CN107500535B - 一种高强度耐磨釉及具有高强度耐磨釉的陶瓷制品和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷40～50份、氧化硅20～25份、高岭土15～25份、水铝英石15～20份、海泡石5～10份、氧化铝15～20份、硅酸钠10～12份、硅酸铝10～12份、金刚石粉3～5份、阳起石3～5份、滑石1～3份、硝酸钠1～2份、玻璃粉1～2份、硼酸1～2份，采用本发明提供的高强度耐磨釉制备的高强度耐磨陶瓷制品具有放射性低、破坏强度高、断裂模数高、耐磨性高的特点，可制造成为陶瓷餐具、陶瓷板、陶瓷砖以及陶瓷工艺品并用于生活、建筑、装修等多个方面。

Description

一种高强度耐磨釉及具有高强度耐磨釉的陶瓷制品和制备 方法

技术领域

本发明属于陶瓷制造技术领域，具体涉及一种高度耐磨釉及具有高强度耐磨釉的陶瓷制品和制备方法。

背景技术

陶瓷釉是覆盖在陶瓷制品表面的无色或有色的玻璃态薄层，一般以石英、长石、粘土为原料，经研磨、加水调制后，涂敷于坯体表面，经一定温度的焙烧而熔融，温度下降时，形成陶瓷表面的玻璃质薄层。它使陶瓷器增加机械强度、热稳定性、介电强度和防止液体、气体的侵蚀。釉还有增加瓷器美观和便于洗拭、不被尘土粘染等作用。目前市场上的陶瓷制品大多强度较低，耐磨性差，难以满足市场需求，因此，提供一种高强度耐磨陶瓷釉具有很大意义。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种高强度耐磨釉及具有高强度耐磨釉的陶瓷制品和制备方法。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷40～50份、氧化硅20～25份、高岭土15～25份、水铝英石15～20份、海泡石5～10份、氧化铝15～20份、硅酸钠10～12份、硅酸铝10～12份、金刚石粉3～5份、阳起石3～5份、滑石1～3份、硝酸钠1～2份、玻璃粉1～2份、硼酸1～2份。

作为优选，所述的高强度耐磨釉包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷45份、氧化硅23份、高岭土20份、水铝英石17份、海泡石8份、氧化铝17份、硅酸钠11份、硅酸铝11份、金刚石粉4份、阳起石4份、滑石2份、硝酸钠1.5份、玻璃粉1.5份、硼酸1.5份。

本发明提供的高强度耐磨釉采用废旧陶瓷、氧化硅、高岭土、水铝英石、海泡石、氧化铝、硅酸钠、硅酸铝、金刚石粉、阳起石、滑石、硝酸钠、玻璃粉、硼酸作为原料，将原料加水后制得釉水，采用采用釉水对坯体进行上釉后即可制得高强度耐磨陶瓷制品，其中，废旧陶瓷用量最多，可以使制得的陶瓷制品具备高强度与耐磨性，且废旧陶瓷都已经经过一次以上的高温烧制，其中的一些对人体有害的杂质挥发，使得利用其制得的釉水具备低的放射性与，且无毒无污染；氧化硅、高岭土、水铝英石、海泡石、氧化铝、硅酸钠、硅酸铝等原可提高釉水在坯体上的附着度；在高温烧制陶瓷制品的过程中，原料中的氧化硅、氧化铝与其他原料中的各种化合物发生复合反应，生成结构紧密的硅酸盐，使得烧成陶瓷的强度与耐磨性进一步提高；在高温烧制陶瓷制品的过程中，硅酸钠、阳起石、滑石、硝酸钠、玻璃粉、硼酸等低熔点物质熔化后具备流动性，因此在升温至600～800℃后，保温一段时间，从而使低熔点的物质有充分填充于其他高熔点原料的颗粒缝隙中，从而发挥助熔的作用，还能提高烧成陶瓷的釉层光亮度，使其光泽细腻、质地温润，高温烧制后得到釉层均匀光滑且平整的陶瓷制品。

作为优化，所述高强度耐磨釉还包括火10～15份的火山石，原料中加入火山石，可以增加釉层的耐磨性。

作为另一优化，所述高强度耐磨釉还包括10～15份的颜料，加入颜料制得不同颜色的高强度耐磨陶瓷制品，满足不同人群的喜好。

本发明还提供一种用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量2～4倍的水，接着进行球磨，球磨后过800～1200目筛，之后在温度为-0.1～0.3MPa的真空度下以120～180r/min的速率进行真空搅拌30～60分钟，最后调节其含水率为50～60％得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为0.2～5mm，上釉后在温度为55～70℃的条件下烘制8～50小时，最后在温度为1050～1300℃的条件下进行高温烧制4～20小时，得到高强度耐磨陶瓷制品。

作为优化，所述步骤2中进行球磨的速率为180～250r/min。

作为优化，所述步骤3中进行高温烧制的温度曲线为：先以5～10℃/min的速率升温至600～800℃，保温烧制30～40分钟，接着以3～10℃/10min的速率升温至1050～1300℃，保温烧制4～20小时，最后以1～5℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

作为进一步优化，所述步骤4中的高温烧制过程是在氧化环境中进行的。

本发明还提供一种用上述高强度耐磨釉制备的高强度耐磨陶瓷制品，根据坯体的形状与结构，所述陶瓷制品可以是陶瓷锅、陶瓷碗、陶瓷盘等陶瓷餐具，可以是陶瓷板、陶瓷砖等用于装修与建筑，可以是陶瓷瓶、陶瓷盆等日用陶瓷，还能是陶瓷摆件等工艺品。

有益效果

本发明的有益效果如下：

(1)、本发明提供的高强度耐磨釉采用废旧陶瓷、氧化硅、高岭土、水铝英石、海泡石、氧化铝、硅酸钠、硅酸铝、金刚石粉、阳起石、滑石、硝酸钠、玻璃粉、硼酸作为原料，其中采用废旧陶瓷作为主要原料，对废旧陶瓷进行了回收利用，避免了陶瓷废料堆积，污染环境，而废旧陶瓷都是已经经过一次以上的高温烧制得到的，经高温烧制后，其中的一些对人体有害的杂质挥发，陶瓷本身的强度得以提高，回收后用于陶瓷釉层的制备，可以制得放射性低、耐磨性、强度皆高的无毒陶瓷釉料，进而制得高品质陶瓷制品；

(2)、本发明提供的高强度耐磨釉采用废旧陶瓷作为主要原料，其强度与耐磨性虽高，但可塑性不强，且其熔点高、粘结性与附着性低，本发明采用氧化硅、高岭土、水铝英石、海泡石、氧化铝、硅酸钠、硅酸铝、金刚石粉、阳起石、滑石、硝酸钠、玻璃粉、硼酸与废旧陶瓷一起作为釉层原料，将各原料混合加水并磨细后制得釉水，其中，氧化硅、高岭土、水铝英石、海泡石、氧化铝、硅酸钠、硅酸铝釉水具备高粘结性与附着力，氧化硅、氧化铝、硅酸钠和硅酸铝可提高烧成陶瓷的强度、耐磨性与抗水性，硅酸钠、阳起石、滑石、硝酸钠、玻璃粉、硼酸等低熔点物质制得高温烧制陶瓷制品的过程中釉层具备一定的流动性，从而能够均匀、平整的附着于陶瓷坯体表面，进而制得光滑明亮、放射性低、强度高、耐磨性好的高品质陶瓷制品。

(3)、用本发明提供的高强度耐磨釉制备得到的高强度耐磨陶瓷制品，其破坏强度、断裂模数、耐磨性皆高于市面上普通的耐磨陶瓷制品，属于优质高强度耐磨陶瓷制品，可制造成为陶瓷餐具、陶瓷板、陶瓷砖以及陶瓷工艺品并用于生活、建筑、装修等多个方面。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例提供一种一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷40份、氧化硅20份、高岭土15份、水铝英石15份、海泡石5份、氧化铝15份、硅酸钠10份、硅酸铝10份、金刚石粉3份、阳起石3份、滑石1份、硝酸钠1份、玻璃粉1份、硼酸1份、釉用钒锆黄颜料10份。

本实施例还提供一种用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量2倍的水，接着以180r/min的速率进行球磨，球磨后过800目筛，之后在温度为0.3MPa的真空度下以120r/min的速率进行真空搅拌30分钟，最后调节其含水率为50％得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为0.2，上釉后在温度为55℃的条件下烘制8小时，最后在温度为1050℃的条件下进行高温烧制5小时，得到高强度耐磨陶瓷制品，其高温烧制过程是在氧化环境中进行的，高温烧制的温度曲线为：先以5℃/min的速率升温至600℃，保温烧制40分钟，接着以3℃/10min的速率升温至1050℃，保温烧制8小时，最后以1℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

实施例2

本实施例提供一种一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷43份、氧化硅22份、高岭土17份、水铝英石17份、海泡石6份、氧化铝16份、硅酸钠12份、硅酸铝10份、金刚石粉4份、阳起石3份、滑石2份、硝酸钠1.3份、玻璃粉1.2份、硼酸1.2份、火山石10份、钴绿颜料13份。

本实施例还提供一种用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量2倍的水，接着以200r/min的速率进行球磨，球磨后过900目筛，之后在温度为0.1MPa的真空度下以140r/min的速率进行真空搅拌30分钟，最后调节其含水率为50％得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为1mm，上釉后在温度为60℃的条件下烘制15小时，最后在温度为1100℃的条件下进行高温烧制10小时，得到高强度耐磨陶瓷制品，其高温烧制过程是在氧化环境中进行的，高温烧制的温度曲线为：先以10℃/min的速率升温至600℃，保温烧制40分钟，接着以8℃/10min的速率升温至1100℃，保温烧制10小时，最后以4℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

实施例3

本实施例提供一种一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷45份、氧化硅23份、高岭土20份、水铝英石17份、海泡石8份、氧化铝17份、硅酸钠11份、硅酸铝11份、金刚石粉4份、阳起石4份、滑石2份、硝酸钠1.5份、玻璃粉1.5份、硼酸1.5份、火山石12份、釉用包裹红颜料13份。

本实施例还提供一种用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量3倍的水，接着以200r/min的速率进行球磨，球磨后过1000目筛，之后在温度为-0.1MPa的真空度下以150r/min的速率进行真空搅拌60分钟，最后调节其含水率为55％得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为2mm，上釉后在温度为65℃的条件下烘制45小时，最后在温度为1250℃的条件下进行高温烧制18小时，得到高强度耐磨陶瓷制品，其高温烧制过程是在氧化环境中进行的，高温烧制的温度曲线为：先以7℃/min的速率升温至700℃，保温烧制37分钟，接着以5℃/10min的速率升温至1250℃，保温烧制18小时，最后以2℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

实施例4

本实施例提供一种一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷47份、氧化硅24份、高岭土22份、水铝英石19份、海泡石9份、氧化铝18份、硅酸钠12份、硅酸铝12份、金刚石粉5份、阳起石4份、滑石3份、硝酸钠1份、玻璃粉2份、硼酸2份、火山石12份、钴绿颜料15份。

本实施例还提供一种用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量3倍的水，接着以220r/min的速率进行球磨，球磨后过1000目筛，之后在温度为0.3MPa的真空度下以160r/min的速率进行真空搅拌50分钟，最后调节其含水率为55％得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为3mm，上釉后在温度为60℃的条件下烘制50小时，最后在温度为1200℃的条件下进行高温烧制20小时，得到高强度耐磨陶瓷制品，其高温烧制过程是在氧化环境中进行的，高温烧制的温度曲线为：先以8℃/min的速率升温至700℃，保温烧制40分钟，接着以8℃/10min的速率升温至1200℃，保温烧制20小时，最后以5℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

实施例5

本实施例提供一种一种高强度耐磨釉，包括按照重量份计的以下组分：废旧陶瓷50份、氧化硅25份、高岭土25份、水铝英石20份、海泡石10份、氧化铝20份、硅酸钠12份、硅酸铝12份、金刚石粉5份、阳起石5份、滑石3份、硝酸钠2份、玻璃粉2份、硼酸2份、火山石15份、铁锌铬棕色颜料15份。

本实施例还提供一种用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量4倍的水，接着以180r/min的速率进行球磨，球磨后过1200目筛，之后在温度为0.1MPa的真空度下以180r/min的速率进行真空搅拌60分钟，最后调节其含水率为60％得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为5mm，上釉后在温度为70℃的条件下烘制10小时，最后在温度为1300℃的条件下进行高温烧制15小时，得到高强度耐磨陶瓷制品，其高温烧制过程是在氧化环境中进行的，高温烧制的温度曲线为：先以5℃/min的速率升温至670℃，保温烧制40分钟，接着以10℃/10min的速率升温至1300℃，保温烧制15小时，最后以4℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

上述实施例1至5中提供的高强度耐磨釉所采用的原料如下表1所示：

表1实施例1至5采用的原料

对上述实施例1至5中制得的高强度耐磨陶瓷制品进行放射性、破坏强度、断裂模数、耐磨性，测试方法如下：

放射性测试：取5片高强度耐磨陶瓷制品碎片作为试样，按照WS 178的规定检测其中放射性核素镭‐226、钍‐232和钾‐40的放射性比活度。

破坏强度测试、断裂模数测试：取5片高强度耐磨陶瓷制品碎片作为试样，将试样放人110℃士5℃的干燥箱中干燥至恒重，即间隔24h的连续两次称量的差值不大于0.1％。然后将试样放在密闭的干燥箱或干燥器中冷却至室温，3h后按照国家标准GB/T 3810.4‐2006/ISO中的规定对试样进行破坏强度与断裂模数测试。

耐磨性测试：采用耐磨性测试机对高强度耐磨陶瓷制品的碎片进行耐磨性测试，取5片高强度耐磨陶瓷制品碎片作为试样，在试样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，对已磨损的试样与未磨损的试样进行观察对比，通过试样上开始出现磨损的研磨转数来评价其耐磨性，将5片试样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，其试样上开始出现磨损的研磨转数越高，试样的耐磨性越好。

将上述实施例1至5中得到的高强度耐磨陶瓷制品与作为对照例的普通耐磨陶瓷制品进行放射性、破坏强度、断裂模数、耐磨性测试结果如下表2所示：

表2测试数据

其中，陶瓷耐磨级标准为1至5级，5级最好1级最差，其判断标准如下表3所示：

表3耐磨等级判断标准

出现磨损的研磨转数	级别
		100	0
150	1
		600	2
755，1500	3
		2100，6000，12000	4
＞12000	5

上述实施例1至5提供的高强度耐磨陶瓷制品，其放射性测试结果符合国家标准GB6555-2001的规定，其破坏强度、断裂模数、耐磨性皆高于市面上普通的耐磨陶瓷制品，属于优质高强度耐磨陶瓷制品，可制造成为陶瓷餐具、陶瓷板、陶瓷砖以及陶瓷工艺品并用于生活、建筑、装修等多个方面，其中，实施例3中得到的高强度耐磨陶瓷制品的各项性能最佳，为最佳实施例。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种高强度耐磨釉，其特征在于，由以下按照重量份计的组分高温烧制而成：废旧陶瓷40～50份、氧化硅20～25份、高岭土15～25份、水铝英石15～20份、海泡石5～10份、氧化铝15～20份、硅酸钠10～12份、硅酸铝10～12份、金刚石粉3～5份、阳起石3～5份、滑石1～3份、硝酸钠1～2份、玻璃粉1～2份、硼酸1～2份、10～15份火山石，且该高强度耐磨釉在高温烧制过程中需先在600～800℃保温烧制30～40分钟。

2.一种高强度耐磨釉，其特征在于，由以下按照重量份计的组分高温烧制而成：废旧陶瓷40～50份、氧化硅20～25份、高岭土15～25份、水铝英石15～20份、海泡石5～10份、氧化铝15～20份、硅酸钠10～12份、硅酸铝10～12份、金刚石粉3～5份、阳起石3～5份、滑石1～3份、硝酸钠1～2份、玻璃粉1～2份、硼酸1～2份、10～15份火山石、10～15份颜料，且该高强度耐磨釉在高温烧制过程中需先在600～800℃保温烧制30～40分钟。

3.一种用权利要求1或2所述高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、按照重量份依次称取各原料，备用；

步骤2、将高强度耐磨釉的各原料混合后加入占其总重量2～4倍的水，接着进行球磨，球磨后过800～1200目筛，之后在0.1～0.3MPa的真空度下以120～180r/min的速率进行真空搅拌30～60分钟，最后调节其含水率为50～60%得到釉水；

步骤3、采用步骤2中得到的釉水对陶瓷坯体进行上釉，上釉的厚度为0.2～5mm，上釉后在温度为55～70℃的条件下烘制8～50小时，在氧化环境中进行高温烧制：先以5～10℃/min的速率升温至600～800℃，保温烧制30～40分钟，接着以3～10℃/10min的速率升温至1050～1300℃，保温烧制4～20小时，最后以1～5℃/10min速率降温至常温，得到高强度耐磨陶瓷制品。

4.根据权利要求3所述的用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺，其特征在于，所述步骤2中进行球磨的速率为180～250r/min。

5.由权利要求3所述的用高强度耐磨釉制备高强度耐磨陶瓷制品的工艺制得的具有高强度耐磨釉的陶瓷制品。