一种耐磨数码陶瓷釉料
阅读说明：本技术 一种耐磨数码陶瓷釉料 (Wear-resistant digital ceramic glaze ) 是由 黄大泱 叶建明 王礼 卢佩玉 于 2021-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及陶瓷生产领域,提供一种耐磨数码陶瓷釉料,用于提高陶瓷砖的耐磨性能。本发明提供的耐磨数码陶瓷釉料,包括：熔块50～60质量份,高岭土10～20质量份,硅酸锆10～15质量份,氧化锆1～3质量份,锆英石10～20质量份,硫酸钡1～3质量份。通过添加不同粒径的硅酸锆,并结合氧化锆,充分提高了釉料的耐磨性能。(The invention relates to the field of ceramic production, and provides a wear-resistant digital ceramic glaze for improving the wear resistance of ceramic tiles. The invention provides a wear-resistant digital ceramic glaze, which comprises the following components: 50-60 parts of clinker, 10-20 parts of kaolin, 10-15 parts of zirconium silicate, 1-3 parts of zirconium oxide, 10-20 parts of zirconite and 1-3 parts of barium sulfate. By adding zirconium silicate with different particle sizes and combining zirconium oxide, the wear resistance of the glaze is fully improved.)
技术领域
本发明涉及陶瓷生产领域，具体涉及一种耐磨数码陶瓷釉料。
背景技术
陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。通常在室温下通过干压、挤压或其他成型方法成型，然后干燥，在一定温度下烧成。
釉面发生的磨粒磨损主要有以下形式：泥沙或尘埃等磨粒移动于釉面和另一个摩擦副（如鞋底、家具底部等）表面之间，对釉面产生的磨损，可以称为三体磨粒磨损。通常该磨损状态下磨粒与釉面有较大的接触应力，这种压应力使釉层表面发生脆裂或剥落；釉面和另一个摩擦副在接触面中间没有磨粒的情况下对磨而产生的磨损，摩擦副相当于接触面积极大的磨粒，这种磨损为低应力磨粒磨损；由磨粒在釉层表面相对运动引起的磨损称为二体磨损，其运动方向可分解为与釉面平行及垂直两个方向。平行釉面的摩擦会在釉层表面划出微小犁沟痕迹；垂直釉面的摩擦会在釉面上冲击出凹坑，导致材料从釉面脱落。显然三体磨粒磨损形式是最常发生的釉面磨损形式。
耐磨性能低的釉料制备出来的抛釉砖很容易磨花，经历长时间的使用后，或多或少地都会受到不同程度的摩损，光泽度下降非常明显，表面暗淡无光。
目前，通过在釉料中引入超细刚玉微粉，釉料中氧化铝的含量提高后，其硬度也相应提高，可以在一定程度上改善了釉面的耐磨性，但效果仍有待进一步提高。
发明内容
本发明解决的技术问题为提高陶瓷砖的耐磨性能，提供耐磨数码陶瓷釉料。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块50~60质量份，高岭土10~20质量份，硅酸锆10~15质量份，氧化锆1~3质量份，锆英石10~20质量份，硫酸钡1~3质量份。
锆英石主要成分是硅酸锆，不同粒径的硅酸锆可以在烧成过程中镶嵌到玻璃熔体内，充分提高釉层的耐磨性能。
通过添加不同粒径的硅酸锆，并结合氧化锆，充分提高了釉料的耐磨性能。
优选地，包括：熔块55~60质量份，高岭土15~20质量份，硅酸锆12~15质量份，氧化锆2~3质量份，锆英石13~20质量份，硫酸钡2~3质量份。
优选地，包括：熔块55质量份，高岭土15质量份，硅酸锆12质量份，氧化锆2质量份，锆英石13质量份，硫酸钡2质量份。
优选地，所述硅酸锆的晶体尺寸为500~600nm。
优选地，所述硅酸锆的制备方法包括：
取氧氯化锆30~40质量份，正硅酸乙酯15~25质量份，氟化锂0.1~0.5质量份；
将氧氯化锆同3~5倍量的去离子水混合，搅拌均匀，加入氟化锂，再搅拌均匀，得到第一混合液；
将正硅酸乙酯同3~5倍量的去离子水混合，搅拌均匀，调节pH至碱性，得到第二混合液；
将第一混合液和第二混合液混合，调节pH至9~11，搅拌2~12h，得到前驱体，将前驱体同0.8~1倍量的去离子水混合均匀，干燥，得到硅酸锆。
优选地，氧氯化锆38~40质量份，正硅酸乙酯20~25质量份，氟化锂0.2~0.5质量份。
优选地，氧氯化锆38质量份，正硅酸乙酯20质量份，氟化锂0.2质量份。
优选地，所述熔块为KT1411。
优选地，所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆、锆英石、硫酸钡混合均匀，加水球磨8~10h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
优选地，所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将锆英石和硫酸钡混合均匀，高温烧制，水淬，得到中间粉体；
将中间粉体与熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆混合均匀，加水球磨8~10h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：通过添加不同粒径的硅酸锆，并结合氧化锆，充分提高了釉料的耐磨性能。在釉料中引入了硬质晶体，该硬质晶体能提高釉层强度、硬度及断裂韧性，同时覆盖在釉层上，起到了抵抗研磨的作用。同时利用氧化锆与硅酸锆共存于釉层中，有效地提高了耐磨效果。
具体实施方式
以下实施列是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。
实施例1
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土150g，硅酸锆120g，氧化锆20g，锆英石130g，硫酸钡20g。
所述硅酸锆的制备方法包括：
取氧氯化锆380g，正硅酸乙酯200g，氟化锂2g；
将氧氯化锆同2000g的去离子水混合，搅拌均匀，加入氟化锂，再搅拌均匀，得到第一混合液；
将正硅酸乙酯同1000g的去离子水混合，搅拌均匀，调节pH至碱性，得到第二混合液；
将第一混合液和第二混合液混合，调节pH至9，搅拌10h，得到前驱体，将前驱体同3500g去离子水混合均匀，升温至200℃，反应24h，干燥，得到硅酸锆。所述熔块为KT1411。所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆、锆英石、硫酸钡混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
锆英石主要成分是硅酸锆，不同粒径的硅酸锆可以在烧成过程中镶嵌到玻璃熔体内，充分提高釉层的耐磨性能。
通过添加不同粒径的硅酸锆，并结合氧化锆，充分提高了釉料的耐磨性能。
实施例2
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土150g，硅酸锆120g，氧化锆20g，锆英石130g，硫酸钡20g。
所述硅酸锆的制备方法包括：
取氧氯化锆380g，正硅酸乙酯200g，氟化锂2g；
将氧氯化锆同2000g的去离子水混合，搅拌均匀，加入氟化锂，再搅拌均匀，得到第一混合液；
将正硅酸乙酯同1000g的去离子水混合，搅拌均匀，调节pH至碱性，得到第二混合液；
将第一混合液和第二混合液混合，调节pH至9，搅拌10h，得到前驱体，将前驱体同3500g去离子水混合均匀，升温至200℃，反应24h，干燥，得到硅酸锆。所述熔块为KT1411。
所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将锆英石和硫酸钡混合均匀，高温烧制，水淬，粉碎后得到中间粉体；
将中间粉体与熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
实施例3
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土150g，硅酸锆120g，氧化锆20g，锆英石130g，硫酸钡20g。
所述硅酸锆的制备方法包括：
取锆英石150g，球磨后干燥，得到包含硅酸锆的粉体。所述熔块为KT1411。所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆、锆英石、硫酸钡混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
对比例1
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土150g，硅酸锆120g，氧化锆20g。
所述硅酸锆的制备方法包括：
取氧氯化锆380g，正硅酸乙酯200g，氟化锂2g；
将氧氯化锆同2000g的去离子水混合，搅拌均匀，加入氟化锂，再搅拌均匀，得到第一混合液；
将正硅酸乙酯同1000g的去离子水混合，搅拌均匀，调节pH至碱性，得到第二混合液；
将第一混合液和第二混合液混合，调节pH至9，搅拌10h，得到前驱体，将前驱体同3500g去离子水混合均匀，升温至200℃，反应24h，干燥，得到硅酸锆。所述熔块为KT1411。所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
对比例2
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土170g，硅酸锆120g，锆英石130g，硫酸钡20g。
所述硅酸锆的制备方法包括：
取氧氯化锆380g，正硅酸乙酯200g，氟化锂2g；
将氧氯化锆同2000g的去离子水混合，搅拌均匀，加入氟化锂，再搅拌均匀，得到第一混合液；
将正硅酸乙酯同1000g的去离子水混合，搅拌均匀，调节pH至碱性，得到第二混合液；
将第一混合液和第二混合液混合，调节pH至9，搅拌10h，得到前驱体，将前驱体同3500g去离子水混合均匀，升温至200℃，反应24h，干燥，得到硅酸锆。所述熔块为KT1411。所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将熔块、高岭土、硅酸锆、锆英石、硫酸钡混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
对比例3
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土150g，硅酸锆120g，氧化锆20g，锆英石130g，硫酸钡20g，高岭土25g，烧滑石5g，石英2g，萤石3g，硫酸钡3g。所述熔块为KT1411。
所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
高岭土25g、烧滑石5g、石英2g、萤石3g、硫酸钡3g混合均匀粉碎，从常温升至300℃，用时60min；从300℃升至1100℃，用时60min；从1100℃升至1400℃，用时35min；从1400℃升至1520℃，用时5min；从1520℃降至1400℃，用时10min；在1400℃保温20min；从1400℃降至900℃，用时40min；水淬后得到中间粉体。
将熔块、高岭土、硅酸锆、锆英石、氧化锆、硫酸钡、中间粉体混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
对比例4
耐磨数码陶瓷釉料，包括：熔块550g，高岭土150g，硅酸锆120g，氧化锆20g，锆英石130g，硫酸钡20g，高岭土25g，烧滑石5g，石英2g，萤石3g，硫酸钡3g。所述熔块为KT1411。
所述耐磨数码陶瓷釉料的制备方法包括：
将高岭土25g、烧滑石5g、石英2g、萤石3g、硫酸钡3g混合均匀粉碎，从常温升至300℃，用时60min；从300℃升至1100℃，用时60min；从1100℃升至1400℃，用时35min；从1400℃升至1520℃，用时5min；从1520℃降至1400℃，用时10min；在1400℃保温20min；从1400℃降至900℃，用时40min；水淬后得到中间粉体。
将锆英石130g、硫酸钡20g混合均匀，从常温升至300℃，用时60min；从300℃升至1100℃，用时60min；从1100℃升至1400℃，用时35min；从1400℃升至1520℃，用时5min；从1520℃降至1400℃，用时10min；在1400℃保温20min；从1400℃降至900℃，用时40min；水淬后得到混合粉体。
将熔块、高岭土、硅酸锆、氧化锆、中间粉体、混合粉体混合均匀，加水球磨9h，干燥，得到耐磨陶瓷釉料。
实验例
参照有釉砖表面耐磨法（ISO 10545 - 7: 1996 Determination of resistanceto surface abrasion for glazed tiles）对上述实施例和对比例的釉料烧成的釉面砖进行测试。磨料使用ISO10545-7规定级配的钢球和20ml的去离子水加上3.0g的80目刚玉砂或3.0g的80目石英砂。各实施方式制成的样品耐磨测试前后均清洗干净并烘干至恒重后记录其重量。根据测试前后的称重结果，确定各实施方式的磨耗结果。
表1 各实施方式的磨耗结果
从表1可以看出，实施例1和2的耐磨性能较佳，按照水热法制成的硅酸锆粉体，尺寸可以达到300nm以下，同氧化锆联用，可以有效地提高耐磨性能。
实施例3中硅酸锆是由锆英石球磨得到的，尺寸只能降低到微米级，不能进一步降低，耐磨性能无法充分提高。
对比例1中，未采用锆英石和硫酸钡，额外添加的锆英石和硫酸钡可以提供烧成过程中熔体的黏度，同时促进部分锆英石镶嵌到玻璃熔体上。对比例2没有采用氧化锆，其耐磨效果进一步下降，氧化锆可以同硅酸锆产生一定的协同作用，形成部分氧化锆共生的硅酸锆耐磨釉。
对比例3和对比例4中，增加了新的混合粉体，可以形成堇青石晶体，但这种混合粉体与其他组分的联用效果不佳，不能进一步提高釉体的耐磨性能。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
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