CN1676494A - 陶瓷釉料的优质化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷釉料的优质化处理方法,包括如下步骤:采用超细设备对陶瓷釉料进行超微细化处理;干燥超微细化后的粉体得到成品。本发明有益的技术效果在于:将釉料进行超细处理后,不仅能够大大缩短烧成的时间,还能够减少釉料的使用量,既节能有降低了成本,同时烧成后的陶瓷具有优良的性能,表面光泽度和吸水率等都优于常规釉料烧制的产品。

Description

陶瓷釉料的优质化处理方法
【技术领域】
本发明涉及陶瓷工艺,具体涉及一种陶瓷釉料的制备方法。
【背景技术】
陶瓷行业是一个历史极其悠远的行业,从古到今其发展历程经历了原料、工艺、品种从单一到多样化,在这个过程中,陶瓷行业的负面影响也日益突出,如高能耗、废气(SO2、CO2)、废渣。这些因素不仅制约了陶瓷业的发展,而且严重污染了当地的环境,不解决这些问题,陶瓷行业的发展必将走入死胡同。佛山陶瓷产品的产量占全球总产量的三分之一强。如何使生态环境与产业协调发展,已成为极其迫切需要解决的问题。
釉料是陶瓷行业所使用的必须原料,传统陶瓷所用的釉料其粒度为200~400目,采用这样的釉料来进行烧制,所需时间较长,釉料使用量也较大,即耗费能源又增加成本。
纳米技术是二十一世纪最具革命性的三个领域之一,它是在1~100纳米(1纳米等于1毫米的百万分之一,相当于4-6个原子的大小)尺度的空间内,研究电子、原子集团和分子集团的组合、运动规律及特性的崭新科学技术。
物质的尺度到了纳米级后,由于表面电子费米面的变化(Kubo效应)导致了纳米材料具有表面效应、体积效应、宏观量子效应、界面相关效应等,从而使其具备奇异性和反常性,能使多种多样的材料改性,用途极为广泛。
纳米材料作为工业应用的新材料,是进入20世纪80年代后发展起来的,从其一诞生,就因广泛的商业前景而被美国材料学会誉为21世纪最有前途的材料,是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。如何将新兴的纳米技术应用到传统的陶瓷产业中,是一个值得研究的课题。
【发明内容】
本发明的目的在于提出一种能够在使用中降低陶瓷烧制成本,缩短烧制时间,同时提高其产品质量的陶瓷釉料的优质化处理方法。
实现上述目的的技术方案是:一种陶瓷釉料的优质化处理方法,包括如下步骤:
1)采用超细设备对陶瓷釉料进行超微细化处理;
2)干燥超微细化后的粉体得到成品。
所述步骤1)可采用包括如下几个分步骤的过程来实现:
1a)若陶瓷釉料的细度满足超细设备的进料要求,则直接进行下一步骤,若其细度低于超细设备的进料要求,则先对其进行粗磨,制成粒度符合要求的粉体;
1b)将上述粉体制成固含量不小于40%的浆料;
1c)使用超细设备对浆料进行研磨粉碎,使得粉体粒度为0.1μm~1.8μm。
在步骤1a)中可使用雷蒙磨,将原料制成粒度为200~325目的粉体。
步骤1c)中,超细设备粉碎后粉体的平均粒度优选为0.3μm。
所述干燥采用的设备可以是喷雾或气流干燥机。
所述超细设备优选有介质分级磨,所述有介质分级磨包括搅拌轴、磨筒及设置于磨筒上的进料口和出料口,所述搅拌轴位于磨筒内,能够在其中进行旋转搅拌,磨筒筒体的横截面为圆形,纵截面为下小上大内径逐渐增大的形状。
优选的是,所述进料口设置在筒体下部,出料口设置在筒体上部端面的中心附近。
上述搅拌轴上可沿轴向设置有多组叶片,各组相邻叶片之间距离相等。
上述搅拌轴的转速优选为600~1400转/分。
上述磨筒筒体的纵截面优选为倒立的梯形。
所述有介质分级磨采用将研磨介质与物料在磨筒中混合搅拌的方法来进行物料的研磨粉碎,所述研磨介质优选这样的结构:具有刚性本体,在其刚性本体上还包覆有弹性耐磨层。
所述弹性耐磨层的材料优选为高耐磨树脂。
采用上述技术方案,本发明有益的技术效果在于:1)将釉料进行超细处理后,不仅能够大大缩短烧成的时间,还能够减少釉料的使用量,既节能有降低了成本,同时烧成后的陶瓷具有优良的性能,表面光泽度和吸水率等都优于常规釉料烧制的产品。2)实验表明,将釉料制成平均粒度为0.3μm左右的粉体,能够达到极好的效果,此时釉料的用量将下降到原来的1/3,烧成时间也大大缩短,同时,陶瓷更光亮、更鲜艳。3)超细设备采用本发明提供的有介质分级磨,当物料进入磨筒下部后,随着物料的上升,磨筒在纵向上内径逐渐增大,因而线速度逐渐增大,物料在纵向上是一个变速过程,这样一来物料所受的应力增加,内部微裂纹增加,使得剪切、挤压、碰撞等研磨机制共同作用,实际上相当于剪切挤压、再剪切再挤压的多台设备多个循环的研磨过程,大大提高了磨矿效率;并且由于横向的线速度是相同的,因此其研磨的结果将对物料颗粒起表面修饰作用;根据离心原理,大颗粒将处于距中心最远处,所受力最大,研磨效率最高;反之,细颗粒处于距中心最近处,研磨效率最低,使得能量合理分配,并且非常有利于颗粒粒径的集中分布。4)将出料口设置在筒体端面的中心附近,由于粗、细颗粒所受的离心力之差距由下而上逐渐连续增加,其结果是细颗粒会进一步向中心集中,从靠近主轴的出料口溢出,从而进一步保证了物料颗粒粒径分布的集中,生产出性能超群的窄粒径分布的超细釉料。5)采用在刚性本体表面包覆有弹性耐磨层的研磨介质,使得刚性磨介变成了弹性介质,因而在与物料接触过程中增大了接触面积,其机理相当于在研磨过程中持续不断的对物料颗粒施加了一个外部压力,增加颗粒内部的内应力,更加有利于物料的超微细化,可以大大提高研磨效率;并且弹性层的包覆减少了颗粒表面的硬损伤,避免刚性介质之间的硬碰撞和摩擦产生出微粉而污染物料。
下面通过实施例并结合附图,对本发明作进一步的详细说明:
【附图说明】
图1是一种有介质分级磨结构示意图。
【具体实施方式】
一种陶瓷釉料的优质化处理方法,其工艺流程为:
1)首先采用超细设备对陶瓷釉料进行超微细化处理。一般而言,由于陶瓷釉料粒度已大于200目,符合绝大多数超细设备的进料要求,可以直接进行超微细化处理;如果是粒度过粗的,可先经过雷蒙磨等球磨机或高压辊压磨进行粗磨,以制成超细设备可以接受的粉体,按照现有一般超细设备的要求,进料粉体的粒度在200~325目之间都是允许的。
另外,根据超细设备的工作方式的不同,对于湿法研磨的设备还要将粉体制成符合其要求的浆料,一般固含量在40%以上都是可行的,当浆料固含量为100%时,则适用干法研磨的超细设备。至于超细设备的选择,可根据处理量以及具体原料的特点来进行,一般可选搅拌磨、振动磨、气流磨等超细设备,优选有介质类分级磨。经超细设备研磨粉碎后,出料粉体粒度控制在0.1μm~1.8μm之间都是适合的,粉体的平均粒度在0.3μm左右时能够达到最佳效果。
2)干燥超微细化后的粉体得到成品。将粉体干燥至含水量小于1.5%,以便于进行下一步的改性处理。此干燥过程可采用现有的喷雾或气流干燥机来完成。
本发明中优选使用的有介质分级磨具有这样的结构,结合图1,包括搅拌轴4和磨筒5,搅拌轴4位于磨筒5内,搅拌轴4上沿轴向等间距的设置有叶片6,搅拌轴4由电机1经减速机2驱动进行转动,能够在磨筒5中进行旋转搅拌,电机1和减速机2设置在电机座3上;磨筒5上设置有进料口7和出料口8,磨筒5筒体的横截面为圆形,纵截面为倒立的梯形,进料口7设置在筒体下部,出料口8设置在筒体端面的中心附近。
这种有介质分级磨采用将研磨介质与物料在磨筒中混合搅拌的方法来进行物料的研磨粉碎,本发明中优选使用这样的研磨介质:具有刚性本体,在其刚性本体上还包覆有弹性耐磨层,该弹性耐磨层的材料优选为高耐磨树脂。
具体工作过程:将物料加水制成固含量40%-75%的浆料,用泵将物料由切线方向送入装置主机磨筒5下部侧面的进料口7,主机磨筒5内部由搅拌轴4带动叶片6高速旋转,其转速范围为600~1400转/分,叶片6等距离排列,旋转的叶片使得主机磨筒内部的研磨介质和物料产生强大的离心剪切力及碰撞力,料浆在一定压力下由主机底部沿螺旋线方向上升到顶部出口8,以连续作业方式,将粉碎、超细、分级在同一工序中完成,改变了传统的间歇式工艺,这样既简化了生产工序,又极大的降低能耗,而且产品粒度分布窄。
实验例:
1)将陶瓷釉料(四川产金红石型钛白粉,粒度为D90<60μm,200公斤;1300公斤长石,粒度为D90<50μm)混合后,加水制成固含量50%的混合浆料;
2)将上述浆料与4.5公斤分散剂(9000型,罗门哈斯公司生产)混合,分别用以下设备进行超细处理对比实验,用激光粒度分析仪(JL1001型,丹东仪表研究所生产)测量细化后粉体的粒度分布来表示粉体的超微细化效果;
A、球磨机(MQYG900*900型,河南黎明路桥重工有限公司生产):一次性投料,连续开机研磨15小时,停机,取出物料,取样,测粒度,D90<45μm。
B、搅拌磨(SX型,无锡市鑫达粉体机械有限公司生产):一次性投料,连续开机研磨4小时,停机,取出物料,取样,测粒度,D90<5μm。Dmax=10μm。
C、本发明中采用的有介质分级磨:连续进料,连续出料,在出料口取样,测粒度,D90<0.5μm。Dmax=1.6μm。
3)用喷雾干燥机(LPG50型,常州市振兴干燥设备厂生产)分别对上述粉体进行干燥,干燥后粉体含水量小于8%;
4)将上述三种粒度的干燥后的釉料分别用于作为陶瓷胚体表面釉料,待烧成后,进行效果对比如下:(球磨釉料即近似常规釉料,得到的产品为产品1;搅拌磨釉料得到产品为产品2;本发明方法优化后的釉料得到产品为产品3)
    性能参数     产品1     产品2     产品3
    烧成时间     8分钟     8分钟     3分钟
    光泽度     ≥40°     ≥52°     ≥71°
    白度     ≥81%     ≥85%     ≥96%
    遮盖率     一般     稍好     很好
    每块釉料用量(g)     9.1     6     2.3
    表面吸水率     ≤0.5%     ≤0.36%     ≤0.12%
由上表可以看出,采用本发明方法制得的超细陶瓷釉料具有优良的性质。

Claims (12)

1、一种陶瓷釉料的优质化处理方法,包括如下步骤:
1)采用超细设备对陶瓷釉料进行超微细化处理;
2)干燥超微细化后的粉体得到成品。
2、根据权利要求1所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述步骤1)包括如下几个分步骤:
1a)若陶瓷釉料的细度满足超细设备的进料要求,则直接进行下一步骤,若其细度低于超细设备的进料要求,则先对其进行粗磨,制成粒度符合要求的粉体;
1b)将上述粉体制成固含量不小于40%的浆料;
1c)使用超细设备对浆料进行研磨粉碎,使得粉体粒度为0.1μm~1.8μm。
3、根据权利要求2所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:步骤1c)中,超细设备粉碎后粉体的平均粒度为0.3μm。
4、根据权利要求4所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:在步骤1a)中使用雷蒙磨或球磨,将原料制成粒度为200~325目的粉体。
5、根据权利要求1所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述干燥采用的设备是喷雾或气流干燥机。
6、根据权利要求1~5任意一项所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述超细设备是有介质分级磨,所述有介质分级磨包括搅拌轴、磨筒及设置于磨筒上的进料口和出料口,所述搅拌轴位于磨筒内,磨筒筒体的横截面为圆形,纵截面为下小上大内径逐渐增大的形状。
7、根据权利要求6所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述进料口设置在筒体下部,出料口设置在筒体上部端面的中心附近。
8、根据权利要求6所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述搅拌轴上沿轴向设置有多组叶片,各组相邻叶片之间距离相等。
9、根据权利要求7所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述搅拌轴的转速为600~1400转/分。
10、根据权利要求6所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述磨筒筒体的纵截面为倒立的梯形。
11、根据权利要求6所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述有介质分级磨采用将研磨介质与物料在磨筒中混合搅拌的方法来进行物料的研磨粉碎,所述研磨介质具有刚性本体,在其刚性本体上还包覆有弹性耐磨层。
12、根据权利要求10所述的陶瓷釉料的优质化处理方法,其特征在于:所述弹性耐磨层的材料为高耐磨树脂。
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