CN114507082B - 一种低吸水率亚光古建瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低吸水率亚光古建瓷及其制备方法和应用，所述低吸水率亚光古建瓷包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石20‑25份、碳酸钙10‑15份、硫酸钡3‑6份、石英5‑8份、氧化铝10‑15份、粘结剂10‑12份、膨润土10‑15份、改性蒙脱土18‑20份和水20‑30份；所述低吸水率亚光古建瓷的制备方法，包括以下步骤：S1:釉料制备：S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，烧成，得低吸水率亚光古建瓷。本发明制得的低吸水率亚光古建瓷亚光效果好，吸水率低，且具有优异的强度和良好的机械性能。

Description

一种低吸水率亚光古建瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及一种低吸水率亚光古建瓷及其制备方法和应用。
背景技术
亚光瓷是一种泛有丝绢光泽或玉石状光泽的无光瓷，是无光瓷系中的微结晶釉。亚光瓷产品是现代化陶瓷的高档类产品，也是现代陶瓷装饰材料的潮流，亚光瓷于其釉面细腻，反光柔和，给人带来安静舒适感。市场上建筑用釉料品种很多，比如乳浊釉，但是还存在一些问题：亚光效果不够好；外观不够精美；吸水性强，容易皲裂，釉面的耐磨性能较差和硬度较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低吸水率亚光古建瓷及其制备方法和应用，制得的低吸水率亚光古建瓷亚光效果好，吸水率低，且具有优异的强度和良好的机械性能。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低吸水率亚光古建瓷，包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石20-25份、碳酸钙10-15份、硫酸钡3-6份、石英5-8份、氧化铝10-15份、粘结剂10-12份、膨润土10-15份、改性蒙脱土18-20份和水20-30份。
优选地，所述粘结剂为羟甲基纤维素钠。
本发明还提供一种低吸水率亚光古建瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、粘结剂、膨润土和水搅拌混合，混合物改性，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将改性蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，烧成，得低吸水率亚光古建瓷。
优选地，步骤S11中所述混合物改性的改性方法包括：
将质量分数50％的氯化铜溶液加入到混合物中搅拌均匀，再加入体积分数为75％的氨水溶液，调节pH值至9-10，继续搅拌1-2h，再加入质量分数为70％的氢氧化钠溶液，搅拌1-2h，再加入质量分数70％的硼氢化钠溶液，搅拌20-30min，即可。
优选地，所述混合物、氯化铜溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液和硼氢化钠溶液的重量份比为3:1:2:2:4。
优选地，步骤S12中所述改性蒙脱土的制备方法包括：
S121:制备插层蒙脱土；
S122:将步骤S121所得插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷混合，60℃下加热搅拌4h，沉积物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得改性蒙脱土。
优选地，所述插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷的重量份比为2:10:1。
优选地，步骤S121插层蒙脱土的制备方法包括：将重量份比为1:5的蒙脱土和体积分数为70％的氢氧化钠溶液混合，70℃搅拌12h，过滤，将沉积物干燥，研磨，得插层蒙脱土。
优选地，所述步骤S2中烧成的工艺具体包括：
以5℃/min的升温速率，温度升到1000-1200℃，保温1-2h，再以10℃/min升温至1500-1540℃，常温冷却至1400-1450℃，保温10-12h。
本发明还提供一种低吸水率亚光古建瓷作为建筑材料的应用。
本发明对蒙脱土进行改性，从而与无机组分相容性增强，提高组分的分散稳定性；另一方面，增大层间距，使组分进入层间，增强组分界面作用，同时降低组分间隙，以提高陶瓷的致密性，并消除组分之间的缺陷，降低应力集中点，改善釉质耐机械磨损性能，同时经过纳米粒子改性的混合物与蒙脱土混合，增强了与粘结剂缠绕的无机组分的粘附力，提供较低表面能，同时构筑的微米结构共同形成微纳复合结构，增大粗糙度，降低了吸水率。
本发明采用升降温法烧成工艺，随着温度的升高，伴随着烧结能量的增高，坯体内部的物理化学反应将进行地更加彻底，随着晶界扩散和晶界迁移加快进行，收缩变化更大，升温的过程中通过保温，提供给烧结系统内的能量也在增加，反应也同样的进行更加彻底，以提高收缩率、相对体积密度和机械性能，再通过适当降温，使得扩散和迁移已经彻底完成的晶界进行稳定，坯体内部以更加致密。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另，特别说明，本发明原料和设备均可从市售所得，不再一一列举，其中，本发明原材料均可从市售获得，为本领域技术人员所熟知的。
本发明所述坯体包括以下重量份的原料：钠长石30份、石英30份、白云石20份、滑石20份、碳酸钙5份、氧化钾2份、氧化钛2份和氧化锆5份。
坯体的制备方法为：将上述坯体原料粉碎，经湿球磨、陈腐后制成粗坯，然后在500℃的温度下素烧3h，即可。
实施例1：
一种低吸水率亚光古建瓷，包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石25份、碳酸钙15份、硫酸钡6份、石英8份、氧化铝15份、羟甲基纤维素钠12份、膨润土15份、改性蒙脱土20份和水30份。
一种低吸水率亚光古建瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将上述钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、羟甲基纤维素钠、膨润土和水搅拌混合，混合物改性，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将改性蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，以5℃/min的升温速率，温度升到1200℃，保温2h，再以10℃/min升温至1540℃，常温冷却至1450℃，保温12h烧成，得低吸水率亚光古建瓷。
其中，步骤S11中混合物改性的改性方法包括：
将质量分数50％的氯化铜溶液加入到混合物中搅拌均匀，再加入体积分数为75％的氨水溶液，调节pH值至9-10，继续搅拌2h，再加入质量分数为70％的氢氧化钠溶液，搅拌2h，再加入质量分数70％的硼氢化钠溶液，搅拌30min，即可，其中，混合物、氯化铜溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液和硼氢化钠溶液的重量份比为3:1:2:2:4。
其中，步骤S12中改性蒙脱土的制备方法包括：
S121:将重量份比为1:5的蒙脱土和体积分数为70％的氢氧化钠溶液混合，70℃搅拌12h，过滤，将沉积物干燥，研磨，得插层蒙脱土；
S122:将步骤S121所得插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷按照重量份比为2:10:1混合，60℃下加热搅拌4h，沉积物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得改性蒙脱土。
实施例2：
一种低吸水率亚光古建瓷，包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石20份、碳酸钙10份、硫酸钡3份、石英5份、氧化铝10份、羟甲基纤维素钠10份、膨润土10份、改性蒙脱土18份和水20份。
一种低吸水率亚光古建瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将上述钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、羟甲基纤维素钠、膨润土和水搅拌混合，混合物改性，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将改性蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，以5℃/min的升温速率，温度升到1000℃，保温1h，再以10℃/min升温至1500℃，常温冷却至1400℃，保温10h烧成，得低吸水率亚光古建瓷。
其中，步骤S11中混合物改性的改性方法包括：
将质量分数50％的氯化铜溶液加入到混合物中搅拌均匀，再加入体积分数为75％的氨水溶液，调节pH值至9-10，继续搅拌1h，再加入质量分数为70％的氢氧化钠溶液，搅拌1h，再加入质量分数70％的硼氢化钠溶液，搅拌20min，即可，其中，混合物、氯化铜溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液和硼氢化钠溶液的重量份比为3:1:2:2:4。
其中，步骤S12中改性蒙脱土的制备方法包括：
S121:将重量份比为1:5的蒙脱土和体积分数为70％的氢氧化钠溶液混合，70℃搅拌12h，过滤，将沉积物干燥，研磨，得插层蒙脱土；
S122:将步骤S121所得插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷按照重量份比为2:10:1混合，60℃下加热搅拌4h，沉积物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得改性蒙脱土。
实施例3：
一种低吸水率亚光古建瓷，包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石22份、碳酸钙12份、硫酸钡5份、石英6份、氧化铝12份、羟甲基纤维素钠11份、膨润土12份、改性蒙脱土19份和水25份。
一种低吸水率亚光古建瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将上述钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、羟甲基纤维素钠、膨润土和水搅拌混合，混合物改性，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将改性蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，以5℃/min的升温速率，温度升到1100℃，保温1.5h，再以10℃/min升温至1520℃，常温冷却至1420℃，保温11h烧成，得低吸水率亚光古建瓷。
其中，步骤S11中混合物改性的改性方法包括：
将质量分数50％的氯化铜溶液加入到混合物中搅拌均匀，再加入体积分数为75％的氨水溶液，调节pH值至9-10，继续搅拌1.5h，再加入质量分数为70％的氢氧化钠溶液，搅拌1.5h，再加入质量分数70％的硼氢化钠溶液，搅拌25min，即可，其中，混合物、氯化铜溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液和硼氢化钠溶液的重量份比为3:1:2:2:4。
其中，步骤S12中改性蒙脱土的制备方法包括：
S121:将重量份比为1:5的蒙脱土和体积分数为70％的氢氧化钠溶液混合，70℃搅拌12h，过滤，将沉积物干燥，研磨，得插层蒙脱土；
S122:将步骤S121所得插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷按照重量份比为2:10:1混合，60℃下加热搅拌4h，沉积物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得改性蒙脱土。
对比例1：
对比例1与实施例1的制备方法基本相同，不同的是，混合物不改性和蒙脱土不改性，具体为：
一种古建瓷，包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石25份、碳酸钙15份、硫酸钡6份、石英8份、氧化铝15份、羟甲基纤维素钠12份、膨润土15份、蒙脱土20份和水30份。
一种古建瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将上述钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、羟甲基纤维素钠、膨润土和水搅拌混合，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，以5℃/min的升温速率，温度升到1200℃，保温2h，再以10℃/min升温至1540℃，常温冷却至1450℃，保温12h烧成，得低吸水率亚光古建瓷。
对比例2：
对比例1与实施例1的制备方法基本相同，不同的是，不采用升温降温法烧成工艺，具体为：
一种古建瓷，包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石25份、碳酸钙15份、硫酸钡6份、石英8份、氧化铝15份、羟甲基纤维素钠12份、膨润土15份、改性蒙脱土20份和水30份。
一种古建瓷的制备方法，包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将上述钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、羟甲基纤维素钠、膨润土和水搅拌混合，混合物改性，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将改性蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，以1540℃，保温12h烧成，得低吸水率亚光古建瓷。
其中，步骤S11中混合物改性的改性方法包括：
将质量分数50％的氯化铜溶液加入到混合物中搅拌均匀，再加入体积分数为75％的氨水溶液，调节pH值至9-10，继续搅拌2h，再加入质量分数为70％的氢氧化钠溶液，搅拌2h，再加入质量分数70％的硼氢化钠溶液，搅拌30min，即可，其中，混合物、氯化铜溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液和硼氢化钠溶液的重量份比为3:1:2:2:4。
其中，步骤S12中改性蒙脱土的制备方法包括：
S121:将重量份比为1:5的蒙脱土和体积分数为70％的氢氧化钠溶液混合，70℃搅拌12h，过滤，将沉积物干燥，研磨，得插层蒙脱土；
S122:将步骤S121所得插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷按照重量份比为2:10:1混合，60℃下加热搅拌4h，沉积物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得改性蒙脱土。
对本发明实施例1至实施例3、对比例1至对比例2得到的古建瓷，脱模得瓷砖，于市售瓷砖(购于群舜陶瓷)进行性能测试，测试结果如表1所示。
本发明的瓷砖的光泽度，采用光电光泽度计，按国家标准《GB/T 3295-1996陶瓷制品45°镜向光泽度试验方法》的要求进行测试。
本发明的瓷砖的体积密度测试：按照国家标准《陶瓷坯体显气孔率、体积密度测试方法(QB/T1642-2012)》进行测试。
本发明的瓷砖的抗压强度，依照GB/T 4740-1999进行测试。
本发明吸水率测试采用常规的方法，将制品放置在常温水中24h，测定吸水前后制品的质量，计算吸水率。
表1：实施例1-3、市售陶瓷和对比例1-2的测试数据
Figure BDA0003488242960000061
从上表可以看出，实施例1-3的吸水率较对比例1-2和市售陶瓷均有所降低，且光泽度好，亚光外观好，体积密度大和抗压强度亦较好。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种低吸水率亚光古建瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1:釉料制备：
S11:将钾长石、碳酸钙、硫酸钡、石英、氧化铝、粘结剂、膨润土和水搅拌混合，混合物改性，球磨成釉浆，过400目筛，备用；
S12:将改性蒙脱土加入到步骤S1所得釉浆中，混合均匀，即得釉料；
S2:在坯体表面施加釉料，干燥后置于窑炉中，烧成，得低吸水率亚光古建瓷；
步骤S11中所述混合物改性的改性方法包括：将质量分数50%的氯化铜溶液加入到混合物中搅拌均匀，再加入体积分数为75%的氨水溶液，调节pH值至9-10，继续搅拌1-2h，再加入质量分数为70%的氢氧化钠溶液，搅拌1-2h，再加入质量分数70%的硼氢化钠溶液，搅拌20-30min，即可；
所述混合物、氯化铜溶液、氨水溶液、氢氧化钠溶液和硼氢化钠溶液的重量份比为3:1:2:2:4；
步骤S12中所述改性蒙脱土的制备方法包括：
S121:制备插层蒙脱土；
S122:将步骤S121所得插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷混合，60℃下加热搅拌4h，沉积物置于60℃真空干燥箱中干燥12h，即得改性蒙脱土；
所述插层蒙脱土、无水乙醇和全氟癸基三乙氧基硅烷的重量份比为2:10:1；
步骤S121插层蒙脱土的制备方法包括：将重量份比为1:5的蒙脱土和体积分数为70%的氢氧化钠溶液混合，70℃搅拌12h，过滤，将沉积物干燥，研磨，得插层蒙脱土；
所述步骤S2中烧成的工艺具体包括：
以5℃/min的升温速率，温度升到1000-1200℃，保温1-2h，再以10℃/min升温至1500-1540℃，常温冷却至1400-1450℃，保温10-12h；
低吸水率亚光古建瓷包括坯体和釉料，所述釉料包括以下重量份的组分：钾长石20-25份、碳酸钙10-15份、硫酸钡3-6份、石英5-8份、氧化铝10-15份、粘结剂10-12份、膨润土10-15份、改性蒙脱土18-20份和水20-30份；
所述粘结剂为羟甲基纤维素钠。
2.一种如权利要求1所述的低吸水率亚光古建瓷的制备方法制备得到的低吸水率亚光古建瓷作为建筑材料的应用。
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