一种纳米钙长石粉体、钙长石微晶熔块及透明微晶釉陶瓷砖制造技术

本发明专利技术涉及陶瓷材料领域，公开了一种纳米钙长石粉体、钙长石微晶熔块及透明微晶釉陶瓷砖。纳米钙长石粉体包括：0.1

【技术实现步骤摘要】
一种纳米钙长石粉体、钙长石微晶熔块及透明微晶釉陶瓷砖


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种纳米钙长石粉体、钙长石微晶熔块及透明微晶釉陶瓷砖。

技术介绍

[0002]透明釉在建陶生产中占据重要的地位。透明釉光滑易清洁的表面和良好的透明度使其被广泛应用于装饰层。然而，由于透明釉主要由非晶玻璃相组成，因而存在力学性能差和化学稳定性差的缺陷，这些缺陷会降低使用寿命，限制了透明釉在瓷砖中的应用。因此，提高透明釉的性能，特别是力学性能，是瓷砖行业的紧迫任务。
[0003]在目前的解决方案中，制备低光学散射的微晶透明釉无疑是最优的选择。从机理上来说，在釉料中生长晶体并且保证其透光性，主要有两个方法。其一，控制制备的晶体的尺寸比可见光的波长小很多，一般为≤30nm。但在釉料中制备纳米级晶体工艺参数控制复杂，且多需较长的成核和生长时间。因此在建陶生产中不适宜。其二，在釉料的玻璃相中生长出与玻璃折射率非常匹配的高耐磨晶体。钙长石(CaO
·
Al2O3·
2SiO2)作为陶瓷材料中常见的晶体，其折射率为1.57，与玻璃相接近，并且莫氏硬度6，拥有开发高硬度透明陶瓷釉的潜力。然而，由于目前建陶生产的低温快烧工艺导致了微晶釉中晶体生长困难且普遍尺寸较小。因此，如何在建陶低温快烧工艺下促进钙长石晶体的生成与长大具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种纳米钙长石粉体、钙长石微晶熔块及透明微晶釉陶瓷砖。本专利技术以溶胶
‑
>凝胶
‑
水热法制备纳米钙长石粉体作为晶核用于钙长石微晶熔块，并进一步在低温快烧工艺下制备出一种钙长石晶体尺寸大、发育良好的钙长石透明微晶釉陶瓷砖，陶瓷砖表面的透明微晶釉层不仅透光性好，且具有较高的硬度，耐磨性好。
[0005]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种纳米钙长石粉体，包括以下摩尔份数的原料：0.1
‑
0.3份硝酸铝，0.05
‑
0.15份硝酸钙，0.1
‑
0.3份正硅酸四乙酯，0.3
‑
0.8份酸，水5
‑
15份。
[0006]如
技术介绍
部分所述，现有技术中，通过在釉中析出尺寸≤30nm的晶体可获得透明微晶釉，然而该技术存在的问题是工艺参数控制复杂，且多需较长的成核和生长时间，因此在普遍采用低温快烧工艺的建陶生产中并不适宜。目前也可以控制釉中析出钙长石晶体获得透明微晶釉，但是因低温快烧条件限制钙长石晶体生长困难，尺寸普遍较小。本专利技术提供的上述配方适用于溶胶凝胶
‑
水热法制备纳米钙长石粉体，所得纳米钙长石粉体作为成核剂与钙长石微晶熔块配合，可在低温快烧工艺下制备得到钙长石晶体尺寸大、发育良好的透明微晶釉，该透明微晶釉不仅透光性好，且具有较高的硬度，耐磨性好。
[0007]作为优选，所述纳米钙长石粉体包括以下摩尔份数的原料：0.2份硝酸铝，0.1份硝酸钙，0.2份正硅酸四乙酯，0.6份柠檬酸，水10份。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种纳米钙长石粉体的制备方法，以mol和mL计，包括以下步骤：(1)将硝酸铝、硝酸钙和部分酸溶于部分水中得到溶液1。
[0009](2)将剩余酸和正硅酸四乙酯溶于部分水中得到溶液2；(3)将溶液1搅拌至完全溶解，同时将溶液2搅拌至正硅酸四乙酯完全水解，将溶液2加入溶液1中，混合搅拌后加碱调节pH为1.5
‑
2.5，继续搅拌直至形成凝胶。
[0010](4)将凝胶放入水热反应釜中，再加入剩余水，在180
‑
220℃下水热反应5
‑
16h，反应后取出产物，干燥。
[0011](5)对干燥后的产物进行煅烧，制得纳米钙长石粉体。
[0012]目前已报道的现有技术均只可制备出微米级的钙长石粉体。而本专利技术结合溶胶
‑
凝胶法和水热法的优点，可制备出结晶度高、形貌可控且粒径分布范围窄的纳米级钙长石粉体。其中，在上述制备工艺中，具有以下几个关键点：
①
步骤(3)中，混合溶液的pH需要严格控制在1.5
‑
2.5区间，若pH值太高或太低均不利于凝胶的形成，从而影响粉料的粒径，难以制备出纳米级的粉体；
②
步骤(4)中，本专利技术团队发现水热处理温度和时间尤为重要。在本专利技术优选范围之外的温度和时间均不利于纳米级钙长石粉体的结晶化，从而大大降低其作为成核剂的作用。其中：若温度太低或时间过短，会以无定型的形态出现，不能起到成核的作用；而温度太高或时间过长，虽然钙长石会以晶体存在，但此时钙长石晶体一方面会团聚，另一方面晶体尺寸会过大(微米级)，也同样无法很好地起到成核剂的作用。
[0013]作为优选，步骤(3)中，所述溶液2的搅拌温度为40
‑
70℃；所述溶液2与溶液1的混合搅拌时间为0.5
‑
3h。
[0014]作为优选，步骤(5)中，所述煅烧的温度为1100
‑
1300℃，时间为1
‑
3h。
[0015]作为优选，步骤(5)中，所得纳米钙长石粉体的粒度为400nm≤D90≤900nm。
[0016]第三方面，本专利技术提供了一种钙长石微晶熔块，包括以下质量百分数的原料：高岭土18
‑
24％，硅灰石42
‑
56％，滑石3
‑
5％，氧化铝1
‑
3％，石英粉6
‑
8％，钾长石7
‑
9％，氧化锌2
‑
5％，钠长石2
‑
4％。
[0017]除了开发出特定的纳米钙长石粉体成核剂外，本专利技术还同时开发出了与该成核剂配合的专用钙长石微晶熔块。为了保证釉中析出单一相的钙长石晶体，该钙长石微晶熔块配方与现有技术相比含有更多的CaO、Al2O3和SiO2成分，因此配方中高岭土(引入Al2O3和SiO2)和硅灰石(引入CaO和SiO2)的含量要远高于现有常规配方。
[0018]作为优选，所述钙长石微晶熔块包括以下质量百分数的原料：高岭土20％，硅灰石51％，滑石4％，氧化铝2％，石英粉7％，钾长石8％，氧化锌4％，钠长石4％。
[0019]第四方面，本专利技术提供了一种上述钙长石微晶熔块的制备方法，包括以下步骤：按配比称取各原料，将所有原料以球磨方式进行干混，然后经煅烧、淬冷后制得钙长石微晶熔块。
[0020]作为优选，所述煅烧的温度为1500
‑
1600℃，时间为1
‑
3h。
[0021]第五方面，本专利技术提供了一种透明微晶釉陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：(A)取纳米钙长石粉体与钙长石微晶熔块并混合，经湿法球磨得到釉浆。
[0022](B)采用喷釉或淋釉的方式将釉浆施于坯体表面，随后进行烧成，得到含有钙长石晶体的透明微晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米钙长石粉体，其特征在于：包括以下摩尔份数的原料：0.1
‑
0.3份硝酸铝，0.05
‑
0.15份硝酸钙，0.1
‑
0.3份正硅酸四乙酯，0.3
‑
0.8份酸，水5
‑
15份。2.如权利要求1所述的纳米钙长石粉体，其特征在于：包括以下摩尔份数的原料：0.2份硝酸铝，0.1份硝酸钙，0.2份正硅酸四乙酯，0.6份柠檬酸，水10份。3.一种如权利要求1或2所述纳米钙长石粉体的制备方法，其特征在于：以mol和mL计，包括以下步骤：（1）将硝酸铝、硝酸钙和部分酸溶于部分水中得到溶液1；（2）将剩余酸和正硅酸四乙酯溶于部分水中得到溶液2；（3）将溶液1搅拌至完全溶解，同时将溶液2搅拌至正硅酸四乙酯完全水解，将溶液2加入溶液1中，混合搅拌后加碱调节pH为1.5
‑
2.5，继续搅拌直至形成凝胶；（4）将凝胶放入水热反应釜中，再加入剩余水，在180
‑
220℃下水热反应5
‑
16 h，反应后取出产物，干燥；（5）对干燥后的产物进行煅烧，制得纳米钙长石粉体。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述溶液2的搅拌温度为40
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70℃；所述溶液2与溶液1的混合搅拌时间为0.5
‑
3 h。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，所述煅烧的温度为1100
‑
1300℃，时间为1
‑
3 h；所得纳米钙长石粉体的粒度为400 nm≤D90≤900nm。6.一种以权利要求1或2所述纳米钙长石粉体或权利要求3
‑
5之一所述制备方法获得的纳米钙长石粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹承鑫，王少华，李德发，朱爱余，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学德清诺贝尔陶瓷有限公司九江诺贝尔陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：