坯体经过均匀的釉膜时实现上釉;
S3:经过上釉后的陶瓷半成品进行烧结,在高温的作用下,达到完全致密程度的瓷化现象。
通过采用上述技术方案,硅酸钾在陶瓷釉料烧成的过程中,由于硅酸钾的熔点低于陶瓷釉料的熔融温度,混合在陶瓷釉料中的硅酸钾在烧结温度下熔融成液态,液态的硅酸钾会主动浸润釉料颗粒,随着陶瓷釉料烧结致密化,釉料中的水分以及其他挥发组分挥发后产生空隙,液态的硅酸钾自动填充入釉料颗粒间的空隙,并与陶瓷釉料共同烧结致密化,增强烧成陶瓷釉面的耐磨强度。
优选的,所述硅酸钾外侧包裹有一层硅丙乳液包覆层,所述包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾制备方法包括,先将硅酸钾颗粒分散于乙醇溶液中,在搅拌下滴加硅丙乳液,硅丙乳液与硅酸钾固体颗粒在氮气保护下发生聚合反应,反应结束后抽滤、烘干得到包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾。
通过采用上述技术方案,硅丙乳液对硅酸钾的外侧进行包裹,将硅酸钾固体颗粒分散于乙醇溶液中,乙醇环境使硅丙乳液对硅酸钾的包覆效果更好,硅丙乳液在硅酸钾表面形成一层均匀的保护层,防止硅酸钾在熔融前水解,包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾颗粒再与其他釉料混合均匀,对坯体进行上釉烧结,提高釉面的耐磨性。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、由于本申请采用硅酸钾,由于硅酸钾的熔点低于陶瓷釉料的熔融温度,混合在陶瓷釉料中的硅酸钾在烧结温度下熔融成液态,液态的硅酸钾会主动浸润釉料颗粒,随着陶瓷釉料烧结致密化,釉料中的水分以及其他挥发组分挥发后产生空隙,液态的硅酸钾自动填充入釉料颗粒间的空隙,并与陶瓷釉料共同烧结致密化,增强烧成陶瓷釉面的耐磨强度;
2、本申请中优选采用硅丙乳液,由于硅酸钾在水中会出现水解,因此用硅丙乳液对硅酸钾进行包裹,硅丙乳液在硅酸钾表面形成一层保护膜,防止硅酸钾在熔融前发生水解,包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾颗粒再与其他釉料混合均匀,对坯体进行上釉烧结后,有利于提高釉面的耐磨性;
3、本申请的方法,通过先将硅酸钾颗粒分散于乙醇溶液中,在搅拌下滴加硅丙乳液,硅丙乳液与硅酸钾固体颗粒在氮气保护下发生聚合反应,反应结束后抽滤、烘干得到包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾,再将硅酸钾与其他釉料混合,混合在陶瓷釉料中的硅酸钾在烧结温度下熔融成液态,液态的硅酸钾会主动浸润釉料颗粒,随着陶瓷釉料烧结致密化,釉料中的水分以及其他挥发组分挥发后产生空隙,液态的硅酸钾自动填充入釉料颗粒间的空隙,并与陶瓷釉料共同烧结致密化,增强烧成陶瓷釉面的耐磨强度。
具体实施方式
原料来源:
原料名称 | 供应商 |
熔剂粉 | 唐山庄信科技有限公司 |
石英 | 唐山东川商贸有限公司 |
长石 | 唐山信奕莱商贸有限公司 |
苏州土 | 唐山东川商贸有限公司 |
硅灰石 | 唐山东川商贸有限公司 |
方解石 | 唐山东川商贸有限公司 |
白云石 | 丰润成生石材加工厂 |
超细锆 | 唐山康陶新材料有限公司 |
烧氧化锌 | 唐山信奕莱商贸有限公司 |
烧氧化铝 | 郑州西德利化工新材料有限公司 |
熔块 | 唐山庄信科技有限公司 |
碳酸钡 | 淄博务宏进出口有限公司 |
硅酸钾 | 邢台铂丰化工科技有限公司 |
硅丙乳液 | 山东鑫润达精细化工有限公司,牌号为108896 |
乙醇 | 上海麦克林生化科技有限公司,牌号为64-17-5 |
羧甲基纤维素钠 | 西安天茂化工有限公司,牌号为9004-32-4 |
实施例1
一种高耐磨性的陶瓷釉料,包括以下质量份数的原料通过混合搅拌得到:
陶瓷釉料108份,
硅酸钾25份,粒径为150nm,
水35份,
乙醇10份,
硅丙乳液20份,
悬浮剂0.15份,所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠,
所述陶瓷釉料包括溶剂粉22份、石英27份、长石22份、苏州土4份、硅灰石6.5份、方解石7.5份、白云石3份、超细锆7.5份、烧氧化锌3份、烧氧化铝2份、熔块1.5份、碳酸钡2份,所述硅酸钾填充于烧结陶瓷釉面的空隙中,
其中硅酸钾的外侧包裹有硅丙乳液包覆层,硅丙乳液包覆层的厚度为40nm,
所述包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾的制备方法包括,先将25kg硅酸钾颗粒分散于10kg乙醇溶液中,在磁力搅拌下滴加硅丙乳液,滴加速率为0.3g/min,硅丙乳液与硅酸钾固体颗粒在氮气保护下发生聚合反应,反应结束后抽滤、烘干得到包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾。
一种高耐磨性的陶瓷釉料的制备方法,包括以下步骤,
S1:将陶瓷釉料和水按照一定比例配合经球磨机研磨,研磨速度为210rpm,研磨后与硅酸钾混合均匀,过400目筛、除铁得到釉浆,调节釉浆的含水率至55%;
S2:将釉浆通过淋釉的方式对坯体表面进行上釉,当坯体经过均匀的釉膜时实现上釉,上釉厚度3mm;
S3:经过上釉后的陶瓷半成品进行烧结,在1290℃的高温作用下,保温烧制11h,达到完全致密程度的瓷化现象。
实施例2-5
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于原料用量不同。
实施例1-实施例5的原料用量如下表所示。
表一,实施例1-实施例5的原料用量
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
溶剂粉/kg | 22 | 20 | 21 | 21.6 | 23 |
石英/kg | 27 | 26 | 26.5 | 28 | 29 |
长石/kg | 22 | 20 | 21 | 22.5 | 23 |
苏州土/kg | 4 | 3 | 3.5 | 4.5 | 5 |
硅灰石/kg | 6.5 | 5 | 5.5 | 6 | 7 |
方解石/kg | 7.5 | 6 | 6.5 | 7 | 8 |
白云石/kg | 3 | 2 | 2.5 | 3.5 | 4 |
超细锆/kg | 7.5 | 6 | 6.5 | 7 | 9 |
烧氧化锌/kg | 3 | 2 | 2.5 | 3.5 | 4 |
烧氧化铝/kg | 2 | 1 | 1.5 | 2.5 | 4 |
熔块/kg | 1.5 | 1 | 2 | 2.5 | 3 |
碳酸钡/kg | 2 | 1 | 1.5 | 2.5 | 3 |
陶瓷釉料用量/kg | 108 | 105 | 106 | 109 | 110 |
硅酸钾用量/kg | 25 | 20 | 22 | 27 | 30 |
硅酸钾粒径/nm | 150 | 100 | 120 | 180 | 200 |
水用量/kg | 35 | 30 | 32 | 38 | 40 |
对比例1
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于硅酸钾用量为0kg。
对实施例1-5和对比例1的陶瓷釉料制成的陶瓷进行测试。
测试包括:
1.陶瓷釉面表面耐磨性测试
按照GB/T3810.7-2016中规定的方法对陶瓷进行测试。
测试结果如下表。
表二,实施例1-5和对比例1的陶瓷釉料制成的陶瓷测试结果
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | |
出现损坏时的研磨转数(转) | 11368 | 11332 | 11346 | 11352 | 11319 | 10032 |
实施例1-5的耐磨性优于对比例1,故本申请中由于硅酸钾的熔点低于陶瓷釉料的熔融温度,在陶瓷釉料烧成的过程中,混合在陶瓷釉料中的硅酸钾在烧结温度下熔融成液态,液态的硅酸钾会主动浸润釉料颗粒,随着陶瓷釉料烧结致密化,釉料中的水分以及其他挥发组分挥发后产生空隙,液态的硅酸钾自动填充入釉料颗粒间的空隙,并与陶瓷釉料共同烧结致密化,增强烧成陶瓷釉面的耐磨强度。
实施例6
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于硅酸钾的外侧未包裹有硅丙乳液包覆层。
实施例7
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于硅丙乳液包覆层的厚度为150nm。
实施例8
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于硅酸钾的粒径为300nm。
实施例9
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于悬浮剂的用量为0。
实施例10
一种高耐磨性的陶瓷釉料,基于实施例1的基础上,其区别在于悬浮剂为高岭土。
对实施例6-10的陶瓷釉料制成的陶瓷进行测试。
测试结果如下表。
表三,对实施例6-10的陶瓷釉料制成的陶瓷测试结果
实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
出现损坏时的研磨转数(转) | 10123 | 11262 | 11254 | 11154 | 11263 |
结合实施例1和实施例6并结合表二、三可以看出,本申请中由于硅酸钾在水中会出现水解,因此用硅丙乳液对硅酸钾进行包裹,硅丙乳液在硅酸钾表面形成一层保护膜,防止硅酸钾在熔融前发生水解,包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾颗粒再与其他釉料混合均匀,对坯体进行上釉烧结后,有利于提高釉面的耐磨性。
结合实施例1和实施例7并结合表二、三可以看出,本申请中硅丙乳液的厚度适中,使硅酸钾在釉料中分散更加均匀,硅丙乳液结合了有机硅疏水、表面能低和丙烯酸类树脂的柔韧性、附着性的特点,硅丙乳液对硅酸钾进行包覆处理,使硅酸钾与釉料混合后形成釉浆时不易水解,保证硅酸钾在熔融温度下融化,烧结时填充釉料颗粒间的空隙,提高釉面的耐磨性。
结合实施例1和实施例8并结合表二、三可以看出,本申请中硅酸钾颗粒的粒径低于陶瓷釉料颗粒的粒径,使硅酸钾到达熔融温度时更好的对釉料颗粒间的空隙进行填补,使陶瓷釉料更加致密化,增强陶瓷釉面的耐磨性。
结合实施例1和实施例9并结合表二、三可以看出,本申请中在釉料中加入悬浮剂稳定釉浆性能,防止釉浆产生沉淀、分层,釉浆体系均匀,悬浮性好,使上釉更加均匀,烧成的釉面强度更好。
结合实施例1和实施例10并结合表二、三可以看出,本申请中羧甲基纤维素钠在浆料混合时起到增强分散性的效果,保证釉浆的粘度,使釉浆对坯体上釉时的厚度均匀,烧结后的釉面强度效果更好。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种高耐磨性的陶瓷釉料,其特征在于,包括以下质量份数的原料通过混合搅拌得到:
溶剂粉20-23份、石英26-29份、长石20-23份、苏州土3-5份、硅灰石5-7份、方解石6-8份、白云石2-4份、超细锆6-9份、烧氧化锌2-4份、烧氧化铝1-4份、熔块1-3份、碳酸钡1-3份,硅酸钾20-30份,水30-40份,所述硅酸钾填充于烧结陶瓷釉面的空隙中;
所述硅酸钾外侧包裹有一层硅丙乳液包覆层;
所述包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾的制备方法包括,先将25kg硅酸钾颗粒分散于10kg乙醇溶液中,在磁力搅拌下滴加硅丙乳液,滴加速率为0.3g/min,硅丙乳液与硅酸钾固体颗粒在氮气保护下发生反应,反应结束后抽滤、烘干得到包裹有硅丙乳液包覆层的硅酸钾;
所述高耐磨性的陶瓷釉料的制备方法,包括以下步骤,
S1:将陶瓷釉料和水按照一定比例配合经球磨机研磨,研磨速度为210rpm,研磨后与硅酸钾混合均匀,过400目筛、除铁得到釉浆,调节釉浆的含水率至55%;
S2:将釉浆通过淋釉的方式对坯体表面进行上釉,当坯体经过均匀的釉膜时实现上釉,上釉厚度3mm;
S3:经过上釉后的陶瓷半成品进行烧结,在1290℃的高温作用下,保温烧制11h,达到完全致密程度的瓷化现象。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨性的陶瓷釉料,其特征在于:所述硅丙乳液包覆层的厚度为30-80nm。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨性的陶瓷釉料,其特征在于:所述硅酸钾的粒径为100-200nm。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨性的陶瓷釉料,其特征在于:还包括悬浮剂0.1-0.2份。
5.根据权利要求4所述的一种高耐磨性的陶瓷釉料,其特征在于:所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
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