一种低温瓷及其制备方法与流程

文档序号:16099280发布日期:2018-11-27 23:55阅读:530来源:国知局

本发明属于陶瓷制备领域,具体涉及一种低温瓷及其制备方法。



背景技术:

陶瓷行业是能耗大户,在能源消耗中占了很大的比例,降低陶瓷生产能耗是陶瓷行业一项长期而重要的任务,在所有的能耗方式中,降低坯体的烧成温度,实现低温快烧是解决能耗过大的根本性办法,其优越性已在陶瓷界形成共识。

目前,德化陶瓷区所生产的普通日用陶瓷多采用传统的石英-长石-粘土三组分为基本组成物系,烧成温度基本在1280℃左右,这一物系的特点是原料来源丰富、价格低廉、加工性能优良、制品的理化性能良好,但现有的技术中不能实现低温快烧工艺,无法达到降低能耗的目的,尽管某些企业小幅度降低了坯体的烧成温度,但产品吸水率高,瓷坯强度低,无法达到日用瓷性能要求。



技术实现要素:

本发明的目的是克服现有技术的缺点,提供一种烧成温度低的低温瓷,另一目的是提供一种制备上述低温瓷的方法。

本发明采用如下技术方案:

一种低温瓷,包括低温坯体和低温釉料,

所述低温坯体包括以下重量份的原料:德化粘土23-27份、德化紫木节土8-12份、德化低温石25-35份、德化石灰石9-11份、德化白云石12-18份;

且低温坯体的化学组成如下:K2O:1.08-1.32%、Na2O:4.17-4.43%、CaO:4.59-5.59%、MgO:2.88-3.52%、Al2O3:14.85-18.15%、SiO2:57.9-64.52%、I.L:7.65-9.35%。

所述低温釉料包括以下重量份的原料:德化低温石25-35份、德化石灰石8-12份、德化石英22-28份、硼砂32-38份、德化高领土4-6份、分散剂1-3份、增稠剂1-2份。

进一步的,所述分散剂为硅酸钠、三硬脂酸甘油酯、乙烯基双硬脂酰胺、聚丙烯酸钠的一种或多种。

进一步的,所述增稠剂为羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种或多种。

以上任一项所述的一种低温瓷的制备方法,包括如下步骤:

(1)按低温坯体的原料配方称重配料,原料分别粉碎、混合、湿法球磨,制得低温坯浆;

(2)将釉料配方中的德化低温石、德化石灰石、德化石英和硼砂投入熔炼炉中,在1240-1260℃下熔炼成熔块,熔块淬水后与德化高领土、分散剂、增稠剂湿法球磨,制得低温釉料;

(3)使用步骤(1)制得的低温坯浆制成陶瓷坯体;

(4)将陶瓷坯体放入窑炉中,在420-450℃下素烧2-3h,获得陶瓷坯体;

(5)在陶瓷坯体表面施低温釉料;

(6)带陶瓷坯体表面的釉料干燥后放入窑炉中,在氧化气氛中烧制成型,烧成温度为1120-1140℃。

进一步的,所述步骤(6)中烧成控制如下:

低温阶段:窑炉内由常温升至300±10℃,烧窑时间50-70min;

分解氧化阶段:窑炉内升温至800±10℃,烧窑时间1.8-2.3小时,再升温至950±5℃,烧窑时间1.8-2.2小时;

高温烧成阶段:窑炉内温度控制在1120-1140℃,烧窑时间2-2.2小时;

自然冷却阶段:窑炉内冷却至30℃以下,冷却时间延长至12小时以上。

进一步的,所述步骤(2)中低温釉料湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨22-26小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.2-1.5:1.8-2。

进一步的,所述步骤(1)中低温坯浆湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨16-18小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.2-1.5:0.8-1。

进一步的,所述低温釉料的施釉方式为浸釉。

进一步的,所述低温釉料的浓度为30-40波美度。

进一步的,所述低温釉料的厚度为0.5-0.7mm。

由上述对本发明的描述可知,与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明利用德化硅灰石、德化低温石、德化白云石、德化紫木节土、德化粘土等原材料,通过合理配比使成瓷烧成温度降到1120℃,其原理是利用德化粘土、德化紫木节土、德化低温石、德化硅灰石和德化白云石,使泥料中的碱金属氧化物K2O、Na2O和碱土金属氧化CaO、MgO比例增加,低温时SiO2和Al2O3固相反应强烈,达到低温共熔效果,从而降低烧成温度,继而能节省大量能源;釉料中加入分散剂和增稠剂,使制得的釉料均匀,且浓度能达到所需的浓度。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

一种低温瓷,包括低温坯体和低温釉料,

低温坯体包括以下重量份的原料:德化粘土23-27份、德化紫木节土8-12份、德化低温石25-35份、德化石灰石9-11份、德化白云石12-18份;

且低温坯体的化学组成如下:K2O:1.08-1.32%、Na2O:4.17-4.43%、CaO:4.59-5.59%、MgO:2.88-3.52%、Al2O3:14.85-18.15%、SiO2:57.9-64.52%、I.L:7.65-9.35%。

低温釉料包括以下重量份的原料:德化低温石25-35份、德化石灰石8-12份、德化石英22-28份、硼砂32-38份、德化高领土4-6份、分散剂1-3份、增稠剂1-2份。

具体的,分散剂为硅酸钠、三硬脂酸甘油酯、乙烯基双硬脂酰胺、聚丙烯酸钠的一种或多种;增稠剂为羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素的一种或多种。

一种低温瓷的制备方法,包括如下步骤:

(1)按低温坯体的原料配方称重配料,原料分别粉碎、混合、湿法球磨,制得低温坯浆;

(2)将釉料配方中的德化低温石、德化石灰石、德化石英和硼砂投入熔炼炉中,在1240-1260℃下熔炼成熔块,熔块淬水后与德化高领土、分散剂、增稠剂湿法球磨,制得低温釉料;

(3)使用步骤(1)制得的低温坯浆制成陶瓷坯体;

(4)将陶瓷坯体放入窑炉中,在420-450℃下素烧2-3h,获得陶瓷坯体;

(5)在陶瓷坯体表面施低温釉料;

(6)带陶瓷坯体表面的釉料干燥后放入窑炉中,在氧化气氛中烧制成型,烧成温度为1120-1140℃,烧成控制如下:

低温阶段:窑炉内由常温升至300±10℃,烧窑时间50-70min;

分解氧化阶段:窑炉内升温至800±10℃,烧窑时间1.8-2.3小时,再升温至950±5℃,烧窑时间1.8-2.2小时;

高温烧成阶段:窑炉内温度控制在1120-1140℃,烧窑时间2-2.2小时;

自然冷却阶段:窑炉内冷却至30℃以下,冷却时间延长至12小时以上。

具体的,步骤(2)中低温釉料湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨22-26小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.2-1.5:1.8-2。

步骤(1)中低温坯浆湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨16-18小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.2-1.5:0.8-1。

低温釉料的施釉方式为浸釉。

低温釉料的浓度为30-40波美度。

低温釉料的厚度为0.5-0.7mm。

实施例1

一种低温瓷,包括低温坯体和低温釉料,

低温坯体包括以下重量份的原料:德化粘土23份、德化紫木节土12份、德化低温石35份、德化石灰石9份、德化白云石12份;

且低温坯体的化学组成如下:K2O:1.08%、Na2O:4.43%、CaO:4.59%、MgO:2.88%、Al2O3:14.85%、SiO2:64.52%、I.L:7.65%。

低温釉料包括以下重量份的原料:德化低温石35份、德化石灰石8份、德化石英22份、硼砂38份、德化高领土4份、硅酸钠1份、羟乙基纤维素1份。

一种低温瓷的制备方法,包括如下步骤:

(1)按低温坯体的原料配方称重配料,原料分别粉碎、混合、湿法球磨,制得低温坯浆;

(2)将釉料配方中的德化低温石、德化石灰石、德化石英和硼砂投入熔炼炉中,在1240℃下熔炼成熔块,熔块淬水后与德化高领土、分散剂、增稠剂湿法球磨,制得低温釉料;

(3)使用步骤(1)制得的低温坯浆制成陶瓷坯体;

(4)将陶瓷坯体放入窑炉中,在450℃下素烧3h,获得陶瓷坯体;

(5)在陶瓷坯体表面施低温釉料;

(6)带陶瓷坯体表面的釉料干燥后放入窑炉中,在氧化气氛中烧制成型,烧成温度为1140℃,烧成控制如下:

低温阶段:窑炉内由常温升至290℃,烧窑时间50min;

分解氧化阶段:窑炉内升温至810℃,烧窑时间1.8小时,再升温至945℃,烧窑时间2.2小时;

高温烧成阶段:窑炉内温度控制在1140℃,烧窑时间2.2小时;

自然冷却阶段:窑炉内冷却至30℃以下,冷却时间延长至12小时以上。

具体的,步骤(2)中低温釉料湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨26小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.5:2。

步骤(1)中低温坯浆湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨16小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.5:0.8。

低温釉料的施釉方式为浸釉。

低温釉料的浓度为40波美度。

低温釉料的厚度为0.7mm。

该低温瓷经试验获得如下的性能参数:

介电常数:5.3(1MHz)。

吸水率:0.48%。

密度:2.20g/cm3

通过上述的试验数据可知,本发明的低温瓷,密度小,重量轻,且利用德化粘土、德化紫木节土、德化低温石、德化硅灰石和德化白云石,使泥料中的碱金属氧化物K2O、Na2O和碱土金属氧化CaO、MgO比例增加,低温时SiO2和Al2O3固相反应强烈,达到低温共熔效果,降低了瓷具的介电常数,进而降低了瓷具的烧结温度,节省了燃料,降低了生产成本。

实施例2

一种低温瓷,包括低温坯体和低温釉料,

低温坯体包括以下重量份的原料:德化粘土27份、德化紫木节土8份、德化低温石25份、德化石灰石11份、德化白云石18份;

且低温坯体的化学组成如下:K2O:1.32%、Na2O:4.17%、CaO:5.59%、MgO:3.52%、Al2O3:18.15%、SiO2:57.9%、I.L:9.35%。

低温釉料包括以下重量份的原料:德化低温石25份、德化石灰石12份、德化石英28份、硼砂32份、德化高领土6份、硅酸钠1份、三硬脂酸甘油酯1份、聚丙烯酸钠1份、羟乙基甲基纤维素1份、羟丙基甲基纤维素1份。

一种低温瓷的制备方法,包括如下步骤:

(1)按低温坯体的原料配方称重配料,原料分别粉碎、混合、湿法球磨,制得低温坯浆;

(2)将釉料配方中的德化低温石、德化石灰石、德化石英和硼砂投入熔炼炉中,在1260℃下熔炼成熔块,熔块淬水后与德化高领土、分散剂、增稠剂湿法球磨,制得低温釉料;

(3)使用步骤(1)制得的低温坯浆制成陶瓷坯体;

(4)将陶瓷坯体放入窑炉中,在430℃下素烧2.5h,获得陶瓷坯体;

(5)在陶瓷坯体表面施低温釉料;

(6)带陶瓷坯体表面的釉料干燥后放入窑炉中,在氧化气氛中烧制成型,烧成温度为1130℃,烧成控制如下:

低温阶段:窑炉内由常温升至310℃,烧窑时间70min;

分解氧化阶段:窑炉内升温至790℃,烧窑时间2.3小时,再升温至955℃,烧窑时间1.8小时;

高温烧成阶段:窑炉内温度控制在1130℃,烧窑时间2.1小时;

自然冷却阶段:窑炉内冷却至30℃以下,冷却时间延长至12小时以上。

具体的,步骤(2)中低温釉料湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨22小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.2:1.8。

步骤(1)中低温坯浆湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨18小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.2:1。

低温釉料的施釉方式为浸釉。

低温釉料的浓度为30波美度。

低温釉料的厚度为0.5mm。

该低温瓷经试验获得如下的性能参数:

介电常数:5.05(1MHz)。

吸水率:0.46%。

密度:2.16kg/dm3

通过上述的试验数据可知,本发明的低温瓷,密度小,重量轻,且利用德化粘土、德化紫木节土、德化低温石、德化硅灰石和德化白云石,使泥料中的碱金属氧化物K2O、Na2O和碱土金属氧化CaO、MgO比例增加,低温时SiO2和Al2O3固相反应强烈,达到低温共熔效果,降低了瓷具的介电常数,进而降低了瓷具的烧结温度,节省了燃料,降低了生产成本。

实施例3

一种低温瓷,包括低温坯体和低温釉料,

低温坯体包括以下重量份的原料:德化粘土25份、德化紫木节土10份、德化低温石30份、德化石灰石10份、德化白云石15份;

且低温坯体的化学组成如下:K2O:1.2%、Na2O:4.3%、CaO:5.1%、MgO:3.2%、Al2O3:16.5%、SiO2:61.2%、I.L:8.5%。

低温釉料包括以下重量份的原料:德化低温石30份、德化石灰石10份、德化石英25份、硼砂35份、德化高领土5份、乙烯基双硬脂酰胺1份、聚丙烯酸钠1份、羟乙基纤维素0.8份、羟乙基甲基纤维素0.5份、羟丙基甲基纤维素0.3份。

一种低温瓷的制备方法,包括如下步骤:

(1)按低温坯体的原料配方称重配料,原料分别粉碎、混合、湿法球磨,制得低温坯浆;

(2)将釉料配方中的德化低温石、德化石灰石、德化石英和硼砂投入熔炼炉中,在1250℃下熔炼成熔块,熔块淬水后与德化高领土、分散剂、增稠剂湿法球磨,制得低温釉料;

(3)使用步骤(1)制得的低温坯浆制成陶瓷坯体;

(4)将陶瓷坯体放入窑炉中,在420℃下素烧2h,获得陶瓷坯体;

(5)在陶瓷坯体表面施低温釉料;

(6)带陶瓷坯体表面的釉料干燥后放入窑炉中,在氧化气氛中烧制成型,烧成温度为1120℃,烧成控制如下:

低温阶段:窑炉内由常温升至300℃,烧窑时间60min;

分解氧化阶段:窑炉内升温至800℃,烧窑时间2小时,再升温至950℃,烧窑时间2小时;

高温烧成阶段:窑炉内温度控制在1120℃,烧窑时间2小时;

自然冷却阶段:窑炉内冷却至30℃以下,冷却时间延长至12小时以上。

具体的,步骤(2)中低温釉料湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨24小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.3:1.9。

步骤(1)中低温坯浆湿球磨时候,原料在球磨机中湿法研磨17小时,研磨介质为水,原料:球:水=1:1.3:0.9。

低温釉料的施釉方式为浸釉。

低温釉料的浓度为35波美度。

低温釉料的厚度为0.6mm。

该低温瓷经试验获得如下的性能参数:

介电常数:4.8(1MHz)。

吸水率:0.43%。

密度:2.10kg/dm3

通过上述的试验数据可知,本发明的低温瓷,密度小,重量轻,且利用德化粘土、德化紫木节土、德化低温石、德化硅灰石和德化白云石,使泥料中的碱金属氧化物K2O、Na2O和碱土金属氧化CaO、MgO比例增加,低温时SiO2和Al2O3固相反应强烈,达到低温共熔效果,降低了瓷具的介电常数,进而降低了瓷具的烧结温度,节省了燃料,降低了生产成本。

本申请书中,I.L指烧失量。

以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能以此限定本发明实施的范围,即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

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