CN106082668A - 一种陶瓷用复合乳浊剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种陶瓷用复合乳浊剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种陶瓷用复合乳浊剂,所述复合乳浊剂包括由钛白粉包覆白炭黑微球构成的核壳微球颗粒,由按重量百分比计:白炭黑:25‑40%;钛白粉:60‑75%;其中,所述白炭黑微球的D50粒径为0.5‑1微米,D90粒径为1‑5微米,所述核壳微球颗粒的D50为1‑5微米,D90为1‑10微米。本发明还提供了所述的复合乳浊剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:1)粉碎所述白炭黑,得到白炭黑解聚体;2)搅拌所述白炭黑解聚体,同时加入所述钛白粉;3)将所述白炭黑和钛白粉混合并搅拌均匀,进行粉体表面改性,得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒。

Description

一种陶瓷用复合乳浊剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及陶瓷领域,具体而言,涉及一种陶瓷用复合乳浊剂及其制备方法和应用。
背景技术
含有乳浊剂的釉料是我国建筑陶瓷和卫生陶瓷生产中广泛采用的一种重要原料,主要起到遮盖陶瓷坯底的作用。目前,以含硅酸锆乳浊剂的锆乳浊釉使用最为广泛。然而,从使用性能来看,锆乳浊釉存在遮盖力低,高温粘度大,釉面不平整等缺陷,而且制备锆乳浊剂的原料锆英砂存在严重依赖进口,价格昂贵且具有放射性等一系列问题,所以,亟待性能良好、价格便宜且易于推广使用的新型乳浊剂来替代。
二氧化钛是一种具有高折射率的晶体,其物理化学性质稳定,具有良好的光学性能。在瓷釉的高温烧成过程中,TiO2能够与CaO和SiO 2结合生成钛榍石晶体而形成比较良好的乳浊效果。然而,在相关技术中,传统的钛釉是将钛氧化物作为乳浊剂直接添加到生釉料中,该方法往往因析出金红石相的TiO2而致釉面泛出黄色,从而抑制了钛釉的推广和应用。
现有技术中有关于使用碳酸钙和钛白粉制备的乳浊剂的相关报道,但是其适用温度范围较低,并且烧制成的成品白度不够优秀。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种陶瓷用复合乳浊剂,所述的陶瓷用复合乳浊剂具有适用温度较高的陶瓷工艺且烧制成品白度高等优点。
本发明的第二目的在于提供一种所述的陶瓷用复合乳浊剂的制备方法,该方法采用干法均相包覆,能够制备出粒度均匀的乳浊剂。
本发明的第三目的在于提供所述复合乳浊剂作为陶瓷釉料的添加剂的应用。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
本发明的一个方面涉及一种陶瓷用复合乳浊剂,所述复合乳浊剂包括由钛白粉包覆白炭黑微球构成的核壳微球颗粒,由按重量百分比计:
白炭黑:25-40%;
钛白粉:60-75%;
其中,所述白炭黑微球的D50粒径为0.5-1微米,D90粒径为1-5微米,所述核壳微球颗粒的D50为1-5微米,D90为1-10微米。
本发明使用白炭黑和钛白粉制成乳浊剂,该乳浊剂的核壳微球颗粒结构对烧制过程中形成榍石晶体具有一定诱导作用制备成粒度均匀的核壳微球颗粒可以在同样的烧成温度下大幅减少釉料的透烧概率,达到更好的效果。
优选地,所述复合乳浊剂由按重量百分比计的以下组分制备:
白炭黑:30-35%;
钛白粉:65-70%。
优选地,所述白炭黑为沉淀白炭黑。
沉淀白炭黑原料易得,价格较为便宜,有助于降低成本。
优选地,所述白炭黑中的SiO2含量大于90%,105℃时2h的加热减量为4%-8%,950℃时2h的烧失量小于12%,5%的水溶液中pH为6.0-8.0,DBP吸油值为1.5-3.5cm3/g,Na2SO4≤0.2%,Fe≤0.5‰,Cu≤0.03‰,Mn≤0.05‰。
优选地,所述钛白粉中TiO2的含量超过95%。
优选地,所述核壳微球颗粒的D50为1-3微米,D90为1-5微米。
本发明的另一方面涉及所述复合乳浊剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)粉碎所述白炭黑,得到白炭黑解聚体;
2)搅拌所述白炭黑解聚体,同时加入所述钛白粉;
3)将所述白炭黑和钛白粉混合并搅拌均匀,进行粉体表面改性,得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒。
本发明采用表面改性的方法将乳浊剂制成包覆结构的颗粒,提高其作为釉料添加剂应用时的适用温度范围。
本发明的另一方面涉及一种添加所述的复合乳浊剂的陶瓷釉料,所述釉料包括按重量份计的以下组分:
石英28-35份,钾长石25-30份,三氧化二铝2-6份,方解石12-16份,白云石4-8份,氧化锌2-5份,高岭土4-6份,熔块1-3份以及复合乳浊剂5-15份。
本发明的乳浊剂需要以一定的比例添加到釉料的其他组分中,以达到优秀的白度。
优选地,所述釉料包括按重量份计的以下组分:
石英29-31份,钾长石27-29份,三氧化二铝2-3份,方解石13-15份,白云石4-6份,氧化锌2-3份,高岭土4-5份,熔块2-3份以及复合乳浊剂7-9份。
优选地,所述釉料包括按重量百分比计的以下组分:
SiO2 63-65%;
Al2O3 6-8%;
Fe2O3 0.01-1%;
TiO2 5-7%;
CaO 12-14%;
MgO 1.5-2.5%;
K2O 1.5-3%;
NaO 1-2%;
ZnO 2-3%;
BaO 0.005-0.02%;
B2O3 0.1-1%。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明的乳浊剂适用温度范围较高;
(2)本发明的乳浊剂可以提高烧制成品的白度;
(3)本发明的方法可以制备出粒度均匀的乳浊剂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为白碳黑-二氧化钛干法复合颗粒扫描电镜图;
图2为采用本发明的复合乳浊剂所烧制的釉面显微形态图;
图3为采用本发明的复合乳浊剂所烧制的釉面乳浊微粒图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
按照以下步骤制备乳浊剂:
1)称取按重量份计的白炭黑25份、钛白粉75份;
2)采用气流粉碎机对白炭黑进行解聚,使之分散均匀并充分研磨,得到白炭黑颗粒的解聚体,其中白炭黑粒径分布符合D50为0.5-1微米,D90为1-5微米;
3)将研磨后的白炭黑和二氧化钛混合并搅拌均匀,通过连续粉体表面改性机,从而得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒,其中复合颗粒粒径分布范围符合D50为1-5微米,D90为1-10微米;其中水份<5%;
使用制得的乳浊剂制备陶瓷釉料,陶瓷釉料中的组分按重量计为:石英28份,钾长石25份,三氧化二铝2份,方解石12份,白云石4份,氧化锌2份,高岭土4份,熔块1份以及复合乳浊剂5份。
实施例2
按照以下步骤制备乳浊剂:
1)称取按重量份计的白炭黑30份、钛白粉70份;
2)采用气流粉碎机对白炭黑进行解聚,使之分散均匀并充分研磨,得到白炭黑颗粒的解聚体,其中白炭黑粒径分布符合D50为0.5-1微米,D90为1-5微米;
3)将研磨后的白炭黑和二氧化钛混合并搅拌均匀,通过连续粉体表面改性机,从而得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒,其中复合颗粒粒径分布范围符合D50为1-5微米,D90为1-10微米;其中水份<5%;
使用制得的乳浊剂制备陶瓷釉料,陶瓷釉料中的组分按重量计为:石英29份,钾长石27份,三氧化二铝2份,方解石13份,白云石4份,氧化锌2份,高岭土4份,熔块2份以及复合乳浊剂5份。
实施例3
按照以下步骤制备乳浊剂:
1)称取按重量份计的白炭黑35份、钛白粉65份;
2)采用气流粉碎机对白炭黑进行解聚,使之分散均匀并充分研磨,得到白炭黑颗粒的解聚体,其中白炭黑粒径分布符合D50为0.5-1微米,D90为1-5微米;
3)将研磨后的白炭黑和二氧化钛混合并搅拌均匀,通过连续粉体表面改性机,从而得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒,其中复合颗粒粒径分布范围符合D50为1-3微米,D90为1-5微米;其中水份<5%;
使用制得的乳浊剂制备陶瓷釉料,陶瓷釉料中的组分按重量计为:石英31份,钾长石29份,三氧化二铝3份,方解石15份,白云石6份,氧化锌3份,高岭土5份,熔块3份以及复合乳浊剂9份。
实施例4
按照以下步骤制备乳浊剂:
1)称取按重量份计的白炭黑40份、钛白粉60份;
2)采用气流粉碎机对白炭黑进行解聚,使之分散均匀并充分研磨,得到白炭黑颗粒的解聚体,其中白炭黑粒径分布符合D50为0.5-1微米,D90为1-5微米;
3)将研磨后的白炭黑和二氧化钛混合并搅拌均匀,通过连续粉体表面改性机,从而得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒,其中复合颗粒粒径分布范围符合D50为1-3微米,D90为1-5微米;其中水份<5%;
使用制得的乳浊剂制备陶瓷釉料,陶瓷釉料中的组分按重量计为:石英35份,钾长石30份,三氧化二铝6份,方解石16份,白云石8份,氧化锌5份,高岭土6份,熔块3份以及复合乳浊剂15份。
实验例1
使用以下陶瓷釉料施涂陶瓷样片,对所得到的样片的色度值和釉面感官进行测定,其中,产品A-05、A-06、A-08、A-12和A-14使用钛白粉和碳酸钙作为乳浊剂,产品Si01、Si02和Si03使用钛白粉和白炭黑作为乳浊剂,产品硅酸锆使用硅酸锆和二氧化硅作为乳浊剂,产品TiO2使用单一的TiO2作为乳浊剂。测试结果如下表所示:
实验例2
釉烧透烧试验
对本发明实施例1-4中制备的陶瓷釉料进行1180℃条件下的釉烧试验,使用碳酸钙和二氧化钛乳浊剂制备的陶瓷釉料作为对照组进行相同条件下的釉烧试验,统计透烧率,结果如下表所示:
组别 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对照组
透烧率 3% 4% 4% 5% 14%
由表中数据可见,本发明的的陶瓷釉料能够有效地改善在高温条件下的透烧率。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种陶瓷用复合乳浊剂,其特征在于,所述复合乳浊剂包括由钛白粉包覆白炭黑微球构成的核壳微球颗粒,由按重量百分比计:
白炭黑:25-40%;
钛白粉:60-75%;
其中,所述白炭黑微球的D50粒径为0.5-1微米,D90粒径为1-5微米,所述核壳微球颗粒的D50为1-5微米,D90为1-10微米。
2.根据权利要求1所述的复合乳浊剂,其特征在于,所述复合乳浊剂由按重量百分比计的以下组分制备:
白炭黑:30-35%;
钛白粉:65-70%。
3.根据权利要求1所述的复合乳浊剂,其特征在于,所述白炭黑为沉淀白炭黑。
4.根据权利要求1所述的复合乳浊剂,其特征在于,所述白炭黑中的SiO2含量大于90%,所述白炭黑105℃时2h的加热减量为4%-8%,950℃时2h的烧失量小于12%,5%的水溶液中pH为6.0-8.0,DBP吸油值为1.5-3.5cm3/g,Na2SO4≤0.2%,Fe≤0.5‰,Cu≤0.03‰,Mn≤0.05‰。
5.根据权利要求1所述的复合乳浊剂,其特征在于,所述钛白粉中TiO2的含量超过95%。
6.根据权利要求1所述的复合乳浊剂,其特征在于,所述核壳微球颗粒的D50为1-3微米,D90为1-5微米。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复合乳浊剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)粉碎所述白炭黑,得到白炭黑解聚体;
2)搅拌所述白炭黑解聚体,同时加入所述钛白粉;
3)将所述白炭黑和钛白粉混合并搅拌均匀,进行粉体表面改性,得到以白炭黑为包核,二氧化钛为包膜的具有核壳结构颗粒。
8.一种添加权利要求1-6中任意一项所述的复合乳浊剂的陶瓷釉料,其特征在于,所述釉料包括按重量份计的以下组分:
石英28-35份,钾长石25-30份,三氧化二铝2-6份,方解石12-16份,白云石4-8份,氧化锌2-5份,高岭土4-6份,熔块1-3份以及复合乳浊剂5-15份。
9.根据权利要求8所述的陶瓷釉料,其特征在于,所述釉料包括按重量份计的以下组分:
石英29-31份,钾长石27-29份,三氧化二铝2-3份,方解石13-15份,白云石4-6份,氧化锌2-3份,高岭土4-5份,熔块2-3份以及复合乳浊剂7-9份。
10.根据权利要求8所述的陶瓷釉料,其特征在于,所述釉料包括按重量百分比计的以下组分:
SiO2 63-65%;
Al2O3 6-8%;
Fe2O3 0.01-1%;
TiO2 5-7%;
CaO 12-14%;
MgO 1.5-2.5%;
K2O 1.5-3%;
NaO 1-2%;
ZnO 2-3%;
BaO 0.005-0.02%;
B2O3 0.1-1%。
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