專利名稱：低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑，制作成陶瓷顏料用于陶瓷裝飾。
技術(shù)背景陶瓷制品最為廣泛的裝飾方法是釉上彩，通常，釉上彩都是在750 85(TC的較低溫度下 使用，所以傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中需要在顏料熔劑中加入30 50%的氧化鉛以使陶瓷釉上顏料的 燒烤溫度范圍寬且發(fā)色純正。如加入硒、鎘色劑又以獨(dú)特絢麗的大紅、桔紅、檸檬黃等色彩 成為陶瓷制品裝飾領(lǐng)域不可或缺的色系，但鉛、鎘類陶瓷顏料在生產(chǎn)和使用過(guò)程中，對(duì)大氣、 水資源的污染和對(duì)人體的傷害已經(jīng)引起世人關(guān)注，尤其是餐具、飲具表面的鉛、鎘溶出是潛 在的致癌物質(zhì)，對(duì)人們的健康構(gòu)成威脅。為減少和根除鉛、鎘等重金屬的毒害，國(guó)內(nèi)外陶瓷 裝飾業(yè)的科研及生產(chǎn)部門一直做著不懈的努力。英國(guó)專利CB2250285A中發(fā)明了一種無(wú)鉛的陶瓷顏料熔劑，它的摩爾百分組成為Si02 50 70%、 Bi203 10 40%、 A1203 3 30%、 B20 0 15%、 Li20 0 10%、 Na20 0 10%、 K20 0 10%、 MgO 0 5%、 CaO 0 腦、ZnO 0 腦、Zr02 0 5%、 Ti02 0 5%、 Sn02 0 5%、 Mo03 0 3%、稀土0 3%。中國(guó)專利CN1044595C中發(fā)明了無(wú)鉛、無(wú)鎘釉上顏料的熔劑摩爾百分組成Si02 55 80 %、 Bi203 1 8. 5%、 B203 3 15%、 A1203 1 9%、 K20 1 9%、 Na20 0 9%、 Li20 0 9%、 Ba0 0 4%、 Sr0 0 4%、 ZrSi04 1. 5 12%、 Sn02 0. 3 8. 5% 、 La203 0 1%、 Mg00 3%、 CaO 0 6%、 ZnO 0 4%、 Ti02 0 3%。這兩項(xiàng)專利從熔劑的構(gòu)成不難看出，為了代替氧化鉛、氧化鎘所賦予陶瓷釉上顏料溫度 低、光亮的特點(diǎn)，都不同程度的應(yīng)用了熔點(diǎn)低的BiA。但鉍不僅也有毒性，而且81203的引入 還存在下列不足之處① 化學(xué)穩(wěn)定性變差BiA的引入容易導(dǎo)致玻璃分相，不易形成均勻的玻璃體，造成熔劑結(jié)構(gòu)疏松，因而影響 化學(xué)穩(wěn)定性。耐酸、耐堿侵蝕的性能也會(huì)下降。② BiA的加入會(huì)導(dǎo)致色劑呈色不純正。③ 熱膨脹系數(shù)偏高，導(dǎo)致與陶瓷釉的膨脹系數(shù)不匹配，容易引起"爆瓷"等缺陷。④Bi^的價(jià)格較高，導(dǎo)致產(chǎn)品成本增加，影響市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。并且現(xiàn)有的釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料中的熔劑適應(yīng)性較差， 一般情況下，不同的色劑需要 配用不同的熔劑，熔劑品種多，給生產(chǎn)帶來(lái)極大的不便。從實(shí)踐中看，750 850'C的使用溫度仍然偏高，降低使用溫度，減少能源消耗，降低生 產(chǎn)成本，也是企業(yè)一直不斷追求的目標(biāo)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑，無(wú)鉛無(wú)鎘無(wú)毒性，安全可 靠，又化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)色劑適應(yīng)性廣，呈色純正，色彩艷麗，光澤度高，質(zhì)量好，且使用 溫度低，能源消耗少，生產(chǎn)成本低。本發(fā)明所述的低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑，其配料重量百分組成為Si02 20 40%、 SrC03 3 15%、 B203 10 30%、 A1203 1 5%、 Na20 1 5%、 K20 1 5%、 Li2C03 1 8%、 ZnO 2 10%、 Zr02 1 5%、 Sn02 1 5%、 Ti02 0 5%、 Ba2C03 0 5%、 CaC03 0 5%、 MgC03 0~ 5%、 Ce02 1 5%和Y203 1~5%。最佳組成為Si02 25 40%、 SrC03 3 ~8%、 B203 10 20%、 A1203 1 5%、 Na20 1 5 %、 K20 1 5%、 Li2C03l 8%、 Zn0 3 8%、 Zr02l 5%、 Sn021 5%、 Ti02 0 5%、 Ba2C03 0 5%、 CaC03 0 5%、 MgC03 0 4%、 Ce021 5%和Y203 1 5%。與通常的熔劑制備方法相同，將購(gòu)買的所需原料按比例混合均勻，經(jīng)1250 1350'C溫度 熔融、水淬、烘干即可。本發(fā)明的熔劑無(wú)鉛無(wú)鎘無(wú)毒性，安全可靠，除不用鉛鎘的氧化物外，也不用現(xiàn)有的國(guó)內(nèi) 外相關(guān)技術(shù)所采用的影響穩(wěn)定性和發(fā)色的價(jià)格昂貴的Bi203，只利用一些常規(guī)的廉價(jià)的Si02、 SrC03、 Zr02、 8203和稀土元素，形成均勻致密的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成體，這對(duì)制備呈色純正、化學(xué)穩(wěn)定 性好的陶瓷顏料奠定了基礎(chǔ)。由堿金屬、堿土金屬和稀土元素組成的復(fù)合助熔劑，在降低熔 劑熔融溫度的同時(shí)，借助混合堿效應(yīng)大大提高了顏料的耐酸性能。大分子量低膨脹性的酸性 氧化物Zr02、 Ti02、 Sn02和稀土元素等不僅使熔劑的結(jié)構(gòu)更加緊密，而且削減了堿金屬和堿土 金屬的加入所引起的膨脹系數(shù)的增加。本發(fā)明各項(xiàng)理化性能指標(biāo)均滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。具體優(yōu)點(diǎn) 如下-(1)化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)色劑適應(yīng)性廣，呈色純正，色彩艷麗，光澤度高，質(zhì)量好。 本發(fā)明熔劑中，既保留了鉀、鈉堿金屬的熔劑特性，又通過(guò)降低其含量，減輕了對(duì)色劑 呈色的影響。本發(fā)明調(diào)整了堿土金屬在配方中的比例，又添加了氧化鈰(Ce02)和氧化釔(Y203) 等稀土元素，各組份相互配合，相互作用，共同發(fā)揮穩(wěn)定作用，使高溫融化后的熔劑化學(xué)穩(wěn)定性好，能廣泛適用于各種色劑的發(fā)色，適合于鉆鉻系的藍(lán)綠色、適合于鉆鉻錳鐵系的黑灰 色、適合于鎘系的紅黃色、適合于銻鈦系的黃色、適合于鐵紅系的棕紅褐色以及適合于鋯鈦 鈰系的白色等，呈色純正，無(wú)明顯色差，光澤亮麗，質(zhì)量好。 (2)使用溫度低，能源消耗少，生產(chǎn)成本低。 本發(fā)明熔劑中，調(diào)整了堿金屬和堿土金屬成分的用量，增加了碳酸鍶(SrC03)以及氧化 鈰(Ce02)和氧化釔(Y203)稀土元素的使用，增加了熔劑的熔融性和透明度，并通過(guò)減少二 氧化硅(Si02)和氧化鋁(A1203)的用量，從而使顏料的使用溫度由原來(lái)的750 85(TC降低 到740 800'C，減少了能源消耗，降低了生產(chǎn)成本。而且，實(shí)踐證明，盡管降低了使用溫度， 但是獲得的顏料的光澤度、呈色以及耐酸堿的化學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和膨脹系數(shù)均優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn) 品，取得了意想不到的效果。本發(fā)明中使用的色劑與傳統(tǒng)的鉛鎘類陶瓷顏料的色劑基本相同，不再重述，可直接購(gòu)買。 本發(fā)明低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑以及顏料的制備方法可直接沿用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行即 可，依次按照下列步驟進(jìn)行① 熔劑的制備將購(gòu)買的溶劑所需原料按比例混合均勻，經(jīng)1250 135(TC溫度熔融水淬， 烘干備用；② 球磨將熔劑與色劑混合球磨到顆粒粒徑〈80微米，出磨烘干備用；熔劑與色劑的重量 配比組成一般為熔劑70% 80%、色劑20% 30%。③ 復(fù)燒將球磨過(guò)的混合料在750 850'C的溫度下復(fù)燒、水淬，以增加顏料的密度和鮮 艷度；④ 二次研磨將復(fù)燒后的水淬料再裝入球磨機(jī)中濕磨至顆粒粒徑〈5微米，出磨、烘干、 粉碎，經(jīng)檢測(cè)，粒度、水份和色相達(dá)到技術(shù)要求后包裝入庫(kù)，即為顏料成品。本發(fā)明釉上陶瓷顏料使用方法與通常的產(chǎn)品相同，可用于絲網(wǎng)印刷，直接印刷或噴涂于 陶瓷制品的表面，經(jīng)740 800'C燒烤。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，獲得的產(chǎn)品理化性能指標(biāo)如下① 光澤度85-96%。利用日本株式會(huì)社村上色彩技術(shù)研究所生產(chǎn)的GM-26D型數(shù)字式光澤儀測(cè)得45°的光澤度；② 熱膨脹系數(shù)40.0——66.0X1(T7 °C—1 ,利用西德產(chǎn)的402E型電子膨脹儀測(cè)得；③ 化學(xué)穩(wěn)定性鉛鎘溶出量均為0. OO—O. lmg/dm2，經(jīng)22土2。C下，4%醋酸溶液中浸泡 24小時(shí)或60士2'C下，0.5^Na2C03溶液中浸泡40小時(shí)后，色調(diào)、色澤均無(wú)變化。本發(fā)明熔劑以及顏料適宜于絲網(wǎng)印刷、平板印刷、噴涂、手繪、修補(bǔ)等傳統(tǒng)工藝方法，可應(yīng)用于硬質(zhì)瓷、軟質(zhì)瓷、精陶器、骨質(zhì)瓷、玻化陶瓷等多種陶瓷制品的裝飾，特別適用于無(wú)鉛釉陶瓷的裝飾。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例中釉上陶瓷顏料的制備方法，是按照組成配料，先制備熔劑，再制備顏料，依次 步驟為① 熔劑的制備按比例將溶劑所需原料混合均勻，經(jīng)1300士3(TC溫度熔融水淬，烘下備用；② 球磨將熔劑與相關(guān)色劑按比例裝入球磨磨至顆粒粒徑〈80微米，出磨烘干備用；③ 復(fù)燒將球磨過(guò)的混合料在800土2(TC的溫度下復(fù)燒、水淬、烘干； 二次研磨將復(fù)燒后的水淬料再裝入球磨機(jī)中濕磨至顆粒粒徑〈5微米，出磨、烘干、粉碎的顏料產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例所述的釉上陶瓷顏料及熔劑的組成見(jiàn)表1。 (接下頁(yè))表1、實(shí)施例1-5釉上陶瓷顏料及熔劑配料重量百分組成表實(shí)施例12345熔 劑 配 料 重 量 百 分 組 成Si0238.235.230.52528.5SrC0310,712.811.26.58.9B20314. 519232820A12033.91.63.54.52.8歸3.52,83.12.94.5K202. 61.62.41.53.6Li2C031. 53.42.23.24.0ZnO4.54.35.06.28.5Zr022. 74.41.53.23.1Sn024. 51.64.13.21.8Ti021.12.53.52.8Ba2C033.22.14.23.4CaC032. 523.6MgC032.91.14.33.5Ce021.53.21.04.73.5Y2032.23.54.32.61.1色劑(％重量) (余量為熔劑)綠色 20%無(wú)金桃紅 色26%金紅 20%寶石蘭 25%深黃 28%各實(shí)施例產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。表2、實(shí)施例1-5技術(shù)指標(biāo)表燒烤溫度 (°C)耐酸堿鉛鎘溶出量 (mg/dm2)膨脹系數(shù) (X107 'C')光澤度(％)實(shí)施例1800 ±20浸泡后觀察無(wú)變化053.088.1實(shí)施例2800 ±20浸泡后觀察無(wú)變化055. 090. 3實(shí)施例3800 ±20浸泡后觀察無(wú)變化061.091.3實(shí)施例4800 ±20浸泡后觀察無(wú)變化051.088.7實(shí)施例5800 ±30浸泡后觀察無(wú)變化056.089.2權(quán)利要求
1. 一種低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑，其特征在于其配料重量百分組成為SiO2 20～40％、SrCO3 3～15％、B2O3 10～30％、Al2O3 1～5％、Na2O 1～5％、K2O 1～5％、Li2CO3 1～8％、ZnO 2～10％、ZrO2 1～5％、SnO2 1～5％、TiO2 0～5％、Ba2CO3 0～5％、CaCO3 0～5％、MgCO3 0～5％、CeO2 1～5％和Y2O3 1～5％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑，其特征在于其配料重量百分 組成為Si02 25 40%、 SrC03 3 8%、 B203 10 20%、 A1203 1 5%、 Na20 1 5%、 K20 1 5%、 Li2C03 1 8%、 ZnO 3 8%、 Zr02 1 5%、 Sn02 1 5%、 Ti02 0 5%、 Ba2C03 0 5%、 CaC03 0 5%、 MgC03 0 4%、 Ce021 5%和線1 5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫釉上無(wú)鉛無(wú)鎘陶瓷顏料熔劑，制作成陶瓷顏料用于陶瓷裝飾，其配料重量百分組成為SiO<sub>2</sub> 20～40％、SrCO<sub>3</sub> 3～15％、B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 10～30％、Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1～5％、Na<sub>2</sub>O 1～5％、K<sub>2</sub>O 1～5％、Li<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 1～8％、ZnO 2～10％、ZrO<sub>2</sub> 1～5％、SnO<sub>2</sub> 1～5％、TiO<sub>2</sub> 0～5％、Ba<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 0～5％、CaCO<sub>3</sub> 0～5％、MgCO<sub>3</sub> 0～5％、CeO<sub>2</sub> 1～5％和Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1～5％。本發(fā)明顏料熔劑，無(wú)鉛無(wú)鎘無(wú)毒性，安全可靠，又化學(xué)穩(wěn)定性好，對(duì)色劑適應(yīng)性廣，呈色純正，色彩艷麗，光澤度高，質(zhì)量好，且使用溫度低，能源消耗少，生產(chǎn)成本低。熔劑以及顏料適宜于絲網(wǎng)印刷、平板印刷、噴涂、手繪、修補(bǔ)等傳統(tǒng)工藝方法，可應(yīng)用于硬質(zhì)瓷、軟質(zhì)瓷、精陶器、骨質(zhì)瓷、玻化陶瓷等多種陶瓷制品的裝飾，特別適用于無(wú)鉛釉陶瓷的裝飾。
文檔編號(hào)C04B41/85GK101255065SQ20081001489
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者任明祥 申請(qǐng)人:山東省淄博市博山長(zhǎng)虹陶瓷裝飾材料廠