CN114230173A - 一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,所述固体粉末材料的原料包括:硼化镁以及磷化铁。所述固体材料可作为添加剂在釉料的烧结过程中加入,降低釉料的烧结温度,且对釉料的性能不会造成影响。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷制造领域,涉及一种固体粉末材料,尤其涉及一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料及其制备方法。
背景技术
目前陶瓷市场上呈现出需求高档化、艺术化、个性化、兼具功能性产品等特点,具有健康高品味的装饰材料成为消费的主流。然而,现有技术中陶瓷的烧结温度较高,不仅使陶瓷制备的耗能高,且不利于烧结条件的控制。因此,如何降低陶瓷的烧结温度,成为了本领域的研究热点之一。
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CN111675489A公开了一种汽车照明用低熔点光学玻璃粉的制备方法,其特征在于,所述的低熔点光学玻璃粉的制备方法包括如下步骤:(1)按照重量份数计,所述低熔点光学玻璃粉的原料包括:熔融石英砂40-60份、Al2O33-6份、H3BO3 25-40份、GaCO3 0.1-1份、K2CO3 0.5-3份、Na2CO3 3-10份、ZnO 0.1-10份,将所述熔融石英砂、Al2O3、H3BO3、GaCO3、K2CO3、Na2CO3、ZnO按比例精准称量,然后充分混合均匀;(2)将步骤(1)中混合均匀的原料放入熔炼炉中进行高温熔炼,然后将玻璃熔液快速放入纯净水中,使其急速降温,变成玻璃碴;(3)将步骤(2)中得到的玻璃碴经过陶瓷对辊机进行破碎,过20目尼龙筛得到玻璃粗粉;(4)将步骤(3)中得到的玻璃粗粉放入陶瓷罐内进行球磨;(5)将步骤(4)中球磨后的玻璃粉进行干燥,冷却后过200目尼龙筛得到所述的低熔点光学玻璃粉。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料及其制备方法,所述固体材料可作为添加剂在釉料的烧结过程中加入,降低釉料的烧结温度,且对釉料的性能不会造成影响。
为达到上述技术效果,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,所述固体粉末材料的原料包括:硼化镁以及磷化铁。
本发明中,通过对常规低熔点玻璃粉的组份进行调整,并添加硼化镁以及磷化铁,二者协同作用,不仅增加了低熔点玻璃粉与釉料等材料的相容性。同时,还提高了低熔点玻璃粉在晶相转变过程中通过能量传递,加快釉料中其余原料的晶相发生崩解,从而降低釉料熔融过程中所需要的能量,进一步降低釉料的熔融温度,从而便于釉料的制备以及加工,且不会降低釉料的强度。
作为本发明优选的技术方案,所述硼化镁的重量份为0.5~1.5份,如0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1.0份、1.1份、1.2份、1.3份或1.4份等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述磷化铁的重量的为0.2~0.5份,如0.25份、0.3份、0.35份、0.4份或0.45份等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述固体粉末材料的原料包括:五氧化二磷、氟化亚锡、三氧化二硼、三氧化二铋、二氧化硅、二氧化锆、三氧化二锑、硼化镁以及磷化铁。
作为本发明优选的技术方案,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
其中,五氧化二磷的重量份可以是10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份或14.5份等,氟化亚锡的重量份可以是2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等,三氧化二硼的重量份可以是10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份、13份、13.5份、14份或14.5份等,三氧化二铋的重量份可以是21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份或29份等,二氧化硅的重量份可以是2.5份、3份、3.5份、4份或4.5份等,二氧化锆的重量份可以是5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份或9.5份等,三氧化二锑的重量份可以是1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份或2.8份等,但并不仅限于所列举的数值,上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
本发明目的之二在于提供一种目的之一提供的降低玻璃熔融温度的固体粉末材料的制备方法,所述制备方法包括:
将五氧化二磷、氟化亚锡、二氧化硅、二氧化锆以及三氧化二锑混合得到第一混合粉料;
将所述第一混合粉料与铋源以及硼源混合后进行烧结处理得到第二混合粉料;
将所述第二混合粉料与硼化镁以及磷化铁处理混合后进行熔制,冷却后得到所述降低玻璃熔融温度的固体粉末材料。
作为本发明优选的技术方案,所述铋源包括碳酸铋和/或硝酸铋。
优选地,所述硼源包括硼酐和/或硼酸。
优选地,所述烧结处理的温度为500~700℃,如520℃、550℃、580℃、600℃、620℃、650℃或680℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述烧结处理的时间为1~3h,如1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h或2.8h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述熔制处理的温度为800~1000℃,如820℃、850℃、880℃、900℃、920℃、950℃或980℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述熔制处理的时间为0.5~2h,如0.6h、0.8h、1h、1.2h、1.5h或1.8h等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述冷却的冷却速率为25~50℃/min,如30℃/min、35℃/min、40℃/min或45℃/min等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述降低玻璃熔融温度的固体粉末材料的制备方法包括:
将五氧化二磷、氟化亚锡、二氧化硅、二氧化锆以及三氧化二锑混合得到第一混合粉料;
将所述第一混合粉料与铋源以及硼源混合后500~700℃下进行烧结处理1~3h得到第二混合粉料;
将所述第二混合粉料与硼化镁以及磷化铁处理混合后800~1000℃下进行熔制0.5~2h,以25~50℃/min的冷却速率冷却后得到所述降低玻璃熔融温度的固体粉末材料。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料及其制备方法,所述固体材料可作为添加剂在釉料的烧结过程中加入,降低釉料的烧结温度,且对釉料的性能不会造成影响。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
实施例2
本实施例提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
实施例3
本实施例提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
实施例4
本实施例提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
实施例5
本实施例提供一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,按照重量份计所述固体粉末材料的原料包括:
对比例1
本对比例除了将硼化镁替换为等质量的磷化铁外,其余条件均与实施例5相同。
对比例2
本对比例除了将磷化铁替换为等质量的硼化镁外,其余条件均与实施例5相同。
对比例3
本对比例除了将磷化铁和硼化镁替换为等质量的三氧化二铋外,其余条件均与实施例5相同。
将实施例1-5以及对比例1-3制备得到的降低玻璃熔融温度的固体粉末材料与釉料混合(混合比例1:200),并在坯体上制备以用于后续的性能测试。
釉料的原料包括:钠长石14.8份、石英11.5份、碳酸钡11.3份、烧滑石7.5份、高岭土5.7份、硅灰石31.5份、烧土3.2份、氧化锌7.7份以及白刚玉1.8份。
坯体的组成为水磨料3.0份、高岭土20.0份、水磨砂38.5份、超白球土3.0份、烧滑石2.5份、公田砂15.0份、高温砂9.5份、膨润土1.2份以及彭泥1.5份。坯体厚度为5mm,釉层厚度为1mm。
坯体的制作工艺参数如下:
制粉工艺:泥浆比重:1.69~1.71g/ml
球磨细度:0.8~1.0%(250目筛余)
颗粒级配:30目上(含30目):5~20%
30~60目(不含30目,含60目):≥64%
60~80目(不含60目,含80目):≤12%
80目下(不含80目):≤6%
粉料水分:7.0~7.5%
成型工艺:压机机型:PH3000
成型压力:360bar
压制周期:5.4次/min(600×600mm规格)
干燥工艺:干燥温度:140℃
干燥时间:60min
干燥坯体水分:≤0.5%。
保护釉粉和干粒釉粉的制作工艺参数如下:
砖坯表面淋水量:5~10g/盘(托盘规格为200×600mm,下同)
干粒釉比重:1.55~1.58;甩釉重量:16±2g/盘;
施釉完成后,将所得的坯体烧成,烧成工艺可以为:
烧成窑炉:辊道窑;
烧成温度:1100℃以及900℃。
烧成周期:60min。
使用SKZ抗折抗压检测仪对岩板的抗折强度进行测试,其结果如表1所示。
表1
抗折强度/N/cm(1100℃) | 抗折强度/N/cm(900℃) | |
空白例 | 11.2 | - |
实施例1 | 10.9 | 10.7 |
实施例2 | 11.0 | 10.9 |
实施例3 | 10.8 | 10.6 |
实施例4 | 10.8 | 10.7 |
实施例5 | 10.9 | 10.8 |
对比例1 | 11.1 | - |
对比例2 | 11.0 | - |
对比例3 | 11.1 | - |
通过表1的测试结果可看出,在添加本发明的固体粉末材料后,釉料的烧结温度可由1100℃下降至900℃,且烧结后抗折强度几乎没有下降。与未添加的固体粉末材料的釉料相比,抗折强度也近乎相同,而在900℃下未能完成烧结。对比例1和对比例2分别未添加磷化铁和硼化镁,导致釉料不能在900℃下完成烧结,对比例3同时未添加磷化铁和硼化镁,同样未在900℃下完成烧结。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料,其特征在于,所述固体粉末材料的原料包括:硼化镁以及磷化铁。
2.根据权利要求1所述的固体粉末材料,其特征在于,所述硼化镁的重量份为0.5~1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的固体粉末材料,其特征在于,所述磷化铁的重量的为0.2~0.5份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的固体粉末材料,其特征在于,所述固体粉末材料的原料包括:五氧化二磷、氟化亚锡、三氧化二硼、三氧化二铋、二氧化硅、二氧化锆、三氧化二锑、硼化镁以及磷化铁。
7.一种降低玻璃熔融温度的固体粉末材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将五氧化二磷、氟化亚锡、二氧化硅、二氧化锆以及三氧化二锑混合得到第一混合粉料;
将所述第一混合粉料与铋源以及硼源混合后进行烧结处理得到第二混合粉料;
将所述第二混合粉料与硼化镁以及磷化铁处理混合后进行熔制,冷却后得到所述降低玻璃熔融温度的固体粉末材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述铋源包括碳酸铋和/或硝酸铋;
优选地,所述硼源包括硼酐和/或硼酸;
优选地,所述烧结处理的温度为500~700℃;
优选地,所述烧结处理的时间为1~3h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,所述熔制处理的温度为800~1000℃;
优选地,所述熔制处理的时间为0.5~2h;
优选地,所述冷却的冷却速率为25~50℃/min。
10.根据权利要求7-9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将五氧化二磷、氟化亚锡、二氧化硅、二氧化锆以及三氧化二锑混合得到第一混合粉料;
将所述第一混合粉料与铋源以及硼源混合后500~700℃下进行烧结处理1~3h得到第二混合粉料;
将所述第二混合粉料与硼化镁以及磷化铁处理混合后800~1000℃下进行熔制0.5~2h,以25~50℃/min的冷却速率冷却后得到所述降低玻璃熔融温度的固体粉末材料。
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