一种着色稳定的无色差陶瓷及其制备方法与流程

本发明属于陶瓷制品，具体涉及一种着色稳定的无色差陶瓷及其制备方法。

背景技术：

1、陶瓷色料(ceramiccolors)是指粉末状的金属氧化物和其他用于陶瓷釉料中的混合物，用于装饰陶瓷、瓷器和赤陶，也用在装饰金属器的瓷珐琅中。现有技术中，陶瓷色料的品质以及质量会直接影响到陶瓷成型后的色品，陶瓷色料的制备成为陶瓷上色的重要环节之一，能否制成色品好的陶瓷，陶瓷色料是陶瓷生产的关键。

2、作为陶瓷色料必须具备以下条件：(1)高温稳定，在陶瓷制品的烧成温度范围内不分解和挥发；(2)结构稳定，在烧成过程中能够承受熔融玻璃体或溶剂的侵蚀；(3)化学性质稳定，不会与釉料或溶剂发生反应。根据使用温度，可将陶瓷色料分为低温型(600～1000℃)和高温型(1000～1400℃)两类。高温色料的最大特点是色料经高温煅烧后会成为一种晶体，该晶体结构的色料加到基础釉中，在釉烧过程中晶体不会分解。但现阶段高温色料的种类非常少，制备成本高，且制备多以固相法为主，存在着色不稳定的问题。

3、近年来无机杂化颜料逐渐引起了广泛关注，天然黏土矿物由于储量丰富、绿色无毒且价格便宜等成为无机杂化颜料中的热门材料，研究表明，在钴蓝颜料制备过程中，引入黏土矿物可明显降低钴蓝颜料的原料成本和高温晶化温度，同时提升钴蓝颜料的色度和分散性能。目前还没有将无机杂化颜料应用于陶瓷制品的研究，其具有较大的研究价值，解决现有高温色料的成本高以及着色效果不稳定等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种着色稳定的无色差陶瓷，为了达到着色稳定、无色差，通过利用凹凸棒石与钒锆蓝陶瓷色料和钴黑陶瓷色料结合形成无机杂化颜料，明显改善了杂化颜料的分散性能，作为陶瓷颜料具有优异的热稳定性、着色力和光泽，无色差。同时本发明陶瓷设置了透明釉层来对色釉层进行包覆和发色保护。

2、在本发明中，两种色料按不同比例组合使用可赋予陶瓷不同的色彩效果。

3、为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

4、一种着色稳定的无色差陶瓷，所述无色差陶瓷包括坯体、底釉层和透明釉层，所述底釉层中含有陶瓷色料；

5、所述陶瓷色料的制备步骤如下：

6、s1.钒锆蓝/凹凸棒石陶瓷色料制备：将正硅酸乙酯和zrocl2·8h2o加水混合20～40分钟，在搅拌的情况下缓慢滴加氨水至ph为9～10，离心洗涤至无氯离子，再加入着色剂v2o5、矿化剂naf、凹凸棒石和乙醇，继续搅拌均匀，反应一段时间后旋蒸得粉体；对粉体进行煅烧，煅烧温度为900～1000℃，煅烧2～3h，保温10 min；

7、s2.钴黑/凹凸棒石陶瓷色料制备：将fe(no3)3·9h2o和co (no3)2·6h2o溶解于水中，其中fe3+与 co2+的物质的量比为2：1；然后加入凹凸棒石，搅拌下加入碱液调节ph值至9～10，继续反应2～3h后，离心洗涤至中性，干燥研磨过筛得粉体；对粉体进行煅烧，煅烧温度950～1050℃，时间2～3h；

8、s3.混合烧成：将制备的钒锆蓝/凹凸棒石陶瓷色料和钴黑/凹凸棒石陶瓷色料过筛后磨细至通过400目筛，然后根据陶瓷色彩需要将两者按照不同比例混合得混合色料，混合色料进一步烧成后研磨至粒径50um以下，即得。

9、凹凸棒石是一种链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，结构属2:1型粘土矿物，在每个2:1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状，在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3.7*6.3a°，通道中充填沸石水和结晶水以及大量表面硅羟基，因此利用凹凸棒石与陶瓷色料结合，其反应活性高，结合效果好，能够显著改善陶瓷色料在浆料体系中的分散性，着色效果稳定，无色差，且一定程度上降低了色料的成本，为提高凹凸棒石的表面活性，在使用前可对其进行酸处理，然后过筛细化，洗涤干燥。

10、本发明通过共沉淀法制备了无机杂化颜料，具体研究和优化了无机杂化颜料的制备工艺，调节了煅烧温度和反应体系ph值等参数，提高了陶瓷色料的着色力和稳定性，本发明陶瓷为进一步保护发色效果，在含色料的釉层上设置了透明釉层进行包覆和发色保护。

11、在本发明中，优选地，s1中，将正硅酸乙酯和zrocl2·8h2o加水混合30分钟，在搅拌的情况下缓慢滴加氨水至ph为9，离心洗涤至无氯离子，再加入着色剂v2o5、矿化剂naf、凹凸棒石和乙醇，继续搅拌均匀，反应一段时间后旋蒸得粉体；对粉体进行煅烧，煅烧温度为950℃，煅烧3h，保温10 min，上述无机杂化颜料中原料的选择，尤其是矿化剂naf的选择，能够使钒锆蓝色料发色好，反应参数设置煅烧温度为950℃，煅烧3h，保温10 min，提高了无机杂化颜料的着色力和稳定性。

12、在本发明中，优选地，s1中，制备的钒锆蓝的分子式为vxzr1-xsio4，其中x为0.2～0.4；所述矿化剂naf的添加量为vxzr1-xsio4重量的7wt%～9wt%，所述凹凸棒石的用量为vxzr1-xsio4重量的55wt%～70wt%，矿化剂naf的添加量以及凹凸棒石的用量，是发明人经过大量实验调整获得，制备的杂化颜料效果最优。

13、在本发明中，优选地，s2中，将fe(no3)3·9h2o和co (no3)2·6h2o溶解于水中，其中fe3+与 co2+的物质的量比为2：1；然后加入凹凸棒石，搅拌下加入氢氧化钠溶液调节ph值至10，继续反应2h后，离心洗涤至中性，干燥研磨过筛得粉体；对粉体进行煅烧，煅烧温度1000℃，时间2h，上述反应参数设置ph值、煅烧温度为1000℃，煅烧时间2h，提高了无机杂化颜料的着色力和稳定性。

14、本发明中，制备的钴黑分子式为cofe2o4，优选地，所述凹凸棒石的用量为cofe2o4重量的50wt%～70wt%，凹凸棒石的用量，是发明人经过大量实验调整获得，制备的杂化颜料效果最优。

15、在本发明中，优选地，所述坯体包括按重量份计的如下原料制得：钾长石40～50份、石英25～30份、钠长石15～20份、膨润土8～12份、滑石6～8份、氧化铝5～8份、碳酸锶3～6份；所述底釉层包括按重量份计的如下原料制得：石英20～25份、钾长石10～15份、高岭土10～15份、硅藻土8～12份、硅酸锆6～8份、锂瓷石5～7份、氧化锌5～7份、锆石3～5份、石膏3～5份、陶瓷色料3～5份，进一步优选地，所述坯体包括按重量份计的如下原料制得：钾长石45份、石英28份、钠长石16份、膨润土10份、滑石7份、氧化铝6份、碳酸锶5份；所述底釉层包括按重量份计的如下原料制得：石英25份、钾长石13份、高岭土12份、硅藻土10份、硅酸锆7份、锂瓷石6份、氧化锌6份、锆石5份、石膏4份、陶瓷色料4份。坯体和底釉层的原料含量设置是经过大量实验以及理论知识调整分析获得，上述用量设置是本发明的优选方案，烧制效果好，发色效果好，无色差。

16、在本发明中，优选地，所述透明釉层由透明熔块组成，所述透明熔块的化学成分组成按重量百分比计包括：sio245～50％、b2o320～25％、al2o38～10％、na2o 6～8％、mgo 5～8％、k2o 2～4％、zno 1～2％、tio21～2％、caco31～2％、lio20.5～1％，本发明透明熔块添加了较多的b2o3，可降低烧结温度、提高透明釉层致密度，提升釉面光泽和均匀细腻程度。

17、本发明还提供和保护所述着色稳定的无色差陶瓷的制备方法，具体包括如下步骤：

18、s1. 坯体制备：将坯体原料混合均匀后进行湿法球磨，球磨至粒度为300-400目后于喷雾塔造粒得坯体粒料；将坯体粒料压制成型得到粗坯体，自然风干；

19、s2. 施底釉：将底釉层原料混合后进行湿法球磨至粒度为400-500目，然后过筛除铁，加水获得釉浆，釉浆的固含量为50～55%；在坯体上淋釉浆，然后干燥备用；淋釉浆时，釉的比重为1.7～1.8g/ml，施釉量为700～750g/m2；

20、s3. 烧制：将施底釉后的坯体在900～1100℃下烧制120～160分钟；

21、s4. 施透明釉：在底釉层上继续淋透明釉，透明釉浆料的的固含量为30～40%、比重为1.40～1.50g/ml，施釉量300～400g/m2；

22、s5. 低温烧制：透明釉层干燥后继续烧制，烧制温度为700～800℃，烧制2～3小时。

23、淋釉浆时，釉浆的浓度过低，在坯体上容易形成过薄的釉层，造成烧制后釉层表面不光滑。但釉浆的浓度过大，流动性相对减弱，不易流动均匀且容易产生堆釉等现象，烧制过程中易产生裂缝，本发明根据底釉层和透明釉层各自的功效，优化了其釉浆的比重和施釉量，优选地，底釉和透明釉在淋釉浆前均在真空度为10-3～1×10-2mpa、温度为50～55℃条件下真空除气泡，釉浆真空去掉气泡，烧制过程中不容易产生气孔等缺陷。

24、本发明还可根据本领域的常规知识在陶瓷原料中添加其他原料组分，对此不作具体限定，但也落入本发明的保护范围内。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果：

26、1、本发明通过利用凹凸棒石与钒锆蓝陶瓷色料和钴黑陶瓷色料结合形成无机杂化颜料，明显改善了陶瓷色料在陶瓷体系中的分散性能，具有优异的热稳定性、着色力和光泽，陶瓷无色差，且一定程度上降低了色料的成本，同时本发明陶瓷设置了透明釉层来对釉层进行包覆和发色保护；

27、2、本发明研究和优化了无机杂化颜料的制备工艺，调节了煅烧温度和反应体系ph值等参数，通过共沉淀法制备了无机杂化颜料，提高了陶瓷色料的着色力和稳定性；

28、3、本发明制备的凹凸棒石/钒锆蓝杂化颜料和凹凸棒石/钴黑杂化颜料这两种色料按不同比例组合使用可赋予陶瓷不同的色彩效果，本领域技术人员可根据需要进行调整。

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