专利名称:涂层用釉料的涂烧工艺方法
本发明属于涂层用釉料的涂烧工艺方法的改进。
常用的釉料涂烧工艺有彩色釉料直接涂烧工艺和釉层染色工艺。
美国专利(US3583883)提出的就是一种染色工艺，是利用染色剂中的金属离子和釉层中的碱金属离子的交换使釉层形成各种色彩。该工艺是先将釉料烧在陶瓷制品上，然后再涂染色剂，再经离子交换处理后得到不同色彩的釉层。这种工艺的缺点是工艺较复杂，需经过两次烧结;另一缺点是所使用的染色剂中有大量的银，而且作为着色离子的Ag和Cu是以Ag2S、CuS为原料，在550-800℃的离子交换处理中有可能放出大量的有害气体SO2和As2O3等，不仅危及操作工人的身体健康，且污染大气;再则该工艺仅适用于铝基坯料。
彩色釉料直接涂烧工艺是先将不同色彩的釉料配制成涂料，然后直接涂复在待涂坯料表面，最后将釉料烧在坯料上。在配制涂料时一般只加入稀释剂(如水)、悬浮剂，因此涂料复盖性差，只适合在白瓷土，Al2O3陶瓷或无色的玻璃陶瓷上使用，如果用于低质材料坯，则不仅两者的膨胀系数不相匹配，而且釉层的颜色容易受坯料颜色的影响而不好控制。涂料涂复的方法大都为浸渍法。使用这种上釉方法不易得到厚度均匀的涂层，容易受坯料的吸水性、浸渍时间、浸渍速度、坯料的下浸角度等因素的影响;且坯料与涂层间易出现气泡，烧结后成为孔洞，由此而造成的报废率可高达20-30%。为将釉料烧在坯料上，需经1000-1200℃几个小时烧结。烧结温度高则能耗大，也会使低质材料坯因过烧而发生变形。
本发明的目的是提出一种适合粘土砖、白瓷土砖、水泥和金属制品用的釉料的涂烧工艺，特别适用于粘土砖等低质材料坯。所提出的涂烧工艺方法工艺简单、使用贵重金属少、成本低、不污染大气、形成的釉层色彩基本不受坯料本身颜色的影响。
本发明的釉料涂烧的工艺方法包括涂料配制、在坯料上涂复涂料、烧结等工序。涂料由釉料和添加剂组成。釉料由基料和着色剂组成。基料的组成为SiO241-72、CaO 3.7-11.3、Na2O 12-24、MgO 2.4-4.2、Al2O31.0-2.5、K2O 0.13-0.21、Li2O 0.08-0.12、B2O30-9.6或SiO246.1-70.0、CaO 4.12-18.74、Na2O 2.34-4.81、MgO 2.91-6.33、Al2O36.04-7.57、K2O 4.09-5.12、B2O33.43-8.59、(重量%)。分别包含在废玻璃60-99.4、石灰石0.5-6、膨润土0.1-6、工业硼砂0-28、或硅砂20.3-39.57、长石25-39.57、白云石12.8-28.17、工业硼砂15-25、石灰石0.1-10、膨润土0.13-6.78中(重量%)。着色剂的组份为铜粉0-5、Fe2O3粉0-8、CeO2粉0-10(重量%)中的至少一种。添加剂为膨润土1-5、TiO20-2.5。将配制好的涂料直接涂复在待涂的坯料上，然后在700-900℃温度下烧结一定的时间，使用不同色彩的釉料即可得到不同色彩的釉层。
如果釉料中不加入添加剂，也可直接涂复在坯料表面得到同样效果的釉层，但涂层厚度必须加厚。
为了使烧结后制品适应快冷，提高釉砖的生产效率，可采用膨润土0.1-5、CeO20.5-4(重量%)作为涂料的添加剂。使用这种添加剂的涂料，制品在烧结后可出炉空冷。
为了减少添加剂的用量，降低成本或者因直接涂复容易发生网裂的某些膨胀系数较大的釉料，则可先在坯料上涂复底料形成底层，然后再涂复涂料形成涂层。底料由釉料和添加剂组成，添加剂为膨润土1-6、TiO20-3(重量%)。涂料由釉料和添加剂组成。涂料中的釉料与底料中的釉料相同。涂料中的添加剂为膨润土0.5-3、TiO20-3(重量%)。
为了提高釉层抗急冷性能和增加釉层的光泽，涂料中的添加剂可采用膨润土1-3、CeO20.1-1(重量%)。
在缺少膨润土的地区，或者为了提高釉层的抗急冷性能，底料中的膨润土可以用CeO2代替。添加剂的组份为TiO20.1-3、CeO20.1-6(重量%)。使用这种底料后，再涂复涂料，所用涂料可根据实际需要选用组份为膨润土0.5-3、TiO20-3或者膨润土1-3、CeO20.1-1(重量%)的添加剂。底层的厚度一般为0.05-0.1毫米，涂层厚度为0.1-0.5毫米。
加入适量添加剂的目的在于增加釉料的复盖力和悬浮性，降低膨胀系数。从而可使釉层厚度减薄，降低釉料的用量，可减少涂复过程中的搅拌，减少釉层的网裂。加入膨润土起乳浊、悬浮作用，并降低膨胀系数，使涂层与坯料之间匹配而减少釉层的网裂。加入量过少，乳浊、悬浮性差;加入量过多，釉层光泽性变差，一般不宜超过6%。加入CeO2主要起乳浊作用，提高复盖能力，提高抗急冷性能，增加光泽性和抗龟裂能力。由于CeO2价格较高，一般只在对光泽性要求较高或要求快速冷却的釉料中加入。加入量不宜过多，否则不仅增加成本，而且颜色要变淡。
TiO2起乳浊和悬浮作用，增强涂层与坯料的结合力，提高涂层的耐蚀性。加入量过多会影响涂层的颜色，一般不超过3%。
涂料或底料的涂复可采用常规的涂复，浸渍或把干粉撒在干净的坯料面上。要想高效率的得到均匀的涂层可采用喷涂的方法。将配制好的底料或涂料装在油漆喷枪中，以0.3-1大气压的压力向坯料表面喷涂。压力太高则飞料严重、喷涂效率低;压力太低则雾化效果差、不易喷匀、出现液滴。一般情况下，底层的厚度为0.05-0.1毫米，涂层厚度为0.1-0.3毫米。底层喷涂后可直接喷涂涂层，喷涂涂层后的坯料应先在室温和200℃之间烘干，去掉水份。然后进行烧结。根据涂料的组份不同，烧结温度在700-900℃范围内选定。为减少釉层龟裂，最好采用分段升温。
本发明提出的涂层用釉料的涂烧工艺方法工艺简单，着色效果好，涂料复盖性好，因此釉层的颜色不受坯料颜色的影响，特别适用于低质材料坯。
本发明提出的工艺中使用的添加剂可以不用或少用价格较贵的金属，大部分采用膨润土，因此成本低、原料来源广。采用喷涂方法把底料、涂料涂复在坯料表面不仅可提高生产效率，大大减少废品，而且涂层厚度均匀，涂层薄，可节约釉料。
用下列实施例进一步说明本发明的实施及其特点。
例一.按废玻璃77.5、工业硼砂20、石灰石1.5、膨润土2(重量%)的比例配料，混合作为基料。以基料为100，再加入铜粉1，Fe2O3粉3(重量%)作为着色剂。经混合、烧结、破碎、过筛得到深绿色的釉料。为了制成粘土坯的釉面砖，按釉料94.1、膨润土3.92、TiO2粉1.96(重量%)配成底料，再以每公斤底料加水400克配成糊状，装在普通的油漆喷枪中，以0.5大气压的压力喷到砖坯表面，底层厚0.05毫米。
按釉料97，膨润土2.5，TiO20.5(重量%)配成涂料，再以每公斤涂料加水400克配成糊状，以同样方式喷在涂有底料的坯料表面，涂层厚0.2毫米。将涂有涂料的粘土砖坯随炉升温到200℃烘干，在800℃下烧结15分钟，然后随炉冷却，即可得到色彩鲜艳的绿色釉面砖。
例二.用例一的基料配成各种颜色的釉料，再按表1所列的比例分别配制成底料和涂料，用例一中所使用的工艺，可分别制得兰色釉面砖和绿色珐琅铁板。
例三.用例一的基料配成各种颜色的釉料，再按表2的比例制成底料和涂料，用例一中使用的工艺，可制得不同的釉面制品。
例四.用例一的基料配成各种颜色的釉料，再按表3的比例配成各种涂料，用例一中使用的喷涂方法直接喷在坯料上，经烧结可制得不同色彩的釉面制品。
表1
表2
表权利要求
1.一种釉料的涂烧工艺方法，包括配制涂料，在坯料上涂复涂料，烧结等工序，其特征是1).在坯料上直接涂复涂料；2).所说的釉料由基料和着色剂组成，其中基料的组份为(重量%)
着色剂的组份为铜粉0-5，Fe2O3粉0-8，CeO2粉0-10(重量%)中的至少一种；3).所说的涂料由釉料和添加剂组成，所说的添加剂为膨润土1-5、TiO20-2.5(重量%)；4).涂复涂料后的坯料在700-900℃温度范围内烧结。
2.按权利要求
1所说的釉料的涂烧工艺方法，其特征是所说的添加剂为膨润土0.1-5，CeO20.5-4(重量%)。
3.根据权利要求
1所说的釉料涂烧工艺方法，其特征是1).在坯料上先涂复底料，接着再涂复涂料;2).所说的底料由釉料和添加剂组成，所说的添加剂为膨润土1-6，TiO20-3(重量%);3).所说的涂料由釉料和添加剂组成，所说的添加剂为膨润土0.5-3，TiO20-3(重量%)。
4.根据权利要求
3所说釉料的涂烧工艺方法，其特征是所说的涂料中的添加剂为膨润土1-3，CeO20.1-1(重量%)。
5.根据权利要求
3或4所说的釉料涂烧工艺方法，其特征是所说的底料中的添加剂为TiO20.1～3、CeO20.1～6(重量%)。
6.根据权利要求
1或2或3或4所说的釉料涂烧工艺方法其特征是所说的涂复是喷涂，喷涂压力为0.3-1大气压。
专利摘要
本发明提出了一种适合粘土砖、白瓷土砖、水泥和金属制品用的釉料的涂烧工艺，特别适用于粘土砖等低质材料坯。主要包括涂料配制、在坯料上涂覆涂料、烧结等工序。其特点是在釉料中加入添加剂、先给坯料涂底料再涂覆涂料、采用喷涂方法。添加剂以膨润土为主，为提高光泽性、抗急冷性，还可加入少量CeO
文档编号C04B33/32GK86105131SQ86105131
公开日1988年3月2日 申请日期1986年8月16日
发明者王德明, 徐炜, 李金安 申请人:北京有色金属研究总院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan