CN114180991A - 一种耐磨釉面的生产工艺及釉料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐磨釉面的生产工艺及釉料，属于陶瓷釉技术领域，釉料包括基础料和硅微粉添加剂，生产工艺包括如下步骤：第一步、将基础料和硅微粉添加剂混合，加入水，调节固含量，球磨，过300目筛，得到釉料；第二步、将釉料在陶瓷坯体表面进行施釉，先置于空气中自然风干，干燥，得施釉坯体；第三步、将施釉坯体置于碳化硅板上，置于辊道窑中升温，烧成；自然冷却。本发明中利用填充颗粒在高温下应能较好的互相熔融，并且能保证一定的颗粒感，能均匀地覆盖在坯体表面，填充颗粒能填补硅微粉添加剂颗粒间的空隙，并保证一定的高温黏度，与硅微粉添加剂一起达到较好的防污、耐磨和易洁等效果。

Description

一种耐磨釉面的生产工艺及釉料

技术领域

本发明属于陶瓷釉技术领域，具体地，涉及一种耐磨釉面的生产工艺及釉料。

背景技术

陶瓷具有热稳定好、耐化学腐蚀且美观耐用的特点，是人们日常生活中使用的首选。但是，陶瓷产品都普遍存在表面耐磨强度不够，在洗涤和运输过程中或作为餐具与西餐刀叉配合使用过程中，常因釉面耐磨性不足在釉面上会产生各种划痕、破损以及银灰色金属痕迹，这种划痕通常不能够被清洗去除，影响陶瓷釉面的外观和使用寿命，造成制品的一定的浪费。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种耐磨釉面的生产工艺及釉料。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种釉料，包括基础料和基础料1-5wt％的硅微粉添加剂；

所述基础料包括如下重量份原料：

钾长石25-30份、石英25-30份、煅烧高岭土7-12份、填充颗粒15-18份、硅灰石4-5份、氧化锌1-1.2份、硅酸锆20-22份、柱状高岭土15-20份、腐殖酸钠0.2-0.22份；

进一步地，填充颗粒通过如下步骤制备：

步骤S21、将二硼化钛和体积分数80％的乙醇水溶液混合，超声分散10min，加入聚乙烯吡咯烷酮酮得到悬浮液，向悬浮液中加入硝酸铝水溶液，用醋酸调节pH值为5-6，然后升温至60℃，搅拌1h，然后加入稀氨水，调节pH值为8-9，搅拌30min，得到胶体悬浮液；

步骤S22、将胶体悬浮液静置陈化12h，然后加入磷酸铝搅拌混合，然后通过高速离心机以6000r/min的速度进行离心，每次离心后倒掉废液，用蒸馏水和无水乙醇混合溶液反复清洗5次，洗涤结束后，在80℃、真空条件下干燥24h，干燥结束后，在1200℃、真空条件下煅烧1h脱水，得到填充颗粒。

进一步地，步骤S21中二硼化钛和乙醇水溶液的用量比为0.5g：10mL；硝酸铝水溶液的质量分数为10％；二硼化钛、硝酸铝水溶液的用量比为1g：30-40mL；聚乙烯吡咯烷酮的添加量为硝酸铝质量的3％。硝酸铝水溶液为九水合硝酸铝溶于水后制成，溶于水后发生水解，然后进入氢氧根，生成氢氧化铝胶体，并包覆在二硼化钛、磷酸铝表面，最后经过高温煅烧，发生脱水，生成氧化铝粉体，即为填充颗粒。填充颗粒中的二硼化钛在后续的煅烧过程中会被氧化成氧化硼和二氧化钛，对于细微裂缝具有修复效果，提高釉面完整性，提高表面耐磨效果。同时，氧化后的氧化硼和二氧化钛在熔融状态下可以起到黏合剂的作用，提高陶瓷坯体与釉料的结合效果。

进一步地，步骤S22中磷酸铝的添加量为胶体悬浮液质量的5-6％。填充颗粒中磷酸铝，磷酸铝进入釉料的硅酸盐网络结构中，磷酸铝中磷氧四面体中有一个带着双键的氧，是结构中的不对称中心，具有层状结构，便于阳离子进入。

进一步地，硅微粉添加剂通过如下步骤制备：

将载银硅微粉和无水乙醇混合，超声分散10-20min，得到悬浮液，在温度为60℃条件下，向悬浮液中加入含钛溶液，加完后，用硝酸调节pH值为2，搅拌反应5h，反应结束后，趁热过滤，用乙醇洗涤、在100℃条件下干燥至恒重，在350℃条件下煅烧2h，得到硅微粉添加剂。

进一步地，含钛溶液为钛酸正丁酯和异丙醇按照用量比1g：5mL混合而成；载银硅微粉、无水乙醇和含钛溶液的用量比为1g：5mL：2-3mL。硅微粉添加剂中利用载银硅微粉和含钛溶液为原料，通过载银硅微粉对二氧化钛进行负载，首先载银硅微粉具有优异的热稳定性和比表面面积，纳米二氧化钛具有超亲水和超亲油提高釉面的抗污和自洁性能，载银硅微粉具有强抗菌性，且不产生抗药性，负载二氧化钛后的硅微粉添加剂以及界面上Ti–O–Si键的形式存在，烧制后，以锐钛矿相存在，抗刮磨、耐酸碱，具有良好的去污功能。

进一步地，载银硅微粉通过如下步骤制备：

步骤S21、将十六烷基三甲氧基溴化铵和去离子水混合，加入氨水，在40℃条件下搅拌30min，然后加入硅酸四乙酯，在20℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，过滤、洗涤、烘干，得到介孔二氧化硅；其中，十六烷基三甲氧基溴化铵、去离子水、氨水和硅酸四乙酯的用量比为0.2g：140mL：4mL：1.3mL；

步骤S22、将介孔二氧化硅和无水乙醇混合，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，加热回流48h，得到氨基化二氧化硅；将氨基化二氧化硅、甲醇和硝酸银水溶液混合，在20℃条件下避光反应5h，然后加入硼氢化钠水溶液，反应30min，反应结束后，经过离心、洗涤、干燥，得到载银硅微粉；其中，介孔二氧化硅、无水乙醇和3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为20mg：60mL：60μL；氨基化二氧化硅、甲醇、硝酸银和硼氢化钠的用量比为40mg：20mL：20mg：30mg。

一种耐磨釉面的生产工艺，包括如下步骤：

第一步、将基础料和硅微粉添加剂混合，加入水，调节固含量为40-50％，加入球磨机中进行球磨，过300目筛，得到釉料；

第二步、将釉料在日用陶瓷坯体表面进行施釉，先置于空气中自然风干，再置于60-65℃下干燥，至水分含量为0.3-0.5％，得施釉坯体；

第三步、将施釉坯体置于碳化硅板上，置于辊道窑中升温至1180-1230℃，烧成周期为60-70min，烧成气氛为氧化气氛，自然冷却。

进一步地，施釉：选用浸釉、喷釉或淋釉方式中的一种。

本发明的有益效果：

本发明中利用填充颗粒在高温下应能较好的互相熔融，并且能保证一定的颗粒感，能均匀地覆盖在坯体表面，填充颗粒能填补硅微粉添加剂颗粒间的空隙，并保证一定的高温黏度，与硅微粉添加剂一起达到较好的防污、耐磨和易洁等效果。

耐磨釉面的硅酸盐网络结构中存在着由离子键合的碱金属离子组成的区域和共价键合的SiO₂构成的区域；填充颗粒中磷酸铝，磷酸铝进入釉料的硅酸盐网络结构中，磷酸铝中磷氧四面体中有一个带着双键的氧，是结构中的不对称中心，具有层状结构，便于阳离子进入；形成通的碱金属离子通道，碱金属离子的含量使其形成通的碱金属离子通道，碱金属离子通道均匀持续地扩散到釉层表面的水化层中与污架物发生离子交换反应，提高污染物的水溶性，使其在水流作用下很容易消除，从而提高其抗污特性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

制备硅微粉添加剂：

步骤S21、将十六烷基三甲氧基溴化铵和去离子水混合，加入氨水，在40℃条件下搅拌30min，然后加入硅酸四乙酯，在20℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，过滤、洗涤、烘干，得到介孔二氧化硅；其中，十六烷基三甲氧基溴化铵、去离子水、氨水和硅酸四乙酯的用量比为0.2g：140mL：4mL：1.3mL；

步骤S22、将介孔二氧化硅和无水乙醇混合，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，加热回流48h，得到氨基化二氧化硅；将氨基化二氧化硅、甲醇和硝酸银水溶液混合，在20℃条件下避光反应5h，然后加入硼氢化钠水溶液，反应30min，反应结束后，经过离心、洗涤、干燥，得到载银硅微粉；其中，介孔二氧化硅、无水乙醇和3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为20mg：60mL：60μL；氨基化二氧化硅、甲醇、硝酸银和硼氢化钠的用量比为40mg：20mL：20mg：30mg。

步骤S23、将载银硅微粉和无水乙醇混合，超声分散10min，得到悬浮液，在温度为60℃条件下，向悬浮液中加入含钛溶液，加完后，用硝酸调节pH值为2，搅拌反应5h，反应结束后，趁热过滤，用乙醇洗涤、在100℃条件下干燥至恒重，在350℃条件下煅烧2h，得到硅微粉添加剂；其中，含钛溶液为钛酸正丁酯和异丙醇按照用量比1g：5mL混合而成；载银硅微粉、无水乙醇和含钛溶液的用量比为1g：5mL：2mL。

实施例2

制备硅微粉添加剂：

步骤S21、将十六烷基三甲氧基溴化铵和去离子水混合，加入氨水，在40℃条件下搅拌30min，然后加入硅酸四乙酯，在20℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，过滤、洗涤、烘干，得到介孔二氧化硅；其中，十六烷基三甲氧基溴化铵、去离子水、氨水和硅酸四乙酯的用量比为0.2g：140mL：4mL：1.3mL；

步骤S22、将介孔二氧化硅和无水乙醇混合，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，加热回流48h，得到氨基化二氧化硅；将氨基化二氧化硅、甲醇和硝酸银水溶液混合，在20℃条件下避光反应5h，然后加入硼氢化钠水溶液，反应30min，反应结束后，经过离心、洗涤、干燥，得到载银硅微粉；其中，介孔二氧化硅、无水乙醇和3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量比为20mg：60mL：60μL；氨基化二氧化硅、甲醇、硝酸银和硼氢化钠的用量比为40mg：20mL：20mg：30mg。

步骤S23、将载银硅微粉和无水乙醇混合，超声分散20min，得到悬浮液，在温度为60℃条件下，向悬浮液中加入含钛溶液，加完后，用硝酸调节pH值为2，搅拌反应5h，反应结束后，趁热过滤，用乙醇洗涤、在100℃条件下干燥至恒重，在350℃条件下煅烧2h，得到硅微粉添加剂；其中，含钛溶液为钛酸正丁酯和异丙醇按照用量比1g：5mL混合而成；载银硅微粉、无水乙醇和含钛溶液的用量比为1g：5mL：3mL。

实施例3

制备填充颗粒：

步骤S21、将二硼化钛和体积分数80％的乙醇水溶液混合，超声分散10min，加入聚乙烯吡咯烷酮酮得到悬浮液，向悬浮液中加入硝酸铝水溶液，用醋酸调节pH值为5，然后升温至60℃，搅拌1h，然后加入稀氨水，调节pH值为8，搅拌30min，得到胶体悬浮液；其中，二硼化钛和乙醇水溶液的用量比为0.5g：10mL；硝酸铝水溶液的质量分数为10％；二硼化钛、硝酸铝水溶液的用量比为1g：30mL；聚乙烯吡咯烷酮的添加量为硝酸铝质量的3％；

步骤S22、将胶体悬浮液静置陈化12h，然后加入磷酸铝搅拌混合，然后通过高速离心机以6000r/min的速度进行离心，每次离心后倒掉废液，用蒸馏水和无水乙醇混合溶液反复清洗5次，洗涤结束后，在80℃、真空条件下干燥24h，干燥结束后，在1200℃、真空条件下煅烧1h脱水，得到填充颗粒；磷酸铝的添加量为胶体悬浮液质量的5％。

实施例4

制备填充颗粒：

步骤S21、将二硼化钛和体积分数80％的乙醇水溶液混合，超声分散10min，加入聚乙烯吡咯烷酮酮得到悬浮液，向悬浮液中加入硝酸铝水溶液，用醋酸调节pH值为6，然后升温至60℃，搅拌1h，然后加入稀氨水，调节pH值为9，搅拌30min，得到胶体悬浮液；其中，二硼化钛和乙醇水溶液的用量比为0.5g：10mL；硝酸铝水溶液的质量分数为10％；二硼化钛、硝酸铝水溶液的用量比为1g：40mL；聚乙烯吡咯烷酮的添加量为硝酸铝质量的3％；

步骤S22、将胶体悬浮液静置陈化12h，然后加入磷酸铝搅拌混合，然后通过高速离心机以6000r/min的速度进行离心，每次离心后倒掉废液，用蒸馏水和无水乙醇混合溶液反复清洗5次，洗涤结束后，在80℃、真空条件下干燥24h，干燥结束后，在1200℃、真空条件下煅烧1h脱水，得到填充颗粒；磷酸铝的添加量为胶体悬浮液质量的6％。

实施例5

一种耐磨釉面的生产工艺，包括如下步骤：

第一步、将基础料和实施例2制得的硅微粉添加剂混合，加入水，调节固含量为40％，加入球磨机中进行球磨，过300目筛，得到釉料；基础料包括如下重量份原料：钾长石25份、石英25份、煅烧高岭土7份、实施例4制得地填充颗粒15份、硅灰石4份、氧化锌1份、硅酸锆20份、柱状高岭土15份、腐殖酸钠0.2份；硅微粉添加剂的用量为基础料质量的1％；

第二步、选用浸釉的方式，用釉料在日用陶瓷坯体表面进行施釉，先置于空气中自然风干，再置于60℃下干燥，至水分含量为0.3％，得施釉坯体；

第三步、将施釉坯体置于碳化硅板上，置于辊道窑中升温至1180℃，烧成周期为60min，烧成气氛为氧化气氛，自然冷却。

实施例6

一种耐磨釉面的生产工艺，包括如下步骤：

第一步、将基础料和实施例2制得的硅微粉添加剂混合，加入水，调节固含量为45％，加入球磨机中进行球磨，过300目筛，得到釉料；基础料包括如下重量份原料：钾长石28份、石英28份、煅烧高岭土11份、实施例4制得地填充颗粒16份、硅灰石4.5份、氧化锌1.1份、硅酸锆21份、柱状高岭土18份、腐殖酸钠0.22份；硅微粉添加剂的用量为基础料质量的3％；

第二步、选用浸釉的方式，用釉料在日用陶瓷坯体表面进行施釉，先置于空气中自然风干，再置于65℃下干燥，至水分含量为0.3％，得施釉坯体；

第三步、将施釉坯体置于碳化硅板上，置于辊道窑中升温至1180℃，烧成周期为65min，烧成气氛为氧化气氛，自然冷却。

实施例7

一种耐磨釉面的生产工艺，包括如下步骤：

第一步、将基础料和实施例2制得的硅微粉添加剂混合，加入水，调节固含量为50％，加入球磨机中进行球磨，过300目筛，得到釉料；基础料包括如下重量份原料：钾长石30份、石英30份、煅烧高岭土12份、实施例4制得地填充颗粒18份、硅灰石5份、氧化锌1.2份、硅酸锆22份、柱状高岭土20份、腐殖酸钠0.22份；硅微粉添加剂的用量为基础料质量的5％；

第二步、选用浸釉的方式，用釉料在日用陶瓷坯体表面进行施釉，先置于空气中自然风干，再置于65℃下干燥，至水分含量为0.5％，得施釉坯体；

第三步、将施釉坯体置于碳化硅板上，置于辊道窑中升温至1230℃，烧成周期为70min，烧成气氛为氧化气氛，自然冷却。

对比例1

将实施例5中的硅微粉添加剂换成纳米二氧化硅，其余原料及制备过程保持不变。

对比例2

将实施例5中的基础料中的填充颗粒换成氧化铝，其余原料及制备过程保持不变。

利用实施例5-7和对比例1-2制得的样品进行抗污实验；

将实施例5-7和对比例1-2制得的样品，浸泡在污水中，污水中淤泥的含量为20％，静置72h，期间每隔8h搅动3min，结束后放尽污水，实施例5-7制得的样品污痕较淡；再普通淋浴喷头分别对准两个台盆污痕喷淋3min，对比观察喷淋清洗结果：对比例1-2制得的样品仍残留暗灰色的液线污痕；而实施例5-7制得的样品基本上清洗干净不留污痕。通过上述对比实验，可知，本发明的一种耐磨釉面具有良好的抗污效果。且实施例5-7的耐磨，经检测，样品12000转耐磨检测后表面完好。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种釉料，包括基础料；其特征在于，所述基础料包括如下重量份原料：钾长石25-30份、石英25-30份、煅烧高岭土7-12份、填充颗粒15-18份、硅灰石4-5份、氧化锌1-1.2份、硅酸锆20-22份、柱状高岭土15-20份、腐殖酸钠0.2-0.22份；

所述填充颗粒通过如下步骤制备：

步骤S21、将二硼化钛和体积分数80％的乙醇水溶液混合，超声分散10min，加入聚乙烯吡咯烷酮酮得到悬浮液，向悬浮液中加入硝酸铝水溶液，用醋酸调节pH值为5-6，然后升温至60℃，搅拌1h，然后加入稀氨水，调节pH值为8-9，搅拌30min，得到胶体悬浮液；

步骤S22、将胶体悬浮液静置陈化12h，然后加入磷酸铝搅拌混合，离心、洗涤，洗涤结束后，在80℃、真空条件下干燥24h，干燥结束后，在1200℃、真空条件下煅烧1h，得到填充颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种釉料，其特征在于，还包括基础料1-5wt％的硅微粉添加剂。

3.根据权利要求1所述的一种釉料，其特征在于，步骤S21中二硼化钛和乙醇水溶液的用量比为0.5g：10mL；硝酸铝水溶液的质量分数为10％；二硼化钛、硝酸铝水溶液的用量比为1g：30-40mL；聚乙烯吡咯烷酮的添加量为硝酸铝质量的3％。

4.根据权利要求1所述的一种釉料，其特征在于，步骤S22中磷酸铝的添加量为胶体悬浮液质量的5-6％。

5.根据权利要求2所述的一种釉料，其特征在于，硅微粉添加剂通过如下步骤制备：

将载银硅微粉和无水乙醇混合，超声分散10-20min，得到悬浮液，在温度为60℃条件下，向悬浮液中加入含钛溶液，加完后，用硝酸调节pH值为2，搅拌反应5h，反应结束后，趁热过滤，用乙醇洗涤、在100℃条件下干燥至恒重，在350℃条件下煅烧2h，得到硅微粉添加剂。

6.根据权利要求5所述的一种釉料，其特征在于，含钛溶液为钛酸正丁酯和异丙醇按照用量比1g：5mL混合而成；载银硅微粉、无水乙醇和含钛溶液的用量比为1g：5mL：2-3mL。

7.一种耐磨釉面的生产工艺，采用权利要求1-6任一项所述的釉料，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、将基础料和硅微粉添加剂混合，加入水，调节固含量为40-50％，加入球磨机中进行球磨，过300目筛，得到釉料；

第二步、将釉料在陶瓷坯体表面进行施釉，先置于空气中自然风干，再置于60-65℃下干燥，至水分含量为0.3-0.5％，得施釉坯体；

第三步、将施釉坯体置于碳化硅板上，置于辊道窑中升温至1180-1230℃，烧成周期为60-70min，烧成气氛为氧化气氛，自然冷却。

8.根据权利要求7所述的一种耐磨釉面的生产工艺，其特征在于，施釉选用浸釉、喷釉或淋釉方式中的一种。