一种陶瓷墨水用钴蓝色料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，包括如下步骤：S1.称取钴源、铝源、及硅源；S2.初步混合：将称取好的原料投入锥形混料机内进行初步混合；S3.打粉：将初步混合的原料投入在爪式打粉机内进一步混合均匀；S4.煅烧：打粉后的原料在1130℃~1200℃下煅烧2~3小时；S5.粉碎、细化：煅烧后的粗制品进行超细研磨处理，得到亚微米级的成品。本发明专利技术将钴源、铝源、硅源原料混合后通过固相反应法合成以CoO•Al2O3尖晶石和2 CoO•SiO2橄榄石为主的混合晶体，配方中Al2O3和SiO2在釉中可以形成低共熔点，这样可以避免色料对釉面的负面影响；同时发明专利技术人出乎意料地发现，制备的色料相比于比CoO•Al2O3尖晶石、2 CoO•SiO2橄榄石单独制备的色料，在釉中呈色能力显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷墨水用钴蓝色料及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷色料
，特别是涉及了一种陶瓷墨水用钴蓝色料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷制品的装饰经历了丝网印花、辊筒印花之后，在近几年又掀起了喷墨打印的高潮。喷墨打印技术已被称为我国陶瓷墙地砖印花技术的第三次革命，越来越多的国内陶瓷企业看好此发展方向。喷墨打印机较之丝网印花和辊筒印花，具有许多无可比拟的优势：由于是非接触式装饰，可以在任意凹凸表面进行装饰，产品因此更具个性化、逼真、细腻，更丰富的纹理变化。同时由于喷绘技术无需制网板，既节省时间，又提高效率，因此，在市场上极受欢迎，且市场发展空间极大。陶瓷墨水通常由无机非金属材料（色料、釉料、功能材料）、溶剂、分散剂、结合剂、表面活性剂及其它辅料构成。无机非金属材料（色料、釉料、功能材料）是墨水的核心物质，其颗粒粒度应小于1μm，颗粒尺寸分布较窄，具有较好的分散性和稳定性，受溶剂等其它物质的影响较小。蓝色是三大主要基色之一，许多中间色和复合色缺其不可，因而蓝色成为五彩缤纷色彩的主要组成部分。钴蓝色料是重要的尖晶石型蓝色色料，也可称为铝酸钴蓝。最简单的化学式为CoO•Al2O3，与其它的蓝色色料相比，具有优异的耐光性、耐候性、耐热性、耐化学腐蚀性、无毒等性能，因此广泛的应用于耐高温涂料、陶瓷、搪瓷、玻璃、塑料着色。但是以CoO•Al2O3尖晶石为主体的钴蓝色料中氧化铝含量占60wt%，由于氧化铝的熔点高达2045℃，这类钴蓝色料制备成的陶瓷墨水喷在釉面上时，釉面局部富集了过多的氧化铝导致釉面熔融温度提高，造成釉面出现不平整、起皱现象，影响釉面的美观。
技术实现思路
为了弥补已有技术的缺陷，本专利技术提供一种陶瓷墨水用钴蓝色料及其制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，包括如下步骤：S1.称取原料：按Co∶Al∶Si的摩尔比为(2~4):(2~2.5):(3~5)分别称取钴源、铝源、及硅源；S2.初步混合：将称取好的原料投入锥形混料机内进行初步混合；S3.打粉：将初步混合的原料投入在爪式打粉机内进一步混合均匀，使各原料之间充分接触；S4.煅烧：打粉后的原料在1130℃~1200℃下煅烧2~3小时；S5.粉碎、细化：煅烧后的粗制品进行超细研磨处理，得到亚微米级的成品。进一步地，所述钴源为氧化钴、碳酸钴或氢氧化钴。进一步地，所述铝源为氢氧化铝或煅烧氧化铝。进一步地，所述硅源为石英。进一步地，所述钴源经气流磨机加工至细度D100不超过10μm。进一步地，所述铝源经气流磨机加工至细度D100不超过5μm。进一步地，所述硅源经气流磨机加工至细度D100不超过10μm。进一步地，步骤S1中，所述原料还包括氧化镁和/或氧化锌。进一步地，步骤S1中，所述原料不包括矿化剂。本专利技术还提供由上述制备方法制备得到的陶瓷墨水用钴蓝色料。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将钴源、铝源、硅源原料混合后通过固相反应法合成以CoO•Al2O3尖晶石和2CoO•SiO2橄榄石为主的混合晶体，配方中Al2O3和SiO2在釉中可以形成低共熔点，这样可以避免色料对釉面的负面影响；同时专利技术人出乎意料地发现，在CoO•Al2O3尖晶石的基础上引入SiO2，形成CoO•Al2O3尖晶石和2CoO•SiO2橄榄石的混合结构，制备的色料相比于比CoO•Al2O3尖晶石、2CoO•SiO2橄榄石单独制备的色料，在釉中呈色能力显著提高。本专利技术利用高温煅烧固相反应法制备钴蓝色料，生产工艺简单，生产成本较低，更合适于陶瓷行业。本专利技术制备的钴蓝色料发色饱和度高，能够满足陶瓷墨水的要求。本专利技术制备的钴蓝色料的硬度低，有利于研磨成粒径更小的粉体；色料中不含矿化剂，不需要水洗。具体实施方式一种陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，包括如下步骤：S1.称取原料：所述原料包括钴源、铝源、及硅源。本专利技术中，所述原料中Co∶Al∶Si的摩尔比为(2~4):(2~2.5):(3~5)。本专利技术合理控制钴源、铝源、及硅源的比例，让铝和硅适当过量，制备得到的产品外观呈鲜蓝色，不会变黑。本专利技术中，所述钴源优选为氧化钴、碳酸钴或氢氧化钴，但不局限于此。所述钴源预先经气流磨机加工至细度D100不超过10μm，优选地，加工至细度D100小于7μm。本专利技术中，所述铝源优选为氢氧化铝或煅烧氧化铝，但不局限于此。所述铝源预先经气流磨机加工至细度D100不超过5μm，优选地，加工至细度D100小于3μm。本专利技术中，所述硅源优选为石英，但不局限于此。所述硅源预先经气流磨机加工至细度D100不超过10μm，优选地，加工至细度D100小于8微米。普通色料所用的原料的细度D100为40μm~60μm，其制备的色料的细度D100为25μm~40μm。由于陶瓷墨水需要将色料研磨至细度D100≤1μm，在研磨过程中会不断的破坏色料的结构，内部未能参与反应的原料就会裸露出来稀释原有的色料成分，这就会影响降低色料在釉中的呈色能力。根据固相反应法杨德尔、金斯特林格动力学表明，反应速率常数K值反比与颗粒半径平方；颗粒尺寸越小，反应体系比表面积越大，反应界面和扩散界面也相应增加。本专利技术中，从原材料开始就着手控制细度，由于所做色料的初始粒径较小，在墨水研磨过程中结构破坏少，从而提高了呈色能力。需要说明的是，本专利技术的原料不包括矿化剂。矿化剂可以促进色料基团的反应，降低色料合成的温度，现有的钴蓝色料一般都使用硼酸或硼砂作为矿化剂，而制备成陶瓷墨水要求色料的电导率尽可能低，由于矿化剂属于可溶性盐物质，含有矿化剂成分会大幅度提高色料的电导率，这就要求色料需要水洗才能用于制备陶瓷墨水；而已有的不使用矿化剂的钴蓝色料其煅烧温度主要集中在1250-1300℃之间，煅烧温度过高会降低色料的品质。本专利技术在CoO•Al2O3尖晶石的基础上引入SiO2，不采用矿化剂，不需要水洗，而煅烧温度降低为1130℃~1200℃，钴蓝色料的品质好。作为进一步改进，所述原料还包括氧化镁和/或氧化锌，原料中Co∶Al∶Si：Mg/Zn的摩尔比为(2~4):(2~2.5):(3~5):(0~5)。本专利技术中添加一定量的氧化镁和/或氧化锌，可以使发色更为鲜艳，同时其可以取代部分钴源，降低生产成本。S2.初步混合：将称取好的原料投入锥形混料机内进行初步混合；S3.打粉：将初步混合的原料投入在爪式打粉机内进一步混合均匀，使各原料之间充分接触；S4.煅烧：打粉后的原料进行煅烧；本专利技术中，煅烧的温度为1130℃~1200℃，煅烧的时间为2~3小时；更优选地，煅烧的温度为1150℃~1180℃。本专利技术的配方中不含有矿化剂，煅烧后不形成液相，且本专利技术中煅烧温度低，使得到的钴蓝色料硬度低，有利于研磨成粒径更小的粉体。S5.粉碎、细化：煅烧后的粗制品进行超细研磨处理，得到亚微米级的成品。本专利技术将钴源、铝源、硅源原料混合后通过固相反应法合成以CoO•Al2O3尖晶石和2CoO•Al2O3橄榄石为主的混合晶体，配方中Al2O3和SiO2在釉中可以形成低共熔点，这样可以避免色料对釉面的负面影响；同时专利技术人出乎意料地发现，在CoO•Al2O3尖晶石的基础上引入SiO2，形成CoO•Al2O3尖晶石和2CoO•SiO2橄榄石的混合结构，制备的色料相比于比CoO•本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1.称取原料：按Co∶Al∶Si的摩尔比为(2~4):(2~2.5):(3~5)分别称取钴源、铝源、及硅源；S2.初步混合：将称取好的原料投入锥形混料机内进行初步混合；S3.打粉：将初步混合的原料投入在爪式打粉机内进一步混合均匀，使各原料之间充分接触；S4.煅烧：打粉后的原料在1130℃~1200℃下煅烧2 ~3小时；S5.粉碎、细化：煅烧后的粗制品进行超细研磨处理，得到亚微米级的成品。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1.称取原料：按Co∶Al∶Si的摩尔比为(2~4):(2~2.5):(3~5)分别称取钴源、铝源、及硅源；S2.初步混合：将称取好的原料投入锥形混料机内进行初步混合；S3.打粉：将初步混合的原料投入在爪式打粉机内进一步混合均匀，使各原料之间充分接触；S4.煅烧：打粉后的原料在1130℃~1200℃下煅烧2~3小时；S5.粉碎、细化：煅烧后的粗制品进行超细研磨处理，得到亚微米级的成品。2.如权利要求1所述陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，其特征在于，所述钴源为氧化钴、碳酸钴或氢氧化钴。3.如权利要求1所述陶瓷墨水用钴蓝色料的制备方法，其特征在于，所述铝源为氢氧化铝或煅烧氧化铝。4.如权利要求1所述陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘位浪，曾令兰，
申请(专利权)人：佛山市高明丰霖新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44