CN115806389A - 一种不含锂的耐热砂锅瓷釉及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不含锂的耐热砂锅瓷釉及其制备工艺，以哑光剂、熟料、高岭土为主要原料与少量熔剂所组成的。为了达到与传统含锂的耐热砂锅瓷釉的膨胀系数接近，本发明通过哑光剂、熟料、高岭土三者之间的精准配比，在熔剂的助熔下，反复调整，使得化学反应出这种低膨胀的不含锂的耐热砂锅瓷釉，此一瓷釉的釉面滑润，呈现哑光或蜡光的釉面。
Description
技术领域
本发明涉及釉料制备领域，具体涉及一种不含锂的耐热砂锅瓷釉及其制备方法。
背景技术
传统的耐热砂锅瓷釉和耐热陶瓷产品的瓷釉皆是以锂辉石、透锂长石为主要原料，其中锂辉石和透锂长石在瓷釉中起了降低膨胀系数的作用。
但近年来，随着国家新能源发展的需要，利用锂辉石、透锂长石来提炼生产碳酸锂，再运用碳酸锂生产锂电池，这在一定程度上造成了锂辉石、透锂长石的紧缺和价格的一路飙升，也造成对生产耐热砂锅和耐热陶瓷产品的严重制约，更使生产成本的大幅度增加，对耐热砂锅和耐热陶瓷产品的质量的影响。
CN 110395968 A公开了一种镁质耐热砂锅土，同样不含锂且具备耐热效果。但其需要与特定砂锅坯体配合使用，在一定程度上有所限制。
发明内容
本发明的目的在于，克服传统生产耐热砂锅瓷釉和各类耐热陶瓷产品的瓷釉的用料问题。因为传统的耐热砂锅瓷釉和各类耐热陶瓷产品的瓷釉，其主要材料是锂辉石或透锂长石等含锂的矿物，价格昂贵，无法大规模应用。
所以，本发明经过多年的研究研发、反复测试后，终于研发出不含锂的优质耐热砂锅瓷釉，适合各类耐热陶瓷产品的瓷釉，该瓷釉也适用前期由本人研发、已获发明专利的镁质耐热砂锅的用釉，使之日用瓷达到耐热功能化的大突破。这种不含锂的耐热瓷釉，解决了所有耐热砂锅和耐热产品的用釉问题，也解决了传统耐热瓷釉的用料问题。在保证质量的前提下，大幅度降低了瓷釉的生产成本。这一瓷釉所配制的耐热砂锅、耐热陶瓷产品与传统的耐热砂锅、耐热陶瓷产品的功能是一样的，但其成本是传统产品的几分之一。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种不含锂的耐热砂锅瓷釉，包括如下质量份的组分：石英10％～25％、钾长石5％～15％、方解石5％～10％、哑光剂15％～25％、熟料4％～8％、高岭土15％～25％。
本发明研发的不含锂的耐热砂锅瓷釉，是以哑光剂、熟料、高岭土为主要原料与少量熔剂所组成的。为了达到与传统含锂的耐热砂锅瓷釉的膨胀系数接近，笔者通过哑光剂、熟料、高岭土三者之间的精准配比，在熔剂的助熔下，反复调整，使得化学反应出这种低膨胀的不含锂的耐热砂锅瓷釉，此一瓷釉的釉面滑润，呈现哑光或蜡光的釉面。
该不含锂的耐热瓷釉是由石英、钾长石、方解石、碳酸钡、熟滑石、高岭土所组成的。这些材料都是国内陶瓷行业常用的陶瓷原料，易采购、成本低，其所生产的耐热瓷釉为哑光釉面和蜡光釉面，釉面质感好、滑润，深受消费者的喜爱。
该瓷釉施于各类耐热陶瓷产品的瓷坯上。在中温、中高温烧成过程中，瓷釉所用材料本身提前发生化学反应，产生一种新结构的低膨胀瓷釉，该瓷釉的熔点经调整低于瓷土烧成温度，所以瓷釉提前熔化并与瓷土发生反应，产生了一层低膨胀的中间层产物(瓷土、瓷釉之间的混合物)，这样就拉近了瓷土和瓷釉之间的膨胀系数，因此，使生产出来的耐热砂锅、耐热陶瓷产品在急冷急热的破坏检测时，能够符合国家制订的耐热砂锅、耐热陶瓷产品的急冷急热的要求和测试(国家规定耐热产品要通过20℃～450℃的热交换一次，不裂不炸瓷)。
优选的，所述哑光剂包括碳酸钡。
优选的，所述熟料包括熟滑石。
优选的，所述不含锂的耐热砂锅瓷釉的膨胀系数为(2.0～2.4)×10-6。
传统的耐热砂锅瓷釉和耐热陶瓷产品的瓷釉皆是以锂辉石、透锂长石为主要原料，其中锂辉石和透锂长石在瓷釉中起了降低膨胀系数的作用，而本发明研发的不含锂的耐热砂锅瓷釉，则是以哑光剂、熟料、高岭土为主要原料与少量熔剂所组成的。为了达到与传统含锂的耐热砂锅瓷釉的膨胀系数接近，本发明通过哑光剂、熟料、高岭土三者之间的精准配比，在熔剂的助熔下，反复调整，使得化学反应出这种低膨胀的不含锂的耐热砂锅瓷釉，此一瓷釉的釉面滑润，呈现哑光或蜡光的釉面。
不含锂的耐热瓷釉与日用长石瓷釉的区别：日用长石瓷釉的用料和不含锂的耐热瓷釉的用料类似，但两者的用料中各种材料的用量比例截然不同，最主要表现在两者烧成结果的性质不同，其主要在于烧成的膨胀系数的差别：日用长石瓷釉烧成的膨胀系数通常是约6×10-6系数比较大，而不含锂的耐热瓷釉烧成的膨胀系数是约2×10-6，两者差距大，不能互用。再者，日用长石瓷釉所烧制的陶瓷产品，其耐寒于协同食物冷藏/冷冻于冰箱、冰柜之中，受热于盛放出锅的食物、或盛放食物于微波炉内加热，这些温度都是在200℃以内的使用空间，日用长石瓷釉所烧制的陶瓷产品不能在明火的煤气炉上干烧，也不能在电热炉之类的产品上加热干烧。而本发明的不含锂的耐热瓷釉所配制的耐热砂锅和耐热陶瓷产品，在具备日用长石瓷釉的陶瓷产品的使用功能上，增加了在明火煤气炉、电热炉上干烧后倒水急冷的功能，所以后者使用性更强，两者间无可比性，区别甚大。
传统含锂的耐热砂锅瓷釉的膨胀系数大约在(1.6～2.3)×10-6，新研发的不含锂耐热砂锅瓷釉的膨胀系数大约在(2.0～2.4)×10-6，故此，两者膨胀系数接近，因此可以共通共用。这便大大降低了瓷釉的生产成本，为社会创造更大的经济利益。
一种如上所述不含锂的耐热砂锅瓷釉的应用，用于制备耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
此耐热瓷釉能适用于不含锂的镁质耐热砂锅土，也能适应于含锂的各类耐热瓷土的瓷釉。此不含锂的耐热瓷釉的适应性广，可随着瓷土的烧成温度做出相应的调整，在不同温度中瓷土和瓷釉能够达到最佳结合效果，并且达到符合国家制订的耐热厨具所需的要求。
优选的，所述不含锂的耐热砂锅瓷釉涂覆于砂锅或陶瓷产品的素烧坯上，共同烧结，制备所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
一种如上所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品的制备方法，包括如下步骤：
(1)按比例称取所述石英、所述钾长石、所述方解石、所述哑光剂、所述熟料、所述高岭土，加入水后进行研磨，过筛，获得所述不含锂的耐热砂锅瓷釉；
(2)将所述不含锂的耐热砂锅瓷釉涂覆于砂锅或陶瓷产品的素烧坯上，共同高温烧结，制备所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
优选的，包括如下步骤：
(1)按比例称取所述石英、所述钾长石、所述方解石、所述哑光剂、所述熟料、所述高岭土，投入球磨机，按物料：水的比例为1:0.85加入水后进行研磨，研磨时间28～30小时，过325目标准筛并除铁，获得所述不含锂的耐热砂锅瓷釉；
(2)将所述不含锂的耐热砂锅瓷釉涂覆于所述砂锅或陶瓷产品的素烧坯上，施釉浓度为43～45度，共同在1230℃～1280℃下高温烧结10小时，制备所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
磨成瓷釉出球磨机后要进行过筛、除铁，然后按照客户要求的颜色再调配相应颜色色料，再次过筛，使瓷釉的颜色更加均匀，以保证质量交付使用。
瓷釉在生产过程中，配方里面所使用原料有些比较坚硬，需要提前进行深加工：在经过破碎机后，再用对滚机二次破碎，使原料颗粒比较细腻，达到0.5cm。由此，在球磨机研磨过程中，各种材料细度保持一致，颗粒均匀，瓷釉磨成的细度要求为325目标准筛，筛余在0.4％左右，烧成釉面能达到最佳效果。
在生产过程中，一般所需的生产设备有：破碎机、对滚机、球磨机、振动筛、除铁器等传统流程的设备。
具体烧结温度以耐热砂锅瓷土和各种耐热陶瓷产品瓷土的烧成温度为准，后调整瓷釉相适应的烧成温度。
此不含锂的耐热砂锅瓷釉烧成温度范围宽，能按照各种耐热砂锅瓷土和各种耐热陶瓷产品的瓷土烧成温度做出相应调整，使瓷釉的烧成温度比瓷土的烧成温度低，这样瓷釉就能提前熔化并与瓷土坯体表层发生化学反应，产生坯釉中间层，这个中间层刚好平衡瓷土和瓷釉之间的膨胀系数，使坯釉在烧成过程中结合好，使之能达到20℃～450℃急冷急热的破坏测试，并且不裂开不炸瓷。
一种如上所述制备方法获得的耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
与现有技术相比较，实施本发明，具有如下有益效果：
本发明配方达到的技术效果，是经过多年反复研究研发，反复测试、反复调整，经过坚持不懈的努力，才研发出这个低膨胀的、不含锂的耐热新结构瓷釉的，其能与含锂的耐热砂锅瓷土相匹配，能与各类耐热陶瓷的瓷土相匹配，也能与前期研发的镁质耐热砂锅瓷土相匹配，打破了耐热砂锅行业无锂元素做不成耐热产品的固有观念。不含锂也能生产出优质耐热砂锅瓷土和耐热瓷釉的研究成果，是日用瓷功能化的一个飞跃，也是目前含锂的耐热瓷釉所无法达到的。
此不含锂的耐热瓷釉，其最大的优点在于质量达到与传统含锂的耐热瓷釉一样——低膨胀的、高品位的优质耐热瓷釉，符合国家制订的耐热陶瓷产品的要求，达到20℃～450℃急冷急热的破坏测试。测试过程是按国家制作要求，在明火煤气炉上干烧至450℃(用测温红外线枪测温)检测后，以受检测的砂锅容积升数的百分之十的水量倒入受检测砂锅，砂锅不裂不炸瓷才算为符合要求(即热冷交换一次，产品不裂不炸瓷)。
此不含锂的耐热瓷釉与含锂耐热瓷釉的对比，成本上有大幅度的降低，制作简单，所需材料皆是国内所有，容易购买，瓷釉适应性更广，色泽多样、鲜艳，是整个耐热砂锅及耐热陶瓷产品行业的福音。该不含锂耐热瓷釉与传统耐热瓷釉所需成本不同，但烧成结果所达到的功能一样。
综上所述，传统耐热砂锅瓷釉的主要材料是锂辉石或透锂长石，其配方百分比用量在40％-70％，再加其它互助材料，而不含锂的耐热砂锅瓷釉，是以哑光剂、熟料、高岭土为主要材料，其配方百分比用量大约为70％。但是值得一提的是两者之间的材料成本差距非常大，因此不含锂的耐热砂锅瓷釉其市场销售空间大，发展优势广阔。另一方面，本发明的釉材料里面不含铅、镉，故此为安全合格的瓷釉，保障消费者在使用过程中的安全、放心使用。此不含锂的耐热砂锅瓷釉是一种无毒无害的瓷釉，不易锈蚀和易于清洗等特点，因此，能深受广大消费者的喜爱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明作进一步地详细描述，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
瓷釉技术配方的组成：该不含锂的耐热瓷釉引用了石英、长石、哑光剂、熟料、高岭土等主要原料，生产出不含锂的新结构耐热瓷釉，瓷釉配方所需要的材料百分比为：石英10％-25％、钾长石5％-15％、方解石5％-10％、碳酸钡15％-25％、熟滑石4％-8％、高岭土15％-25％。
制备工艺步骤：首先按配方的所需材料，将配方的百分比准确称量，依次投入球磨机中，然后按照料：水为1:0.85的比例装入球磨机进行研磨，磨成时间大约在28小时左右，瓷釉磨成的细度要求为325目标准筛，筛余在0.4％左右，磨成瓷釉出球磨机后要进行过筛、除铁。
根据客户的颜色需求，按照所需色料比例配制颜色色料，制得的瓷釉施于耐热砂锅素烧坯上，施釉浓度在43度左右，之后将已施釉的坯体进行中、高温烧成，烧成温度为1230℃，烧成时间在10小时左右。获得耐热砂锅。
实施例2
瓷釉技术配方的组成：该不含锂的耐热瓷釉引用了石英、长石、哑光剂、熟料、高岭土等主要原料，生产出不含锂的新结构耐热瓷釉，瓷釉配方所需要的材料百分比为：石英10％-25％、钾长石5％-15％、方解石5％-10％、碳酸钡15％-25％、熟滑石4％-8％、高岭土15％-25％。
制备工艺步骤：首先按配方的所需材料，将配方的百分比准确称量，依次投入球磨机中，然后按照料：水为1:0.85的比例装入球磨机进行研磨，磨成时间大约在30小时左右，瓷釉磨成的细度要求为325目标准筛，筛余在0.4％左右，磨成瓷釉出球磨机后要进行过筛、除铁。
根据客户的颜色需求，按照所需色料比例配制颜色色料，制得的瓷釉施于耐热砂锅素烧坯上，施釉浓度在45度左右，之后将已施釉的坯体进行中、高温烧成，烧成温度为1280℃，烧成时间在10小时左右。获得耐热砂锅。
效果例1
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种不含锂的耐热砂锅瓷釉，其特征在于，包括如下质量份的组分：石英10％～25％、钾长石5％～15％、方解石5％～10％、哑光剂15％～25％、熟料4％～8％、高岭土15％～25％。
2.如权利要求1所述不含锂的耐热砂锅瓷釉，其特征在于，所述哑光剂包括碳酸钡。
3.如权利要求1所述不含锂的耐热砂锅瓷釉，其特征在于，所述熟料包括熟滑石。
4.如权利要求1所述不含锂的耐热砂锅瓷釉，其特征在于，所述不含锂的耐热砂锅瓷釉的膨胀系数为(2.0～2.4)×10-6。
5.一种如权利要求1所述不含锂的耐热砂锅瓷釉的应用，其特征在于，用于制备耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
6.如权利要求5所述应用，其特征在于，所述不含锂的耐热砂锅瓷釉涂覆于砂锅或陶瓷产品的素烧坯上，共同烧结，制备所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
7.一种如权利要求5所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按比例称取所述石英、所述钾长石、所述方解石、所述哑光剂、所述熟料、所述高岭土，加入水后进行研磨，过筛，获得所述不含锂的耐热砂锅瓷釉；
(2)将所述不含锂的耐热砂锅瓷釉涂覆于砂锅或陶瓷产品的素烧坯上，共同高温烧结，制备所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
8.如权利要求7所述制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按比例称取所述石英、所述钾长石、所述方解石、所述哑光剂、所述熟料、所述高岭土，投入球磨机，按物料：水的比例为1:0.85加入水后进行研磨，研磨时间28～30小时，过325目标准筛并除铁，获得所述不含锂的耐热砂锅瓷釉；
(2)将所述不含锂的耐热砂锅瓷釉涂覆于所述砂锅或陶瓷产品的素烧坯上，施釉浓度为43～45度，共同在1230℃～1280℃下高温烧结10小时，制备所述耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
9.一种如权利要求7所述制备方法获得的耐热砂锅或耐热陶瓷产品。
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