阅读说明：本技术 一种无铅透明熔块釉及其制备方法 (lead-free transparent fritted glaze and preparation method thereof ) 是由 黄红军 郑德胜 胡岳华 张群英 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无铅透明熔块釉及其制备方法,由以下组份组成：高钾低铁的钾长石粉22～32％,滑石粉5～8％,石英砂20～28％,碳酸钙13～17％,硼酸2.5～5％,硼砂3.5～6％,氧化锌6～8％,碳酸锶2.5～4％,碳酸钡3～5％,碳酸镁1.5～3％,余量为碳酸锂。本发明采用可高钾低铁的钾长石粉作为原料,可减少钾长石粉的添加,节约原料；同时在无铅透明熔块釉釉烧过程中,铁含量越低,釉面生成釉泡和针孔等瑕疵的现象越少,同时熔块本身更澄澈。本发明混料过程中先淋洒石英砂、然后有序加其他料；目的是使水在石英颗粒的表面形成水膜,以溶解部分溶剂性可溶原料(如硼酸,硼砂),使其溶液粘附于石英颗粒表面,促成石英加速熔融。(The invention discloses a lead-free transparent fritted glaze and a preparation method thereof, wherein the fritted glaze comprises the following components: 22-32% of high-potassium low-iron potassium feldspar powder, 5-8% of talcum powder, 20-28% of quartz sand, 13-17% of calcium carbonate, 2.5-5% of boric acid, 3.5-6% of borax, 6-8% of zinc oxide, 2.5-4% of strontium carbonate, 3-5% of barium carbonate, 1.5-3% of magnesium carbonate and the balance of lithium carbonate. The invention adopts the potassium feldspar powder which can be high in potassium and low in iron as the raw material, so that the addition of the potassium feldspar powder can be reduced, and the raw material is saved; meanwhile, in the glaze firing process of the lead-free transparent fritted glaze, the lower the iron content is, the less the glaze surface generates flaws such as glaze bubbles and pinholes, and the more clear the fritted glaze. In the mixing process, the quartz sand is sprayed firstly, and then other materials are added in order; the purpose is to make water form a water film on the surface of quartz particles so as to dissolve part of solvent soluble raw materials (such as boric acid and borax) and make the solution adhere to the surface of the quartz particles to promote the accelerated melting of the quartz.)

一种无铅透明熔块釉及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷材料和生产工艺技术领域，具体涉及一种无铅透明熔块釉及其制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对环保与健康的关注日益加深，在日常接触的建筑陶瓷、日用陶瓷、卫用陶瓷产品方面，除了产品外观的时尚美观外，其使用的安全性更成为关注的焦点。以往使用的铅釉陶瓷制品，虽然具有熔融性佳，透明性好，光泽度高、釉烧温度范围广，成本低等优点，但因其在使用过程中难免的铅溶出现象，直接危害到生产者和消费者的人身健康，故已逐渐退出市场，在此背景下，无铅釉应运而生，经过无数科研工作者多年的研发，目前无铅透明熔块釉已发展的较为成熟，但和国外同类陶瓷产品相比，国内产品大多存在烧成范围窄，透明性差，光泽度低，原料成本高等缺点。许多无铅釉料多会采用钾长石作为原料，但是这些钾长石中一般含铁量较高，作为透明釉料会对其透明度产生影响；而且现在许多的釉料的制备方法中存在着成本高的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种透明性好，光泽度高，生产成本低的无铅透明熔块釉及其制备方法。

本发明这种无铅透明熔块釉，其原料按照质量百分比，由以下组份组成：高钾低铁的钾长石粉22～32％，滑石粉5～8％，石英砂20～28％，碳酸钙13～17％，硼酸2.5～5％，硼砂3.5～6％，氧化锌6～8％，碳酸锶2.5～4％，碳酸钡3～5％，碳酸镁1.5～3％，余量为碳酸锂。

作为优选，所述的高钾低铁的钾长石粉的质量百分比为24～30％，石英砂的质量百分比为20～26％。

所述的高钾低铁的钾长石粉为K₂O的含量大于16％，铁含量低于0.17％的钾长石粉末。

本发明这种无铅透明熔块釉的制备方法，包括以下步骤：

1)混料：按照原料的比例准备材料，接着先将石英砂加入至混料机中，并加入水搅拌混匀后，再加入助熔剂硼酸、硼砂、碳酸锂和碳酸锶，搅拌混匀后，加入剩余的其他原料，混匀后即得配合料；

2)熔制：将步骤1)中的配合料输送至熔炉中，熔化成玻璃液；

3)水淬：将步骤2)中的玻璃液倒入水槽中，水淬冷却后得到松脆的颗粒状熔块，烘干后，得到干熔块；

4)球磨：将步骤3)中的干熔块中加入添加剂和水，进行湿法球磨后，得到釉浆。

所述步骤1)中，水的加入量为原料总重量的3～5％。

所述步骤2)中，熔制过程中，先向熔炉中加入已经熔炼好的与原料同组分的熔块，熔块熔化后加入步骤1)中的配合料；其中熔块的质量为配合料质量的8％～12％。

所述步骤2)中，熔化温度为为1250℃～1350℃，熔制时间为2～3h。

所述步骤3)中，颗粒状的熔块粒径为1～2mm，烘干温度为90～110℃。

所述步骤3)中，熔块的各组分化学组成，按照质量百分比，由以下组份组成：SiO₂:52.5～56.5％,Al₂O₃:5～7％,Fe₂O₃：0.06～0.08％,CaO:9.5～10.5％,MgO:3～4％,Li₂O:0.1～1％,Na₂O:0.5～1.5％,K₂O:5～6％,ZnO:8～9％,BaO:4～5％,SrO:2～3％,B₂O₃:5～7％。

所述步骤4)中，湿磨采用氧化锆球磨；氧化锆球磨球、熔块和蒸馏水的质量比例为2:1:0.4～0.8；添加剂为甲基纤维素，其添加量为熔块质量的0.3％。球磨时间为1～2h，最终球磨粒度至≤10um颗粒占90％以上。

本发明的有益效果：1)本发明采用可高钾低铁的钾长石粉作为原料，可减少钾长石粉的添加，节约原料；同时在无铅透明熔块釉釉烧过程中，铁含量越低，釉面生成釉泡和针孔等瑕疵的现象越少，同时熔块本身更澄澈。2)本发明在传统铅釉的基础上研究开发出了一种以Li₂O-ZnO-BaO-SrO等无毒的熔剂性原料完全代替强熔剂性原料PbO的釉料配方，按本发明所述配方制得的熔块釉，具有烧成范围宽，较好的通配性，低烧成温度即可形成光泽度高、平整性好的釉面，并具有良好的热稳定性和耐磨性能，铅溶出量为0等特点，广泛适用于建筑陶瓷、日用陶瓷、卫用陶瓷等领域。3)本发明混料过程中先淋洒石英砂、然后有序加其他料；目的是使水在石英颗粒的表面形成水膜，以溶解部分溶剂性可溶原料(如硼酸，硼砂)，使其溶液粘附于石英颗粒表面，促成石英加速熔融。4)本发明在熔制过程中，事先加入少量同组分熔块的目的在于，一是搪洗坩埚，减少配合料对坩埚的浸蚀；二是因为重熔的熔块熔点较首次熔融的配合料低，这就使夹在熔融体间的配合料中石英等难溶物加速熔融，夹生量明显降低，大大提高熔块质量，且有利于工厂节能减排。

附图说明

图1吉林某地钾长石矿的原矿成分检测分析报告。

图2处理后的钾长石矿的成分检测分析报告。

图3实施例1(a)和对比例1(b)制备的熔块图片。

具体实施方式

钾长石粉的预处理：将吉林某地钾长石矿，其原矿组成为K₂O 16.52％、Al₂O₃17.81％、SiO₂、Fe₂O₃0.42％详见图1，按照专利CN201811592181.6的处理方法得到处理后的高钾低铁钾长石粉，其成分组成详见图2，组成为K₂O 16.39％、Al₂O₃、17.72％，SiO₂65.01％、Fe₂O₃ 0.17％。预处理后的钾长石粉符合标准QB/T 1636-1992中一等品的要求。

实施例1

原料组份为：预处理后高钾低铁钾长石粉27.03％，滑石粉6.42％，石英砂25.14％，碳酸钙15.05％，硼酸3.14％，硼砂5.21％，氧化锌7％，碳酸锶3.33％，碳酸钡4.63％，碳酸镁2.02％，碳酸锂0.96％；将上述原料均过60目筛。

釉料制备：

(1)将石英砂先放入混料机中，接着加入相对总原料质量3.5％的水，并搅拌均匀，再接着加入碳酸锂、碳酸锶、硼酸，硼砂助熔剂原料，搅拌混匀，然后加入剩余的原料，搅拌混匀0.5h，得到配合料。

(2)将熔炉预热至1300℃，向炉中投入占配合料质量8％的已经熔好的同组分熔块，待熔块熔化后，投入配合料，如此反复，每次加料前都加少许现成熔块；熔炼2h后，用铁丝挑料以判断熔融情况，当挑出的料呈细长通透无气泡状态时，打开流料孔，玻璃液顺孔流至水槽内，水淬冷却后即得松脆的颗粒状无铅透明熔块。

其中熔块中化学组份为：SiO₂:53.56％,Al₂O₃:5.46％,Fe₂O₃:0.07％,CaO:9.86％,MgO:3.49％,Li₂O:0.46％,Na₂O:0.99％,K₂O:5.06％,ZnO:8.2％,BaO:4.21％,SrO:2.73％,B₂O₃:5.91％.

(3)将熔块在100℃的烘箱内烘干后，置于锆球罐，并加入相对熔块质量为0.3％的CMC和适量水后，进行球磨，其中氧化锆球磨球、熔块和蒸馏水的质量比例为2:1:0.5，球磨1.5h后，釉浆粒度控制在小于等于10um颗粒占90％以上，球磨完毕，得到釉浆。

(4)在经素烧后的坯体上施步骤(3)得到的釉浆，缓慢升温至1050℃釉烧，在此温度下保温30min，冷却至室温后即得优质无铅透明熔块釉陶瓷产品。

对比例1

根据实施例1的工艺与配方，仅将高钾低铁钾长石粉换成未处理过的钾长石粉，得到熔块。其中熔块中化学组份为：SiO₂:53.46％,Al₂O₃:5.45％,Fe₂O₃：0.26％,CaO:9.85％,MgO:3.48％,Li₂O:0.46％,Na₂O:0.99％,K₂O:5.05％,ZnO:8.18％,BaO:4.2％,SrO:2.72％,B₂O₃:5.90％(由于熔块中铁含量较少，小数点后取两位存在误差，属正常)。

实施例1和对比例1制备的熔块图片如图2所示，从图2中可以看出实施例1制备的熔块呈无色透明状，对比例1的熔块呈淡黄色，实施例1的透明度明显优于对比例1。

实施例2

原料组份为：预处理后高钾低铁钾长石粉28.58％，滑石粉7.86％，石英砂20.63％，碳酸钙15.72％，硼酸4.91％，硼砂4.03％，氧化锌7.86％，碳酸锶2.95％，碳酸钡4.91％，碳酸镁1.57％，碳酸锂0.98％；将上述原料均过60目筛。

釉料制备：

(1)将石英砂先放入混料机中，接着加入相对总原料质量4％的水，并搅拌均匀，再接着加入碳酸锂、碳酸锶、硼酸，硼砂助熔剂原料，搅拌混匀，然后加入剩余的原料，搅拌混匀0.5h，得到配合料。

(2)将熔炉预热至1300℃，向炉中投入占配合料质量10％的已经熔好的同组分熔块，待熔块熔化后，投入配合料，如此反复，每次加料前都加少许现成熔块；熔炼2h后，用铁丝挑料以判断熔融情况，当挑出的料呈细长通透无气泡状态时，打开流料孔，玻璃液顺孔流至水槽内，水淬冷却后即得松脆的颗粒状无铅透明熔块。

其中熔块中化学组份为：SiO₂:53.30％,Al₂O₃:5.32％,Fe₂O₃0.07％,CaO:9.62％,MgO:3.52％,Li₂O:0.44％,Na₂O:0.71％,K₂O:5.0％,ZnO:8.59％,BaO:4.17％,SrO:2.26％,B₂O₃:6.99％。

(3)将熔块在100℃的烘箱内烘干后，置于锆球罐，并加入相对熔块质量为0.3％的CMC和适量水后，进行球磨，其中氧化锆球磨球、熔块和蒸馏水的质量比例为2:1:0.8，球磨1.5h后，釉浆粒度控制在小于等于10um颗粒占90％以上，球磨完毕，得到釉浆。

(4)在经素烧后的坯体上施步骤(3)得到的釉浆，缓慢升温至1050℃釉烧，在此温度下保温30min，冷却至室温后即得优质无铅透明熔块釉陶瓷产品。