一种高性能耐磨陶瓷材料及其制备工艺的制作方法

本发明属于陶瓷，具体涉及一种高性能耐磨陶瓷材料及其制备工艺。

背景技术：

1、卫生陶瓷是卫生间、厨房和试验室等场所用的带釉陶瓷制品，也称为洁具。但是卫生陶瓷不同于装饰性瓷器，在使用过程中经常洗刷、磨损，老化现象较明显，造成卫生陶瓷的光泽度减低、颜色变淡，严重缩短了卫生陶瓷的使用寿命。而卫生陶瓷的品质最关键在于釉面层，釉料组成成分对釉面层的性能具有较大的影响。因而，通过对陶瓷釉料改进来提高卫生陶瓷的耐磨性相当重要。

2、公开号为cn113185126a的专利申请公开了一种高耐磨卫生陶瓷及其制备方法，该卫生陶瓷包括胚体和釉面层；所述釉面层的釉料包括以下重量份的组分：石英27-32份、钾长石23-28份、氧化锌3-5份、方解石12-15份、白云石7-8份、硅酸锆7-9份、氧化铝1.5-2.5份、苏州土5-7份、熔块2.5-3.5份、改性叶腊石粉10-15份。该配方中的方解石和白云石相互配合能够有效促进石英溶解和莫来石晶体的形成；氧化锌还能起到助熔的作用，与方解石、白云石配合使用，能够有效提高釉面层的光泽度和耐磨性能。但该配方中添加了较多白云石和方解石，在烧制过程中分解，排出二氧化碳气体，在釉面冷却过程中，导致气体在釉表面凝固形成毛孔，釉面不够光滑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高性能耐磨陶瓷材料及其制备工艺，以解决陶瓷材料耐磨性较差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种高性能耐磨陶瓷材料，包括坯体和釉面，所述釉面由釉料在坯体表面烧制后得到，所述釉料包括矿物原料、抗菌剂、分散剂和烧结助剂；所述矿物原料包括如下重量份原料：石英25-30份、氧化锌1.5-2份、硅酸锆7-8份、钾长石23-28份、方解石7-9份、白云石3-5份、硅灰石14-15份、煅烧高岭土5-8份、809熔块3-5份和烧滑石3-5份；为提高陶瓷材料的性能，本发明中添加了较少比例的方解石和白云石，通过引入抗菌剂和烧结助剂提升釉面的耐磨性能。

4、所述烧结助剂为稀土金属氧化物；所述稀土金属氧化物的用量为矿物原料重量的2％-4％；

5、所述分散剂的用量为矿物原料重量的0.2％-0.3％；

6、所述抗菌剂为银系抗菌剂，所述抗菌剂的添加量为矿物原料重量的8％-10％。

7、作为本发明进一步优选的方案，所述分散剂为羧甲基纤维素。

8、作为本发明进一步优选的方案，所述稀土金属氧化物为氧化钇和氧化镧中的一种。

9、作为本发明进一步优选的方案，抗菌剂通过如下步骤制备：

10、将磷酸银加入氧化铝溶胶中搅拌混合，60℃真空干燥至恒重，得到抗菌剂。该抗菌剂是在磷酸银表面形成了一层凝胶膜，再经过高温烧结，相当于在磷酸银表面包覆了一层凝胶层。

11、作为本发明进一步优选的方案，磷酸银和氧化铝溶胶的质量比为1：4-5。

12、作为本发明进一步优选的方案，所述氧化铝溶胶通过如下步骤制备：

13、将异丙醇铝和水混合，水解3-4h，加入硝酸调节体系为弱酸性ph值为4-5，搅拌分散后在90℃条件下陈化，得到氧化铝溶胶。

14、作为本发明进一步优选的方案，异丙醇铝和水的用量比为1g：20ml。

15、一种高性能耐磨陶瓷材料的制备工艺，包括如下步骤：

16、第一步、根据釉料组成称量各种原料，进行球磨，球磨后过筛并除铁，获得釉料；

17、第二步、将釉料施在卫生陶瓷坯体表面，厚度为0.8-1.2mm，烘干后进行烧制，烧制后得到一种高性能耐磨陶瓷材料。

18、作为本发明进一步优选的方案，球磨时料∶球∶水＝1：2：0.8，球磨后过200目筛。

19、作为本发明进一步优选的方案，其特征在于，烧制温度为1280-1300℃。

20、本发明的有益效果：

21、本发明制备了一种高性能耐磨陶瓷材料，该陶瓷材料中通过调整矿物原料、抗菌剂、分散剂和烧结助剂的比例，优化配方，提高了陶瓷材料的耐磨性，并通过引入稀土金属氧化物作为烧结助剂细化晶粒、提高釉面层致密度，从而进一步提高卫生陶瓷的耐磨性能；通过引入抗菌剂赋予陶瓷材料抗菌性能。

22、为进一步提高耐磨材料的抗菌性能，本发明的陶瓷材料的原料中添加了自制的抗菌剂，该抗菌剂由磷酸银与氧化铝溶胶混合后干燥得到，先进行包覆后可以解决磷酸银分散性较差的问题，另一方面经过氧化铝溶胶包覆后可以改善磷酸银界面的结合强度，在稀土金属氧化物的促进作用下原位形成堇青石相；另外，在高温烧制过程中抗菌剂的稳定性差，磷酸银表面形成的保护层可以改善容易发生烧毁的问题，提高抗菌剂的抗菌稳定性，其中氧化铝溶胶在烧结过程中与二氧化硅(来源于矿石原料)参与形成玻璃网络的形成，使得釉面结构致密，进而提高釉面的耐磨性能。

技术特征：

1.一种高性能耐磨陶瓷材料，包括坯体和釉面，其特征在于，所述釉面由釉料在坯体表面烧制后得到，所述釉料包括矿物原料、抗菌剂、分散剂和烧结助剂；所述矿物原料包括如下重量份原料：石英25-30份、氧化锌1.5-2份、硅酸锆7-8份、钾长石23-28份、方解石7-9份、白云石3-5份、硅灰石14-15份、煅烧高岭土5-8份、809熔块3-5份和烧滑石3-5份；

2.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨陶瓷材料，其特征在于，所述分散剂为羧甲基纤维素。

3.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨陶瓷材料，其特征在于，所述稀土金属氧化物为氧化钇和氧化镧中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨陶瓷材料，其特征在于，抗菌剂通过如下步骤制备：

5.根据权利要求4所述的一种高性能耐磨陶瓷材料，其特征在于，磷酸银和氧化铝溶胶的质量比为1：4-5。

6.根据权利要求4所述的一种高性能耐磨陶瓷材料，其特征在于，所述氧化铝溶胶通过如下步骤制备：

7.根据权利要求1所述的一种高性能耐磨陶瓷材料，其特征在于，异丙醇铝和水的用量比为1g：20ml。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的高性能耐磨陶瓷材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种高性能耐磨陶瓷材料的制备工艺，其特征在于，球磨时料∶球∶水＝1：2：0.8，球磨后过200目筛。

10.根据权利要求8所述的一种高性能耐磨陶瓷材料的制备工艺，其特征在于，烧制温度为1280-1300℃。

技术总结
本发明公开了一种高性能耐磨陶瓷材料及其制备工艺，属于陶瓷技术领域，该陶瓷材料包括坯体和釉面，所述釉面由釉料在坯体表面烧制后得到，所述釉料包括矿物原料、抗菌剂、分散剂和烧结助剂；所述矿物原料包括如下重量份原料：石英25‑30份、氧化锌1.5‑2份、硅酸锆7‑8份、钾长石23‑28份、方解石7‑9份、白云石3‑5份、硅灰石14‑15份、煅烧高岭土5‑8份、809熔块3‑5份和烧滑石3‑5份；所述烧结助剂为稀土金属氧化物，所述抗菌剂为银系抗菌剂；通过优化配方，引入稀土金属氧化物作为烧结助剂细化晶粒、提高釉面层致密度，通过引入抗菌剂赋予陶瓷材料抗菌性能，并提高卫生陶瓷的耐磨性能。

技术研发人员：简伟权,张向龙,简伟锐,丁光达
受保护的技术使用者：开平金牌洁具有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/16