CN114956568A - 一种陶瓷釉的配方及制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷釉的配方,配方原料按重量份计包括:石英20~30份、方解石25~30份、高岭土10~15份、滑石10~15份、熔块10~15份、膨润土5~8份、色剂5~8份、碳酸锂0.5~1.5份;所述陶瓷釉施于陶瓷素坯上,然后烧制获得陶瓷工艺品;所述陶瓷素坯的原料按重量份计包括:固体废料85~100份、高岭土10~16份、石英7~12份、硅灰石6~10份、钾长石4~6份、钠长石4~6份和高铝粘土2~4份。本发明陶瓷素坯选用了陶瓷废料作为主要原料,减少了原料浪费,节省了生产成本。本发明陶瓷釉其釉面光泽度亚光效果好,耐磨性好,热稳定性好,釉面晶莹剔透、温润、舒滑。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷制品技术领域,具体涉及一种陶瓷釉的配方及其制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的增强以及资源缺乏的现状,现在国内外对陶瓷废料的再利用已十分关注,在国外,据英国陶瓷研究协会的报导,在英国的一些瓷砖工厂一直使用高达40%的再循环废瓷料。日本许多建陶企业都配备了回转磨机,专门对企业内产生的废料进行再加工与回收利用,节约了大量资源。
由于陶瓷废渣的可塑性不强、烧成活性不高、杂质多,如高比例掺入到陶瓷砖生产中循环利用,会造成陶瓷砖在成型、干燥和烧成等环节会造成粉体流动性和坯体强度差而产生开裂、变形、尺寸偏差大等缺陷;同时这些陶瓷废渣中还含有氯化镁、碳化硅等,在烧成时会放出大量的氯气和二氧化碳等有害气体,含有这些废渣的陶瓷砖产品会由于原料在高温产生大量气体而造成产品发泡膨胀,甚至完全破坏砖体,因此,陶瓷废渣依然是以填埋处理为主,从而应当从技术上突破,能在陶瓷砖生产中大量循环利用,陶瓷废渣才能大量地高效益地得到应用,实现陶瓷废渣的产业化循环利用。
亚光釉是介于有光釉和无光釉之间的一种特殊釉料,其釉面反光能力较弱,表面无玻璃光泽,但呈现出柔和丝状或绒状光泽。亚光釉的釉料经高温熔融后,在冷却过程中釉成分中的一部分析出晶体,其晶体极微小且有规律的分散、嵌在玻璃基体中,光源照射在其产生漫反射。亚光釉具有一定的乳浊效果,也就是说亚光釉同时又具有乳浊釉的遮盖功能。
因此如果在陶瓷素坯采用陶瓷废渣的情况下,可在其表面施一层亚光釉,调整陶瓷素坯和亚光釉的成分组成,提供一种可实现陶瓷废渣回收利用,且具有一定的美观欣赏意义的陶瓷制品具有积极的社会及经济效益。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种陶瓷釉的配方,所述陶瓷釉施于陶瓷素坯上,然后烧制获得陶瓷工艺品。陶瓷素坯采用陶瓷废渣,陶瓷釉为亚光釉,调整陶瓷素坯和亚光釉的成分组成,获得一种可实现陶瓷废渣回收利用,且具有一定的美观欣赏意义的陶瓷制品。本发明的陶瓷釉表面晶莹剔透,且温润、舒滑。
为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种陶瓷釉的配方,配方原料按重量份计包括:石英20~30份、方解石25~30份、高岭土10~15份、滑石10~15份、熔块10~15份、膨润土5~8份、色剂5~8份、碳酸锂0.5~1.5份;所述熔块的化学成分组成包括SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为6~8 : 1~2 : 0.5~1: 0.5~1 :1~2 :0.5~1 : 0.5~1 : 0.5~1 : 0.5~1;
所述色剂包括以下重量份的组分:有色化合物20~25份,硼化钙15~20份,纳米硼化硅40~50份,含硅聚碳酸酯树脂4~6份、氧化钕2~4份和抗裂纤维0.5~1份;所述色剂为粉料,粉料粒径为100~300nm;
所述陶瓷釉施于陶瓷素坯上,然后烧制获得陶瓷工艺品;所述陶瓷素坯的原料按重量份计包括:固体废料85~100份、高岭土10~16份、石英7~12份、硅灰石6~10份、钾长石4~6份、钠长石4~6份和高铝粘土2~4份;所述固体废料包括陶瓷生产加工过程中形成的生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料;
所述陶瓷素坯的制备:将固体废料进行研磨,获得目数为280~300目的废料粉体;然后往废料粉体中继续加入石英、高岭土、钾长石、钠长石、硅灰石和高铝黏土进一步混合均匀,加入水球磨成为浆料,浆料过筛除铁后获得坯体浆料;将坯体浆料脱水使其含水率小于30%,然后定型烘干,在850~900℃下烧制8~10小时,即得。
本发明陶瓷釉的选择,加入了亚光熔块,熔块熔制温度比较高,使得各种原料在高温下充分反应和熔融,转化成玻璃状物质,二次再熔时,降低了釉料的熔点,扩大了釉料的熔融范围,为生产控制带来方便。熔块还能提高釉面质量,降低釉料收缩。陶瓷釉原料中还加入了碳酸锂,碳酸锂能够助熔,还能改善熔块的粘性,能够降低陶瓷釉原料的熔融温度。加入了高岭土,高岭土可以提高釉料的均匀性和稳定性,不易分层,高岭土中的三氧化二铝,在烧制完成后在釉层中形成微晶,氧化铝是形成亚光釉面的主要成分之一,上述微晶促进了釉面亚光的效果。本发明研究了一种色剂,通过加入含硅聚碳酸酯树脂、纳米硼化硅和硼化钙,提高色剂的耐高低温性能、阻燃性、低温韧性和热老化性能,加入了氧化钕,由于氧化钕具有变色效应,使釉层的色彩光泽更加绚丽;添加的抗裂纤维能大大改善色剂的抗裂抗渗性能及抗冲击性能。因此,上述色剂能够长久维持釉层色彩的艳丽。
本发明的陶瓷素坯,选用了陶瓷废料作为主要原料,包括陶瓷生产加工过程中形成的生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料,解决了陶瓷工厂废料难以处理的问题,减少了原料浪费,节省了生产成本。同时加入了高岭土、石英、钾长石、钠长石、硅灰石和高铝粘土,高岭土、高铝黏土具有良好的粘性,硅灰石可以降低烧制温度,硅灰石还可填补缝隙,提高坯体的均匀致密性。
生坯废料:主要是指陶瓷制品烧成之前所形成的废料,一般是由于生产线堵坯、碰撞而产生,包括有釉坯体废料及无釉坯体废料。
废釉料:主要指因配料错误或被污染等原因而不能直接使用的釉料或颜色釉。因成本较高,废釉料一般不会被直接丢弃,而是以少量比例掺入其它釉料中重新利用。
烧成废瓷:是指陶瓷制品在烧成过程中由于变形、开裂、缺角等生成的废料,主要是烧成废品和在贮存和搬运等过程中因损坏而造成的废料。烧成废瓷根据产品种类可以分为建筑卫生陶瓷烧成废瓷,日用陶瓷烧成废瓷和艺术陶瓷烧成废瓷等。
磨边废料:为了降低对原料品质的要求和减少烧成过程的控制难度,建筑陶瓷出窑后的砖坯尺寸往往大于铺贴时的尺寸,因此需要对出窑的陶瓷砖进行磨边处理才能使尺寸达到使用要求,该过程会产生大量的磨边废料。磨边废料颗粒小、杂质少,因此可以直接在坯体配方中循环利用。
抛光废料:抛光砖和抛釉砖为了获得光亮、细腻的表面需要经过抛光研磨处理,该过程会产生大量的抛光废料,也称为抛光渣。抛光废料中因为含有碳化硅和氯氧镁水泥等(来自于磨头的损耗)高温发泡成分,因此难以直接在坯体配方中回收利用,是目前陶瓷企业最难处理的一类废料。
在本发明中,优选地,所述生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料的质量比为6~10: 2~4 : 6~8: 3~5: 1~3。上述质量比是发明人根据各废料的特性,针对性的设置了其质量含量,使其对坯体的整体质量影响不大。
在本发明中,优选地,所述色剂的制备方法如下:将有色化合物、硼化钙、纳米硼化硅、含硅聚碳酸酯树脂和氧化钕,混合均匀后磨细,再加入抗裂纤维混合均匀得混合物,混合物煅烧后再粉粹,然后挤出造粒,对造粒所得料加工研磨至目标细度,即得。
本发明色剂中的有色化合物为本领域常规使用的矿物着色料。具体可为铬酸铅红、镉黄、钴青、钴蓝等。
在本发明中,优选地,所述定型烘干在干燥窑中进行,烘干温度为75~90℃,时间为3.0~4.0h。陶瓷素坯的定型烘干,其烘干温度和时间是发明人经过长期的经验总结和实验研究获得,烘干过程中坯料的收缩率较低。
在本发明中,优选地,陶瓷釉的配方原料按重量份计包括:石英26份、方解石27份、高岭土13份、滑石12份、熔块12份、膨润土6份、色剂6份、碳酸锂1.0份。上述陶瓷釉的配方原料组分选择和含量配比,是发明人经过长期的实验调整获得,组分间相互配合,使陶瓷釉表面晶莹剔透,且温润、舒滑。
本发明还提供一种所述陶瓷釉的制备工艺,包括如下步骤:
S1. 原料混合:先对熔块进行研磨直至获得目数为100~200目的熔块粉体;然后将其余各原料组分混合后进行研磨,直至获得目数为80~150目的粉体,加入熔块粉体得混合原料;
S2. 釉浆制备:向所得混合原料中加入水,进行湿法球磨至过350~400目筛,筛余量为0.2~0.4wt%,获得釉浆,釉浆的固含量为60~65%;
S3. 施釉:在陶瓷素坯上淋釉浆;淋釉浆前,釉浆在真空度为2×10-2~5×10- 2MPa、温度为45~55℃条件下真空去泡;淋釉浆时,釉比重1.65~1.85g/m3,流速35~38秒,釉量700~800g/m2;施釉时控制釉层厚度为0.3~0.5mm;
S4. 烧制:将施釉后的坯体干燥,干燥后坯体水分含量小于0.4%;然后在1250~1350℃下烧制8~10小时,得到陶瓷制品。
本发明陶瓷釉的制备工艺是根据釉料的原料选择进行的特异性设置,优化了釉层浆料的浓度,施釉的厚度,并设计了烧制的过程,实现了陶瓷素坯和釉层的相互贴合,釉表面晶莹剔透,且温润、舒滑。
在本发明中,优选地,S4所述的烧制过程中,按阶段逐步升温进行烧制,第一步升至600℃~700℃,烧制1.5小时;第二步升至900℃~1000℃,烧制1.5小时;第三步升至1100℃~1200℃,烧制2.5小时;第四步升至1300℃~1350℃,烧制3.5小时。逐步升温,收缩率降低,坯体和釉层的适应性好,长时间的高温烧制有效保证了瓷质的瓷化程度和洁白度。完成烧制后,待冷却到100~200℃,取出陶瓷制品。
在本发明中,优选地,所述熔块的化学成分组成为SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为7 : 1.5: 0.7: 0.8 : 1.5 :0.8 : 0.7 : 0.6: 0.8。
本发明还提供一种陶瓷工艺品,包括上述的陶瓷釉和陶瓷素坯,所述陶瓷釉施于陶瓷素坯上,然后烧制获得所述陶瓷工艺品。优选地,所述陶瓷素坯的原料组成按重量份计:固体废料95份、高岭土12份、石英10份、硅灰石8份、钾长石5份、钠长石5份和高铝粘土3份。陶瓷素坯的原料组成,是发明人经过大量实验后获得的优选方案,陶瓷废料并没有影响坯体的质量,烧制后坯体与釉层结合紧密。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
(1)本发明陶瓷釉的选择,加入了亚光熔块,熔块二次再熔时,降低了釉料的熔点,扩大了釉料的熔融范围,为生产控制带来方便。熔块还能提高釉面质量,降低釉料收缩。陶瓷釉原料中还加入了碳酸锂,碳酸锂能够助熔,还能改善熔块的粘性,能够降低陶瓷釉原料的熔融温度。
(2)本发明陶瓷釉中加入了高岭土,高岭土可以提高釉料的均匀性和稳定性,不易分层,高岭土中的三氧化二铝,在烧制完成后在釉层中形成微晶,氧化铝是形成亚光釉面的主要成分之一,上述微晶促进了釉面亚光的效果。
(3)本发明研究了一种色剂,通过加入含硅聚碳酸酯树脂、纳米硼化硅和硼化钙,提高色剂的耐高低温性能、阻燃性、低温韧性和热老化性能,加入了氧化钕,由于氧化钕具有变色效应,使釉层的色彩光泽更加绚丽;添加的抗裂纤维能大大改善色剂的抗裂抗渗性能及抗冲击性能。因此,上述色剂能够长久维持釉层色彩的艳丽。
(4)本发明的陶瓷素坯,选用了陶瓷废料作为主要原料,包括陶瓷生产加工过程中形成的生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料,解决了陶瓷工厂废料难以处理的问题,减少了原料浪费,节省了生产成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进一步详细说明,但本发明要求的保护范围并不局限于实施例。
下述实施例中所述试验方法或测试方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均从常规商业途径获得,或以常规方法制备。
实施例1:
一种陶瓷工艺品的制备,包括以下步骤:
S1. 陶瓷素坯制备:
将固体废料进行研磨,获得目数为280~300目的废料粉体;然后往废料粉体中继续加入石英、高岭土、钾长石、钠长石、硅灰石和高铝黏土进一步混合均匀,加入水球磨成为浆料,浆料过筛除铁后获得坯体浆料;将坯体浆料脱水使其含水率小于30%,然后在干燥窑中进行烘干,烘干温度为75℃,时间为4.0h;之后在850℃下烧制10小时,即得。
S2. 釉浆制备:先对熔块进行研磨直至获得目数为100目的熔块粉体;然后将其余各原料组分混合后进行研磨,直至获得目数为80目的粉体,加入熔块粉体得混合原料;向所得混合原料中加入水,进行湿法球磨至过350~400目筛,筛余量为0.2~0.4wt%,获得釉浆,釉浆的固含量为60~65%。
S3. 施釉:在陶瓷素坯上淋釉浆;淋釉浆前,釉浆在真空度为2×10-2MPa、温度为55℃条件下真空去泡;淋釉浆时,釉比重1.65g/m3,流速35秒,釉量700g/m2;施釉时控制釉层厚度为0.5mm。
S4. 烧制:将施釉后的坯体干燥,干燥后坯体水分含量小于0.4%;烧制过程中,按阶段逐步升温进行烧制,第一步升至600℃,烧制1.5小时;第二步升至900℃,烧制1.5小时;第三步升至1100℃,烧制2.5小时;第四步升至1300℃,烧制3.5小时,得到陶瓷制品。
陶瓷素坯原料如下:固体废料85Kg、高岭土10Kg、石英7Kg、硅灰石6Kg、钾长石4Kg、钠长石4Kg和高铝粘土2Kg。固体废料由生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料组成,生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料的质量比为6: 2 : 6: 3: 1。
釉层配方原料如下:石英20Kg、方解石25Kg、高岭土10Kg、滑石10Kg、熔块10Kg、膨润土5Kg、色剂5Kg、碳酸锂0.5Kg。所述熔块的化学成分组成:SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为6 : 1 :0.5: 0.5 : 1 :0.5 : 0.5: 0.5: 0.5。
色剂成分如下:氧化铁红25Kg,硼化钙20Kg,纳米硼化硅50Kg,含硅聚碳酸酯树脂6Kg、氧化钕4Kg和抗裂纤维(20%聚酯纤维、30%聚丙烯纤维、30%玻璃纤维和20%木质素纤维混合而成)1Kg;所述色剂为粉料,粉料粒径为200~300nm。色剂的制备方法如下:将氧化铁红、硼化钙、纳米硼化硅、含硅聚碳酸酯树脂和氧化钕,混合均匀后磨细,再加入抗裂纤维混合均匀得混合物,混合物煅烧后再粉粹,然后挤出造粒,对造粒所得料加工研磨至目标细度200~300nm,即得。
实施例2:
一种陶瓷工艺品的制备,包括以下步骤:
S1. 陶瓷素坯制备:
将固体废料进行研磨,获得目数为280~300目的废料粉体;然后往废料粉体中继续加入石英、高岭土、钾长石、钠长石、硅灰石和高铝黏土进一步混合均匀,加入水球磨成为浆料,浆料过筛除铁后获得坯体浆料;将坯体浆料脱水使其含水率小于30%,然后在干燥窑中进行烘干,烘干温度为90℃,时间为3.0h;之后在900℃下烧制8小时,即得。
S2. 釉浆制备:先对熔块进行研磨直至获得目数为200目的熔块粉体;然后将其余各原料组分混合后进行研磨,直至获得目数为150目的粉体,加入熔块粉体得混合原料;向所得混合原料中加入水,进行湿法球磨至过350~400目筛,筛余量为0.2~0.4wt%,获得釉浆,釉浆的固含量为60~65%。
S3. 施釉:在陶瓷素坯上淋釉浆;淋釉浆前,釉浆在真空度为5×10-2MPa、温度为45℃条件下真空去泡;淋釉浆时,釉比重1.85g/m3,流速38秒,釉量800g/m2;施釉时控制釉层厚度为0.3mm。
S4. 烧制:将施釉后的坯体干燥,干燥后坯体水分含量小于0.4%;烧制过程中,按阶段逐步升温进行烧制,第一步升至700℃,烧制1.5小时;第二步升至1000℃,烧制1.5小时;第三步升至1200℃,烧制2.5小时;第四步升至1350℃,烧制3.5小时,得到陶瓷制品。
陶瓷素坯原料如下:固体废料100Kg、高岭土16Kg、石英12Kg、硅灰石10Kg、钾长石6Kg、钠长石6Kg和高铝粘土4Kg。所述固体废料由生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料组成。所述生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料的质量比为10: 4 :8: 5: 3。
釉层配方原料如下:石英30Kg、方解石30Kg、高岭土15Kg、滑石15Kg、熔块15Kg、膨润土8Kg、色剂8Kg、碳酸锂1.5Kg。所述熔块的化学成分组成:SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为8 : 2 :1: 1 : 2 : 1 : 1 : 1 : 1。
色剂成分如下:镉黄23Kg,硼化钙18Kg,纳米硼化硅45Kg,含硅聚碳酸酯树脂5Kg、氧化钕3Kg和抗裂纤维(20%聚酯纤维、30%聚丙烯纤维、30%玻璃纤维和20%木质素纤维混合而成)0.8Kg;所述色剂为粉料,粉料粒径为100~200nm。色剂的制备方法如下:将镉黄、硼化钙、纳米硼化硅、含硅聚碳酸酯树脂和氧化钕,混合均匀后磨细,再加入抗裂纤维混合均匀得混合物,混合物煅烧后再粉粹,然后挤出造粒,对造粒所得料加工研磨至目标细度100~200nm,即得。
实施例3:
一种陶瓷工艺品的制备,包括以下步骤:
S1. 陶瓷素坯制备:
将固体废料进行研磨,获得目数为280~300目的废料粉体;然后往废料粉体中继续加入石英、高岭土、钾长石、钠长石、硅灰石和高铝黏土进一步混合均匀,加入水球磨成为浆料,浆料过筛除铁后获得坯体浆料;将坯体浆料脱水使其含水率小于30%,然后在干燥窑中进行烘干,烘干温度为85℃,时间为3.5h;之后在880℃下烧制9小时,即得。
S2. 釉浆制备:先对熔块进行研磨直至获得目数为150目的熔块粉体;然后将其余各原料组分混合后进行研磨,直至获得目数为100目的粉体,加入熔块粉体得混合原料;向所得混合原料中加入水,进行湿法球磨至过350~400目筛,筛余量为0.2~0.4wt%,获得釉浆,釉浆的固含量为60~65%。
S3. 施釉:在陶瓷素坯上淋釉浆;淋釉浆前,釉浆在真空度为4×10-2MPa、温度为50℃条件下真空去泡;淋釉浆时,釉比重1.75g/m3,流速36秒,釉量750g/m2;施釉时控制釉层厚度为0.4mm。
S4. 烧制:将施釉后的坯体干燥,干燥后坯体水分含量小于0.4%;烧制过程中,按阶段逐步升温进行烧制,第一步升至650℃,烧制1.5小时;第二步升至950℃,烧制1.5小时;第三步升至1150℃,烧制2.5小时;第四步升至1350℃,烧制3.5小时,得到陶瓷制品。
陶瓷素坯原料如下:固体废料95Kg、高岭土12Kg、石英10Kg、硅灰石8Kg、钾长石5Kg、钠长石5Kg和高铝粘土3Kg。固体废料由生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料组成。所述生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料的质量比为8: 3 : 7:4: 2。
釉层配方原料如下:石英26Kg、方解石27Kg、高岭土13Kg、滑石12Kg、熔块12Kg、膨润土6Kg、色剂6Kg、碳酸锂1.0Kg;所述熔块的化学成分组成:SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为7 : 1.5: 0.7: 0.8 : 1.5 :0.8 : 0.7 : 0.6: 0.8。
色剂成分如下:钴青20Kg,硼化钙15Kg,纳米硼化硅40Kg,含硅聚碳酸酯树脂4Kg、氧化钕2Kg和抗裂纤维(20%聚酯纤维、30%聚丙烯纤维、30%玻璃纤维和20%木质素纤维混合而成)0.5Kg;所述色剂为粉料,粉料粒径为250~300nm。色剂的制备方法如下:将钴青、硼化钙、纳米硼化硅、含硅聚碳酸酯树脂和氧化钕,混合均匀后磨细,再加入抗裂纤维混合均匀得混合物,混合物煅烧后再粉粹,然后挤出造粒,对造粒所得料加工研磨至目标细度250~300nm,即得。
实施例4:
一种陶瓷工艺品的制备,包括以下步骤:
S1. 陶瓷素坯制备:
将固体废料进行研磨,获得目数为280~300目的废料粉体;然后往废料粉体中继续加入石英、高岭土、钾长石、钠长石、硅灰石和高铝黏土进一步混合均匀,加入水球磨成为浆料,浆料过筛除铁后获得坯体浆料;将坯体浆料脱水使其含水率小于30%,然后在干燥窑中进行烘干,烘干温度为80℃,时间为4.0h;之后在860℃下烧制9.5小时,即得。
S2. 釉浆制备:先对熔块进行研磨直至获得目数为180目的熔块粉体;然后将其余各原料组分混合后进行研磨,直至获得目数为120目的粉体,加入熔块粉体得混合原料;向所得混合原料中加入水,进行湿法球磨至过350~400目筛,筛余量为0.2~0.4wt%,获得釉浆,釉浆的固含量为60~65%。
S3. 施釉:在陶瓷素坯上淋釉浆;淋釉浆前,釉浆在真空度为3×10-2MPa、温度为52℃条件下真空去泡;淋釉浆时,釉比重1.80g/m3,流速37秒,釉量730g/m2;施釉时控制釉层厚度为0.4mm。
S4. 烧制:将施釉后的坯体干燥,干燥后坯体水分含量小于0.4%;烧制过程中,按阶段逐步升温进行烧制,第一步升至630℃,烧制1.5小时;第二步升至960℃,烧制1.5小时;第三步升至1160℃,烧制2.5小时;第四步升至1340℃,烧制3.5小时,得到陶瓷制品。
陶瓷素坯原料如下:固体废料90Kg、高岭土14Kg、石英9Kg、硅灰石9Kg、钾长石4Kg、钠长石6Kg和高铝粘土2.5Kg。所述固体废料包括生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料。所述生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料的质量比为9:3:8:3:1。
釉层配方原料如下:石英25Kg、方解石28Kg、高岭土12Kg、滑石13Kg、熔块13Kg、膨润土7Kg、色剂5Kg、碳酸锂1.2Kg;所述熔块的化学成分组成:SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为7 : 1 :0.6: 0.7 : 1.6 : 0.7 : 0.6 : 0.6 : 0.6。
色剂成分如下:钴蓝21Kg,硼化钙16Kg,纳米硼化硅42Kg,含硅聚碳酸酯树脂5Kg、氧化钕2Kg和抗裂纤维(20%聚酯纤维、30%聚丙烯纤维、30%玻璃纤维和20%木质素纤维混合而成)0.6Kg;所述色剂为粉料,粉料粒径为150~250nm。色剂的制备方法如下:将钴蓝、硼化钙、纳米硼化硅、含硅聚碳酸酯树脂和氧化钕,混合均匀后磨细,再加入抗裂纤维混合均匀得混合物,混合物煅烧后再粉粹,然后挤出造粒,对造粒所得料加工研磨至目标细度150~250nm,即得。
对比例1:
与实施例1相比,釉层配方原料不含熔块,其它操作与实施例1相同。
对比例2:
与实施例1相比,釉层配方原料不含碳酸锂,其它操作与实施例1相同。
对比例3:
与实施例1相比,釉层配方原料不含高岭土,其它操作与实施例1相同。
对比例4:
与实施例1相比,釉层配方原料不含色剂,用有色化合物氧化铁红来代替色剂。其他操作与实施例1相同。
性能测试
将实施例1-4和对比例1-4最终制备得到的陶瓷制品进行以下性能测试。
1、光泽度测试:采用智能光度测试仪,按照GB/T 3295-1996陶瓷制品45°镜向光泽度试验方法测试釉面光泽度,根据测定结果,光泽度大于57时釉面呈光亮,43-48间为亚光,小于40为无光。
2、耐磨性测试:采用耐磨性测试机对陶瓷制品的碎片进行耐磨性测试,取5片陶瓷制品碎片,在碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速率进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过陶瓷制品碎片上开始出现磨损的研磨转数来评价其耐磨性,将5片陶瓷制品碎片的耐磨性测试结果求平均值即得陶瓷制品的耐磨性测试结果。其中开始出现磨损的研磨转数越高,耐磨性越好。
3、热稳定性测试
采用陶瓷热稳定性测定仪,参照GB/T 3298-2008日用陶瓷器抗热震性测定方法测定。通过原子力显微镜(AFM)测试各陶瓷制品的热稳定性(即有无缩釉、气泡或裂纹)。
测试结果如表1所示。
从表1可看出,本发明制备的陶瓷制品,其釉面光泽度亚光效果好,耐磨性好,热稳定性好,釉面晶莹剔透、温润、舒滑。陶瓷素坯选用了陶瓷废料作为主要原料,减少了原料浪费,节省了生产成本。
根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式,对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种陶瓷釉的配方,其特征在于,配方原料按重量份计包括:石英20~30份、方解石25~30份、高岭土10~15份、滑石10~15份、熔块10~15份、膨润土5~8份、色剂5~8份、碳酸锂0.5~1.5份;所述熔块的化学成分组成包括SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为6~8 : 1~2 : 0.5~1: 0.5~1 : 1~2 :0.5~1 : 0.5~1 : 0.5~1 : 0.5~1;
所述色剂包括以下重量份的组分:有色化合物20~25份,硼化钙15~20份,纳米硼化硅40~50份,含硅聚碳酸酯树脂4~6份、氧化钕2~4份和抗裂纤维0.5~1份;所述色剂为粉料,粉料粒径为100~300nm;
所述陶瓷釉施于陶瓷素坯上,然后烧制获得陶瓷工艺品;所述陶瓷素坯的原料按重量份计包括:固体废料85~100份、高岭土10~16份、石英7~12份、硅灰石6~10份、钾长石4~6份、钠长石4~6份和高铝粘土2~4份;所述固体废料包括陶瓷生产加工过程中形成的生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料;
所述陶瓷素坯的制备:将固体废料进行研磨,获得目数为280~300目的废料粉体;然后往废料粉体中继续加入石英、高岭土、硅灰石、钾长石、钠长石和高铝黏土进一步混合均匀,加入水球磨成为浆料,浆料过筛除铁后获得坯体浆料;将坯体浆料脱水使其含水率小于30%,然后定型烘干,在850~900℃下烧制8~10小时,即得。
2.根据权利要求1所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,所述色剂的制备方法如下:将有色化合物、硼化钙、纳米硼化硅、含硅聚碳酸酯树脂和氧化钕,混合均匀后磨细,再加入抗裂纤维混合均匀得混合物,混合物煅烧后再粉粹,然后挤出造粒,对造粒所得料加工研磨至目标细度,即得。
3.根据权利要求1所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,所述定型烘干在干燥窑中进行,烘干温度为75~90℃,时间为3.0~4.0h。
4.根据权利要求1所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,陶瓷釉的配方原料按重量份计包括:石英26份、方解石27份、高岭土13份、滑石12份、熔块12份、膨润土6份、色剂6份、碳酸锂1.0份。
5.根据权利要求1所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,所述生坯废料、废釉料、烧成废瓷、磨边废料和抛光废料的质量比为6~10: 2~4 : 6~8: 3~5: 1~3。
6.根据权利要求1所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,所述陶瓷釉的制备工艺包括
如下步骤:
S1. 原料混合:先对熔块进行研磨直至获得目数为100~200目的熔块粉体;然后将其余各原料组分混合后进行研磨,直至获得目数为80~150目的粉体,加入熔块粉体得混合原料;
S2. 釉浆制备:向所得混合原料中加入水,进行湿法球磨至过350~400目筛,筛余量为0.2~0.4wt%,获得釉浆,釉浆的固含量为60~65%;
S3. 施釉:在陶瓷素坯上淋釉浆;淋釉浆前,釉浆在真空度为2×10-2~5×10-2MPa、温度为45~55℃条件下真空去泡;淋釉浆时,釉比重1.65~1.85g/m3,流速35~38秒,釉量700~800g/m2;施釉时控制釉层厚度为0.3~0.5mm;
S4. 烧制:将施釉后的坯体干燥,干燥后坯体水分含量小于0.4%;然后在1250~1350℃下烧制8~10小时,得到陶瓷制品。
7.根据权利要求6所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,S4所述的烧制过程中,按阶段逐步升温进行烧制,第一步升至600℃~700℃,烧制1.5小时;第二步升至900℃~1000℃,烧制1.5小时;第三步升至1100℃~1200℃,烧制2.5小时;第四步升至1300℃~1350℃,烧制3.5小时。
8.根据权利要求1所述一种陶瓷釉的配方,其特征在于,所述熔块的化学成分组成为SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2,且SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、MgO、ZnO、CaCO3、MnO2和TiO2的质量比为7 : 1.5 : 0.7: 0.8 : 1.5 :0.8 : 0.7 : 0.6: 0.8。
9.一种陶瓷工艺品,其特征在于,包括权利要求1所述的陶瓷釉和陶瓷素坯,所述陶瓷釉施于陶瓷素坯上,然后烧制获得所述陶瓷工艺品。
10.根据权利要求9所述陶瓷工艺品,其特征在于,所述陶瓷素坯的原料组成按重量份计:固体废料95份、高岭土12份、石英10份、硅灰石8份、钾长石5份、钠长石5份和高铝粘土3份。
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