一种自增强陶瓷冷釉及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种自增强陶瓷冷釉及其制备方法，采用磷酸盐或者多聚磷酸盐、偏高领土、二氧化硅、氧化锌、水玻璃、碱性化合物、水等原料，按其重量份数共混，然后在机械搅拌器搅拌下均匀成料浆，将料浆均匀的涂抹在需要装饰的坯体上，在常温或低温(40～100℃)下干燥。本发明专利技术所述的配方和制备方法得到的冷釉料，适用于各种瓷质坯体的补釉,成釉后与瓷体界面结合良好，具有优异的力学性能，其抗压强度达到150MPa以上，而且瓷件釉面光滑，色泽白灰清透，表面无缺陷，满足市场需求。本发明专利技术中的自增强型陶瓷冷釉与传统釉料生产工艺相比，具有工艺简单、节约能源、保护环境、成本低、易于操作等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种自增强陶瓷冷釉及其制备方法
本专利技术涉及一种自增强陶瓷冷釉及其制备方法，属于无机非金属胶凝材料领域。
技术介绍
“釉”是覆盖在陶瓷坯体表面上的富有光泽度玻璃状薄层，其功能不仅具有装饰作用，而且能改善坯体表面的物理和化学性能，提高制品的硬度、增加其热稳定性。基于釉在陶瓷制品上的作用，釉料在陶瓷行业的重要性在不断突出和增强，直接影响陶瓷制品的品质和成本。传统的制釉技术需要在高温条件下烧成(～1350℃)，烧成周期较长(14-16小时)，尽管此法制备的釉层具有强的力学性能和高的光泽度，但是技术条件苛刻、能耗居高不下，不符合节能环保的要求。如何降低釉层的烧制温度和制作周期，一直是面临着很大的挑战。一些低温烧结技术也开始应用于陶瓷“釉”的制备。采用的原材料以氧化锌和二氧化硅为主，二氧化钛作为成核剂，结晶釉的烧成温度可以在1150℃-1200℃完成，周期较短(50-60分钟)(刘阳，等.中国陶瓷，2007，43(8)，36-37；陈淑刚等，硅酸盐通报，2013，32(8)，1661-1665)。而如果在原料中添加氧化铬或者氧化铅等物质，将会使结晶温度进一步降低，釉的烧成温度在800～900℃之间就可以完成(汪永清，陶瓷学报，2009，30(3)，341-344；谷菲菲等，中国陶瓷，2010，46(8)，51-53)。但是，就目前的研究来看，要想进一步降低成釉的温度、而有效地节约能源、降低燃耗、提高生产效率，就需要开发新型釉层材料，在陶瓷坯体上超低温成釉(0～100℃)，同时需要满足釉层强的力学性能。但是，我们发现低温成釉技术造成的后果是釉层的抗压强度比较低(100MPa)，降低了陶瓷制品的使用性能，因此需要对釉层进行力学增强。增强地质聚合物力学性能最常用的方法就是向地质聚合物中添加增强材料，譬如沙子，钢丝，碳纤维、聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维及棉纤维等。虽然增强材料的添加对地质聚合物的力学性能有不同程度的改善，但是增强材料的添加，导致原材料的成本提高、工艺复杂化。因此，如果在地质聚合物制备或形成过程中，通过自身的化学反应，形成与常规地质聚合物不同的结构，利用自身结构的变化，进行自增强，将会有利于开发简易、低成本、高性能的地质聚合物材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种自增强陶瓷冷釉及其制备方法，该陶瓷冷釉能够在不超过100℃的条件下形成于陶瓷胚体表面，成釉后与瓷体结合良好，具有优异的力学性能，抗压强度达到150MPa以上，同时瓷件釉面光滑。本专利技术为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：本专利技术提供的一种自增强陶瓷冷釉及其制备方法为：一种自增强陶瓷冷釉，其原料按重量份数计包括：磷酸盐和或多聚磷酸盐0.1-2份、偏高岭土1-4份、二氧化硅1～8份、氧化锌1-8份、液体水玻璃1～3份、碱性化合物0.5～2份、水1～10份。按上述方案，所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸铝等中的一种或几种按任意比例的混合物。按上述方案，所述多聚磷酸盐为三聚磷酸钠及三聚磷酸铝等中的一种或几种按任意比例的混合物。按上述方案，所述偏高岭土、二氧化硅、氧化锌的粒径均不超过250目。优选地，所述偏高岭土的粒径在250～8000目范围内。优选地，所述二氧化硅、氧化锌的粒径均在250目～8000目范围内。按上述方案，所述液态水玻璃为工业水玻璃，模数为1～4，型号可选自有液-1水玻璃(3.5-3.7)、液-2水玻璃(3.1-3.4)、液-3水玻璃(2.6-2.9)、液-4水玻璃(2.2-2.5)等中的一种。按上述方案，所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾及碳酸钠等中的一种。上述自增强陶瓷冷釉的制备方法，将上述原料搅拌均匀成为料浆后，均匀涂抹在陶瓷坯体上，干燥后即在陶瓷坯体表面形成陶瓷冷釉。上述自增强陶瓷冷釉的制备方法，具体包括如下步骤：(1)按重量份数计，准备原料磷酸盐和或多聚磷酸盐0.1-2份、偏高岭土1-4份、二氧化硅1～8份、氧化锌1-8份、液体水玻璃1～3份、碱性化合物0.5～2份、水1～10份。(2)将步骤(1)准备好的原料共混搅拌1～2h，形成混合浆料；(3)将混合浆料涂刷或喷射到陶瓷坯体上，常温放置3天以上或者在40～100℃的养护箱里放置1～5天进行干燥，即在陶瓷坯体表面形成陶瓷冷釉。本专利技术主要是利用偏高岭土向冷釉材料的转变过程自身化学反应催生的第二相呈颗粒状分布，引起力学增强机制，改善釉层力学性能。具体机制如下：一方面磷酸盐或多聚磷酸盐水解产生H+，促进冷釉的形成；另一方面，磷酸盐或多聚磷酸盐的水解后，与基体结合形成第二相颗粒物，均匀分布在釉里，这种自身化学反应形成的结构增强作用，是一种自身结构变化引起的自增强作用，其增强效果类似于传统的增强剂添加效应，极大的改善了成型后的釉层力学性能，达到自增强效果。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术所述自增强陶瓷冷釉适用于各种瓷质坯体的补釉，成釉后与瓷体结合良好，具有优异的力学性能，抗压强度达到150MPa以上，同时瓷件釉面光滑，表面无缺陷，满足市场需求；2)本专利技术利用磷酸盐或多聚磷酸盐水解产生H+，促进冷釉的形成，因此，成型速度快，无需高温烧结，具有工艺简单、节约能源、保护环境等优点；3)本专利技术还利用磷酸盐或多聚磷酸盐的水解后，与基体结合形成第二相颗粒物，均匀分布在釉里，这些颗粒物相有利于改善釉层力学性能，利用这种自身结构变化引起的自增强作用，极大的改善了成型后的釉层力学性能，达到自增强效果，具有较高的经济效益和社会效益。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术不仅仅局限于下面的实施例。实施例1一种自增强陶瓷冷釉，其制备方法包括如下步骤：(1)按重量份数计，准备原料三聚磷酸铝0.1份、250目的偏高岭土1份、8000目的二氧化硅1份、4000目的氧化锌1份、液态水玻璃(模数3.1～3.4)1份、氢氧化钠0.5份、水1份；(2)将步骤(1)准备好的原料共混搅拌1h，形成混合浆料；(3)将混合浆料涂刷或喷射到陶瓷坯体上，在40℃的养护箱里放置5天进行干燥，即在陶瓷坯体表面形成陶瓷冷釉。抗压强度测试：本实施例制备的陶瓷坯体表面的冷釉成釉后与瓷体结合良好，瓷件釉面光滑，色泽白灰清透，表面无缺陷，釉层抗压强度为162MPa。实施例2一种自增强陶瓷冷釉，其制备方法包括如下步骤：(1)按重量份数计，准备原料三聚磷酸钠2份、8000目偏高岭土4份、2000目二氧化硅8份、5000目氧化锌8份，液-1水玻璃(3.5-3.7)3份、氢氧化钾2份、水10份；(2)将步骤(1)准备好的原料共混搅拌2h，形成混合浆料；(3)将混合浆料涂刷或喷射到陶瓷坯体上，在常温下放置4天进行干燥，即在陶瓷坯体表面形成陶瓷冷釉。抗压强度测试：本实施例制备的陶瓷坯体表面的冷釉成釉后与瓷体结合良好，瓷件釉面光滑，色泽白灰清透，表面无缺陷，釉层抗压强度为152MPa。实施例3一种自增强陶瓷冷釉，其制备方法包括如下步骤：(1)按重量份数计，准备原料磷酸二氢铝1份、2000目偏高岭土3份、8000目二氧化硅4份、5000目氧化锌4份，液-3水玻璃(2.6-2.9)2份、碳酸钠1份、水5份；(2)将步骤(1)准备好的原料共混搅拌1.5h，形成混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于它的原料按重量份数计包括：磷酸盐和或多聚磷酸盐0.1‑2份、偏高岭土1‑4份、二氧化硅1～8份、氧化锌1‑8份、液体水玻璃1～3份、碱性化合物0.5～2份、水1～10份。

【技术特征摘要】
1.一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于它的原料按重量份数计由磷酸盐和或多聚磷酸盐0.1-2份、偏高岭土1-4份、二氧化硅1~8份、氧化锌1-8份、液体水玻璃1~3份、碱性化合物0.5~2份、水1~10份组成。2.根据权利要求1所述的一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于所述磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸铝中的一种或几种按任意比例的混合物。3.根据权利要求1所述的一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于所述多聚磷酸盐为三聚磷酸钠及三聚磷酸铝中的一种或两种按任意比例的混合物。4.根据权利要求1所述的一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于所述偏高岭土的粒径为250~8000目。5.根据权利要求1所述的一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于所述二氧化硅、氧化锌的粒径均为250目~8000目。6.根据权利要求1所述的一种自增强陶瓷冷釉，其特征在于所述液体水玻璃为工业水玻璃，模数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜飞鹏，谢岁岁，张芳，李晶晶，胡双峰，张云飞，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42