摘要:現(xiàn)有的生產(chǎn)基礎(chǔ)上,為達到現(xiàn)代化建設(shè)市場的需求,對陶瓷色料進行改性深加工。主要內(nèi)容是:在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)上,進一步完善生產(chǎn)和實驗條件,將生產(chǎn)色料通過技術(shù)工藝精細加工后,在其中加入微量無機電解質(zhì),和陰離子表面活性劑或水溶性高分子物,溶解在色料顆粒之間,經(jīng)充分混合、干燥脫水、制粉等工藝,將團聚假顆粒分離成單顆粒狀態(tài)形式,使各種外加劑包裹在顏料顆粒表面上,改善陶瓷色料的表面特性,生產(chǎn)新型精細的陶瓷色料。
關(guān)鍵詞:陶瓷色料 改性 微細 分散性
中圖分類號:TQ325.67文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)09(b)-0250-02
伴隨著祖國的改革開放,新農(nóng)村、新城市建設(shè),中國建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)迅速發(fā)展,年產(chǎn)量突破60億m2。石家莊南部(高邑-贊皇)工業(yè)區(qū)也迅速成為建筑陶瓷墻地磚產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),現(xiàn)已達到了年產(chǎn)近3億m2的陶瓷墻地磚生產(chǎn)基地,為陶瓷色料提供了較大的應(yīng)用空間。
陶瓷色料的應(yīng)用,是在陶瓷制品生產(chǎn)過程中,采用不同工藝對陶瓷制品來進行色彩裝飾,從而達到了美化環(huán)境,不斷提高了人們的生活水平。據(jù)初步統(tǒng)計,作為陶瓷產(chǎn)品主要裝飾材料的陶瓷用色料的需求量每年已超過25萬噸。
傳統(tǒng)的建筑衛(wèi)生陶瓷的裝飾技法,多數(shù)是以施用顏色釉或色坯二次鋪料工藝,在基礎(chǔ)釉料或基礎(chǔ)坯料中加入陶瓷色料后,通過球磨工藝,將色料與基料充分磨細達到混合均勻、成色一致的效果。隨著科學技術(shù)的不斷進步,因這些色料使用時需占用大量球磨設(shè)備、不便清理、耗費能源,已不能滿足發(fā)展市場需求。為解決這些問題,必須對色料進行深加工、改性,提高實用技術(shù)性能,達到現(xiàn)代化市場需求。
1 代表性色料的篩選
陶瓷色料根據(jù)使用方法主要分為坯體色料和釉用色料兩大類,根據(jù)市場需求量選擇兩種用量較大的坯體色料和釉用色料:坯用桔黃和釉用無鈷黑陶瓷色料。
2 工藝技術(shù)設(shè)計及實驗
主要實驗內(nèi)容為:原料與活性劑的選擇、技術(shù)方案的制定,工藝參數(shù)實驗,技術(shù)配方及工藝參數(shù)的確定。
2.1 坯用桔黃和釉用無鈷黑陶瓷色料的制備
使用傳統(tǒng)固相反應(yīng)法工藝制備兩種色料:其主要工藝路線。
陶瓷色料基礎(chǔ)加工路線:原料處理→精確配料→均化混合→高溫合成→初級粉碎→終級粉碎→調(diào)色→成品。
通過使用干混混料機將制備色料的原材料充分混勻(原料細度一般達到325目細度≤0.5%)在經(jīng)過打粉設(shè)備進一步使其局部充分混合,在高溫隧道窯中燒成,發(fā)生固相反應(yīng),生成所學陶瓷色料,對燒成后陶瓷色料進行細加工,先用打粉設(shè)備將其粗碎到完全通過40目標準篩,在通過氣流粉碎磨對陶瓷色料進行終極粉碎,是陶瓷色料達到一般市場需求的細度標準:
坯用色料:325目標準篩≤1.0%
釉用色料:325目標準篩≤0.5%
通過后續(xù)調(diào)色混料加工,制備坯體桔黃和釉用無鈷黑色料陶瓷色料成品。
2.2 陶瓷色料的深加工
上述方法制備的陶瓷色料在生產(chǎn)陶瓷使用過程中多數(shù)是以施用顏色釉或色坯二次鋪料工藝,在基礎(chǔ)釉料或基礎(chǔ)坯料中加入陶瓷色料后,通過球磨工藝,將色料與基料充分磨細達到混合均勻、成色一致的效果,這種工藝的弊端是色料使用時需占用大量球磨設(shè)備、不便清理、耗費能源。
現(xiàn)將上述方法制備的坯用桔黃和釉用無鈷黑陶瓷色料進行進一步深加工處理,使陶瓷色料在使用時,不需配備專一的球磨機械設(shè)備進行研磨,可直接將色料粉體與基釉漿混合,經(jīng)較短時間攪拌使色料在基釉中就能充分均勻分散,其主要工藝技術(shù)路線:
色料選擇→濕磨→電解質(zhì)引入→活性劑引入→干燥→粉磨→定量包裝。
?。?)將制備的陶瓷色料按照料:石:水為:1∶2∶0.5的比例投入到一噸級的濕球磨設(shè)備中進行球磨,使其顆粒度達到:
坯用色料:325目標準篩≤0.2%
D90≤12(1000目)
釉用色料:325目標準篩≤0.1%
D90≤6(2500目)
使坯體桔黃和釉用無鈷黑達到微細,達到下一步改性試驗對陶瓷色料的細度要求。
?。?)在其中加入微量無機電解質(zhì),和陰離子表面活性劑或水溶性高分子物,經(jīng)充分混合,溶解在色料顆粒之間。
經(jīng)過干燥塔干燥脫水、制粉等工藝制備出改良后的坯用桔黃和釉用無鈷黑陶瓷色料。
3 技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)新點
技術(shù)關(guān)鍵之一:色料改性的研究首先是對色料顆粒進行球磨深加工,滿足直接與釉漿混合發(fā)色要求均勻的細度,改性后,通過短時間攪拌后色料單個顆粒能分散在陶瓷坯釉基料中。因此陶瓷色料顆粒細度質(zhì)量是本次研究的首要技術(shù)關(guān)鍵。
技術(shù)關(guān)鍵之二:選用適合的無機電解質(zhì)溶解以及水溶性高分子、陰離子等表面活性劑,及加入量的多少將會影響到釉漿性能,根據(jù)不同品種選用不同活性劑與加入量來控制產(chǎn)品質(zhì)量,是項目的重點技術(shù)關(guān)鍵。
技術(shù)關(guān)鍵之三:工藝脫水、制粉工藝參數(shù)控,也會影響到色料的改性效果,因此必須制定嚴格的工藝技術(shù)參數(shù),才能確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
抓住技術(shù)關(guān)鍵,使無機電解質(zhì)、陰離子表面活性劑和水溶性高分子保持在色料顆粒表面。將色料粉體加入基釉漿中時,可吸收周圍的水分,產(chǎn)生膨脹,促進色料顆粒分散。它們的各自作用是陰離子表面活性劑在吸附中中和并帶電,使色料顆粒相互相斥分散;水溶性高分子可充分吸附在顆粒表面,通過吸附分子間的相斥,加速分散;無機電解質(zhì)在基釉中最先溶解,游離離子與含有分散基的著色顆粒間產(chǎn)生離子對抗作用,增強分散效果。因此各種外加劑作用的相互綜合,促使顏料顆粒量均勻分散于基釉漿中。
4 技術(shù)創(chuàng)新點
4.1 使陶瓷色料細度標準
坯用色料:325目標準篩≤1.0%
釉用色料:325目標準篩≤0.5%
控制細度到:
坯用色料:325目標準篩≤0.2%
D90≤12(1000目)
釉用色料:325目標準篩≤0.1%
D90≤6(2500目)
4.2 引入無機電解質(zhì)溶解,以及選用合適的水溶性大分子、陰離子表面活性劑吸附在色料顆粒的表面,使色料在釉漿中可以很快的均勻分散,保持釉漿性能基本不變
5 坯體桔黃和釉用無鈷黑陶瓷色料改性試驗的工藝路線圖(如圖1)
這種新型精細陶瓷色料的優(yōu)點不僅是使顆粒達到了微細,而且使陶瓷色料在使用時,不需配備專一的球磨機械設(shè)備進行研磨,可直接將色料粉體與基釉漿混合,經(jīng)較短時間攪拌使色料在基釉中就能充分均勻分散,達到色料在使用過程中節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟方便、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
我們通過對色料的改性將改變傳統(tǒng)的陶瓷彩色釉的制釉工藝、簡化生產(chǎn)工序、節(jié)約色釉成本和制備時間,而且色釉質(zhì)量更加穩(wěn)定、發(fā)色效果更好、用量更少,是陶瓷企業(yè)提高生產(chǎn)效率和降低成本的有效途徑。對陶瓷行業(yè)、特別是對建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)和陶瓷色料的發(fā)展都具有相當重要的意