本发明涉及精细陶瓷材料技术领域，具体地说是一种纳米钒锆蓝陶瓷色料及其制备方法。
背景技术：
近年来，国内外学者对精细陶瓷色料做了大量的研究工作，取得了骄人的成绩。锆系色料作为一种耐高温、成色纯，热稳定性高的优质色料，得到了陶瓷工作者的广泛关注。在陶瓷色料研究工作者的不懈努力下，大批锆系色料应运而生。这些色料的研发、生产和应用，在给陶瓷工业发展带来繁荣的同时，也为日益紧张的能源需求和不断恶化的环境带来了严峻的挑战，因此，研制一批能源消耗低，环境污染小，着色效果好，质优价廉的锆系色素，是摆在国内外陶瓷专家面前的一个重要课题。
技术实现要素：
针对上述现有的锆系陶瓷色料生产工艺复杂、生产成本高等问题，本发明提供一种纳米钒锆蓝陶瓷色料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种纳米钒锆蓝陶瓷色料，该纳米钒锆蓝陶瓷色料由以下重量份数比的原料制成：五氧化二钒8~15份、氯氧化锆30~50份、硅酸钠30~45份、酸或强酸弱碱盐25~40份、氯化钠1~2.5份及氟化钠1~2.5份。
所述的酸为醋酸或盐酸，强酸弱碱盐为氯化铵或硫酸铵。
一种如上所述的纳米钒锆蓝陶瓷色料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份数比称取以下原料：五氧化二钒8~15份、氯氧化锆30~50份、硅酸钠30~45份、酸或强酸弱碱盐25~40份、氯化钠1~2.5份、氟化钠1~2.5份；
步骤二：将硅酸钠溶于水中，得硅酸钠溶液；
步骤三：将酸或强酸弱碱盐溶于水中，配制成5mol.l-1的酸或强酸弱碱盐溶液；
步骤四：向步骤二所得的硅酸钠溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，逐滴加入步骤三所得的酸或强酸弱碱盐溶液，边滴边搅拌，当滴加到恰巧红色消失时，停止滴加，并继续搅拌，得均匀透明的硅酸溶胶体；
步骤五：将氯氧化锆溶于水中，得氯氧化锆溶液；
步骤六、将五氧化二钒置于容器中，加入水，再加入naoh溶液，搅拌使其完全溶解，得澄清的偏钒酸钠溶液；
步骤七：将步骤六所得偏钒酸钠溶液逐滴滴加到步骤五所得氯氧化锆溶液中，边滴边搅拌，得偏钒酸锆溶胶；
步骤八：将步骤四所得的硅酸溶胶体溶液滴加到步骤七所得的偏钒酸锆溶胶中，在充分搅拌下，用酸或强酸弱碱盐溶液滴入上述混合溶胶中调其ph值=7，得淡黄色钒硅酸锆凝胶；
步骤九：将步骤八所得的钒硅酸锆凝胶进行抽滤，取滤饼用水洗涤3~4次，然后烘干、粉碎，得钒硅酸锆凝胶粉体；
步骤十：取步骤九所得的钒硅酸锆凝胶粉体放入球磨机中，将氯化钠、氟化钠，依次放入球磨机中，球磨3~5小时，使其充分混合，得钒锆蓝前驱物粉体；
步骤十一、将步骤十所得的钒锆蓝前驱物粉体装入刚玉坩埚，置于马弗炉中，达到煅烧温度后，保温30分钟，自然降温至室温，将煅烧物粉碎、洗涤、烘干，即得钒锆蓝陶瓷色料。
所述步骤九中的烘干温度为60℃~100℃。
所述步骤十一中的煅烧温度为850℃~1000℃。
本发明的有益效果：
本发明提供的纳米钒锆蓝陶瓷色料及其制备方法，以硅酸钠、氧氯化锆、氢氧化钠、五氧化二钒及酸或强酸弱碱盐为初始原料，以水为溶剂，通过溶胶-凝胶法合成了钒锆蓝凝胶前驱物，以氯化钠和氟化钠为复合矿化剂，通过低温烧结，制备了一种纳米钒锆蓝陶瓷色料；所得色料具有色调纯正，烧制温度低，能耗少，原料价格低廉易得，生产工艺简单易控，所用溶剂环境友好，产品疏松易粉，呈色效果好，便于工业化生产等优点，是生产和烧制优质陶瓷制品的理想色料。
附图说明
图1为本发明纳米钒锆蓝陶瓷色料制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
一种纳米钒锆蓝陶瓷色料，该纳米钒锆蓝陶瓷色料由以下重量份数比的原料制成：五氧化二钒8~15份、氯氧化锆30~50份、硅酸钠30~45份、酸或强酸弱碱盐25~40份、氯化钠1~2.5份、氟化钠1~2.5份；所述的酸为醋酸、盐酸，强酸弱碱盐为氯化铵或硫酸铵。
其制备方法如图1所示，其中：原料a为硅酸钠，原料b为酸或强酸弱碱盐，原料c为五氧化二钒，原料d为氢氧化钠，原料e为氯氧化锆，矿化剂a为氯化钠，矿化剂b为氟化钠，溶胶a为硅酸溶胶，溶胶b为钒硅酸锆溶胶，溶液a为偏钒酸钠溶液，凝胶a为钒硅酸锆凝胶。具体步骤如下：
步骤一：按照重量份数比称取以下原料：五氧化二钒8~15份、氯氧化锆30~50份、硅酸钠30~45份、酸或强酸弱碱盐25~40份、氯化钠1~2.5份、氟化钠1~2.5份；
步骤二：将硅酸钠溶于水中，得硅酸钠溶液；
步骤三：将酸或强酸弱碱盐溶于水中，配制成5mol.l-1的酸或强酸弱碱盐溶液；
步骤四：向步骤二所得的硅酸钠溶液中滴加1~2滴酚酞溶液，逐滴加入步骤三所得的酸或强酸弱碱盐溶液，边滴边搅拌，当滴加到恰巧红色消失时，停止滴加，并继续搅拌，得均匀透明的硅酸溶胶体；
步骤五：将氯氧化锆溶于水中，得氯氧化锆溶液；
步骤六、将五氧化二钒置于容器中，加入水，再加入naoh溶液，搅拌使其完全溶解，得澄清的偏钒酸钠溶液；
步骤七：将步骤六所得偏钒酸钠溶液逐滴滴加到步骤五所得氯氧化锆溶液中，边滴边搅拌，得偏钒酸锆溶胶；
步骤八：将步骤四所得的硅酸溶胶滴加到步骤七所得的偏钒酸锆溶胶中，在充分搅拌下，用酸或强酸弱碱盐溶液滴入上述混合溶胶中调其ph值=7，得淡黄色钒硅酸锆凝胶；
步骤九：将步骤八所得的钒硅酸锆凝胶进行抽滤，取滤饼用去水洗涤3~4次，然后于60℃~100℃条件下烘干、粉碎，得钒硅酸锆凝胶粉体；
步骤十：取步骤九所得的钒硅酸锆凝胶粉体放入球磨机中，将氯化钠、氟化钠，依次放入球磨机中，球磨3~5小时，使其充分混合，得钒锆蓝前驱物粉体；
步骤十一、将步骤十所得的钒锆蓝前驱物粉体装入刚玉坩埚，置于马弗炉中，达到煅烧温度850℃~1000℃后，保温30分钟，自然降温至室温，将煅烧物粉碎、洗涤、烘干，即得钒锆蓝陶瓷色料。
实施例1
一种纳米钒锆蓝陶瓷色料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、称取原料：五氧化二钒8g、氯氧化锆30g、硅酸钠33g、氯化铵25g、氯化钠1g、氟化钠1g；
步骤二、将硅酸钠溶入20ml的去离子水中，搅拌，得硅酸钠溶液；
步骤三、将氯化铵溶于去离子水，将其配制成5mol.l-1溶液；
步骤四、将步骤二配制的硅酸钠溶液，放入200ml烧杯中，并在其中滴加1~2滴酚酞溶液，逐滴加入步骤三中配制的氯化铵溶液，边滴边搅拌，当滴加到恰巧红色消失时，停止滴加，并继续搅拌，得均匀透明的硅酸溶胶体；
步骤五、将氯氧化锆溶于20ml的去离子水中，搅拌，得氯氧化锆溶液；
步骤六、将五氧化二钒置于小烧杯中，加入5ml的去离子水，加入5mol.l-1的naoh溶液，搅拌使其完全溶解，得澄清的偏钒酸钠溶液；
步骤七、将步骤六中的偏钒酸钠溶液逐滴滴加到步骤五制备的氯氧化锆溶液中，边滴边搅拌，得偏钒酸锆溶胶；
步骤八、将步骤三制备的硅酸溶胶快速滴入步骤七制备的偏钒酸锆溶胶中，在充分搅拌下，用氯化铵溶液滴入上述混合溶胶中调其ph值=7，得淡黄色的钒硅酸锆凝胶；
步骤九：将步骤八中得到的凝胶进行抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤3~4次，在60℃温度下烘干、粉碎，得钒硅酸锆凝胶粉体；
步骤十、称取步骤九中的粉体50g放入球磨机中，依次加入氯化钠、氟化钠，球磨3-5小时，使其充分混合，得钒锆蓝前驱物粉体；
步骤十一、将步骤十所得的得钒锆蓝前驱物粉体装入刚玉坩埚，置于马弗炉中，通过程序控温进行煅烧，煅烧至850℃，保温30分钟，自然降温至室温，将煅烧物粉碎、洗涤、烘干即得钒锆蓝色料。
实施例二
一种纳米钒锆蓝陶瓷色料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、称取原料：五氧化二钒10g、氯氧化锆37g、硅酸钠37g、氯化铵35g、氯化钠1.5g、氟化钠1.5g；
步骤二、将硅酸钠溶入20ml的去离子水中，搅拌，得硅酸钠溶液；
步骤三、将氯化铵溶于去离子水，将其配制成5mol.l-1溶液；
步骤四、将步骤二配制的硅酸钠溶液，放入200ml烧杯中，并在其中滴加1~2滴酚酞溶液，逐滴加入步骤三中配制的氯化铵溶液，边滴边搅拌，当滴加到恰巧红色消失时，停止滴加，并继续搅拌，得均匀透明的硅酸溶胶体；
步骤五、将氯氧化锆溶于20ml的去离子水中，搅拌，得氯氧化锆溶液；
步骤六、将五氧化二钒置于小烧杯中，加入5ml的去离子水，加入5mol.l-1的naoh溶液，搅拌使其完全溶解，得澄清的偏钒酸钠溶液；
步骤七、将步骤六中的偏钒酸钠溶液逐滴滴加到步骤五制备的氯氧化锆溶液中，边滴边搅拌，得偏钒酸锆溶胶；
步骤八、将步骤三制备的硅酸溶胶快速滴入步骤七制备的偏钒酸锆溶胶中，在充分搅拌下，用氯化铵溶液滴入上述混合溶胶中调其ph值=7，得淡黄色的钒硅酸锆凝胶；
步骤九：将步骤八中得到的凝胶进行抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤3~4次，在70℃温度下烘干、粉碎，得钒硅酸锆凝胶粉体；
步骤十、称取步骤九中的粉体65g放入球磨机中，依次加入氯化钠、氟化钠，球磨3~5小时，使其充分混合，得钒锆蓝前驱物粉体；
步骤十一、将步骤十所得的得钒锆蓝前驱物粉体装入刚玉坩埚，置于马弗炉中，通过程序控温进行煅烧，煅烧至900℃，保温30分钟，自然降温至室温，将煅烧物粉碎、洗涤、烘干即得钒锆蓝色料。
实施例三
一种纳米钒锆蓝陶瓷色料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、称取原料：五氧化二钒15g、氯氧化锆45g、硅酸钠45g、氯化铵40g、氯化钠2g、氟化钠2g；
步骤二、将硅酸钠溶入20ml的去离子水中，搅拌，得硅酸钠溶液；
步骤三、将氯化铵溶于去离子水，将其配制成5mol.l-1溶液；
步骤四、将步骤二配制的硅酸钠溶液，放入200ml烧杯中，并在其中滴加1~2滴酚酞溶液，逐滴加入步骤三中配制的氯化铵溶液，边滴边搅拌，当滴加到恰巧红色消失时，停止滴加，并继续搅拌，得均匀透明的硅酸溶胶体；
步骤五、将氯氧化锆溶于20ml的去离子水中，搅拌，得氯氧化锆溶液；
步骤六、将五氧化二钒置于小烧杯中，加入5ml的去离子水，加入5mol.l-1的naoh溶液，搅拌使其完全溶解，得澄清的偏钒酸钠溶液；
步骤七、将步骤六中的偏钒酸钠溶液逐滴滴加到步骤五制备的氯氧化锆溶液中，边滴边搅拌，得偏钒酸锆溶胶；
步骤八、将步骤三制备的硅酸溶胶快速滴入步骤七制备的偏钒酸锆溶胶中，在充分搅拌下，用氯化铵溶液滴入上述混合溶胶中调其ph值=7，得淡黄色的钒硅酸锆凝胶；
步骤九：将步骤八中得到的凝胶进行抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤3~4次，在85℃温度下烘干、粉碎，得钒硅酸锆凝胶粉体；
步骤十、称取步骤九中的粉体80g放入球磨机中，依次加入氯化钠、氟化钠，球磨3~5小时，使其充分混合，得钒锆蓝前驱物粉体；
步骤十一、将步骤十所得的得钒锆蓝前驱物粉体装入刚玉坩埚，置于马弗炉中，通过程序控温进行煅烧，煅烧至950℃，保温30分钟，自然降温至室温，将煅烧物粉碎、洗涤、烘干即得钒锆蓝色料。
实施例四
一种纳米钒锆蓝陶瓷色料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、称取原料：五氧化二钒15g、氯氧化锆50g、硅酸钠45g、氯化铵40g、氯化钠2.5g、氟化钠2.5g；
步骤二、将硅酸钠溶入20ml的去离子水中，搅拌，得硅酸钠溶液；
步骤三、将氯化铵溶于去离子水，将其配制成5mol.l-1溶液；
步骤四、将步骤二配制的硅酸钠溶液，放入200ml烧杯中，并在其中滴加1~2滴酚酞溶液，逐滴加入步骤三中配制的氯化铵溶液，边滴边搅拌，当滴加到恰巧红色消失时，停止滴加，并继续搅拌，得均匀透明的硅酸溶胶体；
步骤五、将氯氧化锆溶于20ml的去离子水中，搅拌，得氯氧化锆溶液；
步骤六、将五氧化二钒置于小烧杯中，加入5ml的去离子水，加入5mol.l-1的naoh溶液，搅拌使其完全溶解，得澄清的偏钒酸钠溶液；
步骤七、将步骤六中的偏钒酸钠溶液逐滴滴加到步骤五制备的氯氧化锆溶液中，边滴边搅拌，得偏钒酸锆溶胶；
步骤八、将步骤三制备的硅酸溶胶快速滴入步骤七制备的偏钒酸锆溶胶中，在充分搅拌下，用氯化铵溶液滴入上述混合溶胶中调其ph值=7，得淡黄色的钒硅酸锆凝胶；
步骤九：将步骤八中得到的凝胶进行抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤3~4次，在100℃温度下烘干、粉碎，得钒硅酸锆凝胶粉体；
步骤十、称取步骤九中的粉体80g放入球磨机中，依次加入氯化钠、氟化钠，球磨3~5小时，使其充分混合，得钒锆蓝前驱物粉体；
步骤十一、将步骤十所得的得钒锆蓝前驱物粉体装入刚玉坩埚，置于马弗炉中，通过程序控温进行煅烧，煅烧至1000℃，保温30分钟，自然降温至室温，将煅烧物粉碎、洗涤、烘干即得钒锆蓝色料。
本发明的优点在于：
1.本发明采取溶胶-凝胶法，制备了钒硅酸锆凝胶，并以氯化钠、氟化钠为混合矿化剂，通过低温烧结，制备了一种纳米钒锆蓝陶瓷色料。
2.本发明在研制过程中，所用原料价格低廉易得，生产工艺简单易控，所用溶剂环境友好，便于工业化生产。
3.本发明制备的色料，具有色调纯正，烧制温度低，能耗少，产品疏松易粉等优点，是烧制优质陶瓷制品的理想色料。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。