CN106746667B - 一种节能免烧透明釉料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能免烧透明釉料，该釉料按重量份数比计算包含如下成分：玻璃粉100‑120份，化工原料50‑80份；二者混匀后加水研磨为200‑400目的粉末，其中，所述化工原料按重量份数比计算包含如下组分：NaOH:9‑18份、Al(OH)₃:11‑16份、K₂CO₃:12‑16份、MgO:5‑6份、TiO₂:0.5‑1份、CaCO₃:9‑18份、Ba(OH)₂:3‑5份。本发明的免烧透明釉料不仅较原有工艺大幅降低了能源和资源消耗，且所得产品烧制的透明度、针孔、跳釉和釉面桔皮均符合国家产品质量要求。

Description

一种节能免烧透明釉料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种配方釉料技术领域，尤其是一种不经烧制即可使用的节能型透明釉料产品及其制备方法。

背景技术

瓷釉是覆盖在陶瓷制品上的一层薄层玻璃态物质。目前市场上的釉料是熔块釉，传统的熔块釉制备工艺是先烧制熔块，生成的熔块再与可塑性粘土混合细磨，即：原料粉碎-混合-加热融化-淬火-添加物料-球磨-釉料。该生产工艺步骤多，在制备熔块的过程中需要消耗大量的热能，北方的热能主要是靠燃烧煤炭产生，这不仅需要消耗大量的煤炭，而且燃烧煤炭产生的灰尘和二氧化碳会严重污染环境。

传统工艺将原料高温制成熔块主要原因有以下几点：1）釉料用的很多原料如果不制成熔块釉，在烧结的时候由于烧失量大可能影响釉料膨胀系数和出现针孔等；2）有些原料溶于水或带有碱性，如不制成熔块，可能影响釉浆性能， 如硼砂，氧化锌等；3）有些原料含碳酸根等，熔块烧制过程可把二氧化碳等提前排出从而不影响釉面平整度，如碳酸钾，碳酸钾，硼砂等；4）制成熔块后容易控制研磨时间和细度，更易于控制釉浆性能。现在国内生产的釉料都是采用传统工艺制备的熔块釉，该工艺成熟，能够生产多种釉料，包括透明熔块釉、透明熔块釉、含铅熔块釉和无铅熔块釉等。但是传统生产工艺也存在很多弊端，如工艺步骤多，在制备熔块的过程中需要消耗大量的热能，这就需要消耗大量的燃料，尤其在北方，热能主要是靠燃烧煤炭产生，这不仅需要消耗大量的煤炭，而且燃烧煤炭产生的灰尘和二氧化碳会严重污染环境。

随着传统能源的日益紧张，国家对工业生产节能降耗的大力提倡，改变釉料的传统生产工艺成为陶瓷行业节约能源、降低成本、提高生产效率的主要技术方针。陶瓷釉料的烧成在整个陶瓷生产能耗中占据着很大比重。为了改变这一现状，目前采取的方法有两大类：1）降低瓷釉的烧成温度，常见的方法是调整瓷釉配方、增加熔剂的种类、选用新型低温快烧原料以及采用纳米粉体作为原料，这些方法在一定程度上降低了烧成温度，但并不能从根本上解决问题；2）免烧釉料的研制，该工艺目前处于实验室研究阶段，研究过程中遇到两大难题：①免烧釉料原料的选择，迄今为止未能成功选择适合于工业化生产的原料；②粒度控制，粒度过大，不能满足产品质量要求，粒度过小，消耗大量的机械能。随着传统能源的日益紧张，国家"十二五"规划对工业生产节能降耗的大力提倡，改变釉料的生产工艺成为陶瓷行业节约能源、降低成本、提高生产效率的主要技术方针。

本研究的主要研究内容是以回收的废旧玻璃为主要原料，向其中加入化工原料，并精确调整各物料的使用量，控制其研磨粒度，不经加热融化，直接将混合物料粉磨制成免烧透明釉料；将制备的釉料进行球磨淋釉试烧，根据烧制结果筛选出最佳的釉料配方。该工艺与传统工艺相比较，不仅具有工艺简单、成本低、节能减排等优点，还将废旧玻璃回收利用，符合《“十二五”节能环保产业发展规划》中提出“固体废物综合利用”的发展方向，具有较高的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的种种不足，提供一种节能免烧透明釉料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种节能免烧透明釉料，该釉料按重量份数比计算包含如下成分：玻璃粉100-120份，化工原料50-80份；二者混匀后加水研磨为200-400目的粉末。

作为本发明的一种优选技术方案，该釉料按重量份数比计算包含如下成分：玻璃粉100份，化工原料65份；二者混匀后加水研磨为320目的粉末。

作为本发明的一种优选技术方案，所述化工原料按重量份数比计算包含如下组分：NaOH:9-18份、Al(OH)₃:11-16份、K₂CO₃:12-16份、MgO:5-6份、TiO₂:0.5-1份、CaCO₃:9-18份、Ba(OH)₂:3-5份。

作为本发明的一种优选技术方案，所述化工原料按重量份数比计算包含如下组分：NaOH:15份、Al(OH)₃:12份、K₂CO₃:13份、MgO:6份、TiO₂:0.5份、CaCO₃:15份、Ba(OH)₂:3.5份。

作为本发明的一种优选技术方案，所述玻璃粉为利用回收废旧玻璃净化后粉碎研磨制备的玻璃粉。

作为本发明的一种优选技术方案，所述废旧玻璃采用普通平板玻璃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述废旧玻璃采用高硼硅玻璃。

作为本发明的一种优选技术方案，所述废旧玻璃采用普通平板玻璃与高硼硅玻璃的组合物，其中普通平板玻璃与高硼硅玻璃的重量份数比为2:1。

上述节能免烧透明釉料的制备方法，包含如下步骤：

A、利用回收废旧玻璃净化后粉碎研磨制备玻璃粉，所述废旧玻璃采用普通平板玻璃与高硼硅玻璃的组合物，其中普通平板玻璃与高硼硅玻璃的重量份数比为2:1，备用；

B、按比例称取化工原料，所述化工原料按重量份数比计算包含如下组分：NaOH:9-18份、Al(OH)₃:11-16份、K₂CO₃:12-16份、MgO:5-6份、TiO₂:0.5-1份、CaCO₃:9-18份、Ba(OH)₂:3-5份；备用；

C、将步骤A所得玻璃粉100-120重量份与步骤B所得化工原料50-80重量份加水50-60重量份充分混匀，球磨研磨，过筛，控制产品粒度为200-400目，即得。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

在技术指标上，本发明制备的免烧透明釉料，通过烧制实验验证，烧制墙砖釉面的透明度、针孔、跳釉和釉面桔皮均符合国家产品质量要求。

在经济指标上，本发明以回收废旧玻璃为主要原料，不经过加热熔融直接通过粉碎制得釉料，不仅节约了原料成本，也节约了燃料成本，新工艺的生产成本为传统工艺的50%-60%。

在社会效益指标上，本发明的釉料能够显著降低能耗，无灰尘和二氧化碳的排放，节能减排，改善工人劳动环境和周围居民的生活环境；摆脱对于传统天然原材料的依赖性，增加产品技术含量，降低成本增产创收，增加财政收入，还可提高当地就业率。

在成果指标上，以回收废旧玻璃为主要原料，通过免烧的方法制备釉料的生产工艺达到国内领先水平。

综上，本课题以回收废旧玻璃代替熔块，向其中加入化工原料，并精确调整各物料的使用量，不经加热融化即可直接将混合物料粉磨制成釉料，该工艺与传统工艺相比较，不仅具有工艺简单、成本低、节能减排等优点，还将废旧玻璃回收利用，符合《“十二五”节能环保产业发展规划》中提出“固体废物综合利用”的发展方向。

具体实施方式

以下实施例详细说明了本发明。本发明所使用的各种原料及各项设备均为常规市售产品，均能够通过市场购买直接获得。

实施例1

一种节能免烧透明釉料，该釉料按重量份数比计算包含如下成分：玻璃粉100份，化工原料65份，水55份；混匀后用球磨机研磨为320目的粉末。

其中，玻璃粉为利用回收废旧玻璃净化后粉碎研磨制备的玻璃粉，废旧玻璃采用普通平板玻璃与高硼硅玻璃的组合物，普通平板玻璃与高硼硅玻璃的重量份数比为2:1。

其中，化工原料按重量份数比计算包含如下组分：NaOH:15份、Al(OH)₃:12份、K₂CO₃:13份、MgO:6份、TiO₂:0.5份、CaCO₃:15份、Ba(OH)₂:3.5份。

实施例2

节能免烧透明釉料的制备方法包含如下步骤：

A、利用回收废旧玻璃净化后粉碎研磨制备玻璃粉，所述废旧玻璃采用普通平板玻璃与高硼硅玻璃的组合物，其中普通平板玻璃与高硼硅玻璃的重量份数比为2:1，备用；

B、按比例称取化工原料，所述化工原料按重量份数比计算包含如下组分：NaOH:15份、Al(OH)₃:12份、K₂CO₃:13份、MgO:6份、TiO₂:0.5份、CaCO₃:15份、Ba(OH)₂:3.5份；备用；

C、将步骤A所得玻璃粉100重量份与步骤B所得化工原料65重量份加水55重量份充分混匀，研磨，过筛，控制产品粒度为320目，即得。

实施例3

在本发明的技术方案中，经电炉试烧及进一步的球磨淋釉试烧显示，物料的选择及釉料的粒度这两项关键技术指标，对于釉料的熔融状态及釉料与坯体的结合程度具有决定性的意义，尤其是物料的选择及配比，还会对烧制釉面的透明度、针孔、跳釉和釉面桔皮等技术指标产生重要影响，因此，本发明的物料配比及粒度选择为本发明的核心技术方案及本发明有益效果的重要基础。相关的对比试验及数据如下所示。

表1. 不同配方釉料的性能

玻璃粉	NaOH	Al(OH)<sub>3</sub>	K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>	MgO	TiO<sub>2</sub>	CaCO<sub>3</sub>	Ba(OH)<sub>2</sub>	MnO<sub>2</sub>	Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>	烧制效果
											100	9	16	12	5	1	9	5	3	5	光泽度好，透明度差，平整度稍差，无析晶、气泡、针孔等现象、有龟裂、桔釉
100	9.5	13	12.5	5	0.9	11	4.5	2.5	5	光泽度好，透明度差，平整度好，无析晶、气泡、针孔等现象、有龟裂、桔釉
											100	12	12	13.5	5.5	0.8	13	4	2	2	光泽度好，透明度稍差，平整度稍差，有析晶、气泡、针孔现象，无桔釉、龟裂现象
100	18	11	15	5.5	0.7	15	3.5	1.5	2	光泽度稍差，透明度稍差，平整度好，有析晶、气泡、针孔现象，无桔釉、龟裂现象
											100	13.5	11.5	16	6	0.6	18	3	1	0	光泽度稍差，透明度高，平整度稍差，无析晶、气泡、针孔、桔釉、龟裂等现象
100	15	12	13	6	0.5	15	3.5	0	0	光泽度好，透明度高，平整度好，无析晶、气泡、针孔、桔釉、龟裂等现象（实施例1的优选配方）

与此同时，粒度的选择也是一个重要的项目，参见表2所示测验结果，当粒度达到320目左右时，继续提高目数不会对产品性能带来显著的改善，但是能耗却显著增加。

表2. 不同粒度釉料的性能

粉体粒度	200目	320目	400目
				烧制效果	分散性稍差，熔融性稍差，与坯体结合略差	分散性好，熔融性好，与坯体结合好	分散性好，熔融性好，与坯体结合好，耗能大

另外，玻璃粉的选择也会对产品性能产生实质的影响，如表3所示，选择平板2重量份、高硼硅1重量份的玻璃粉配比，达到了比单纯高硼硅玻璃更好的效果。

表3. 玻璃粉成分对产品性能的影响

成份	平板玻璃	高硼硅硅玻璃	平板/高硼硅(2:1)
				烧制效果	熔融性差，与坯体结合不牢，光泽度差，透明度适中，硬度好，易裂	熔融性好，与坯体结合牢，无龟裂，光泽度好，透明度高，硬度较差，成本高	熔融性好，与坯体结合牢，无龟裂，光泽度好，透明度高，硬度好，成本适中，降低耗能

综上所述，本发明研发的免烧透明釉料，不仅较原有工艺大幅降低了能源和资源消耗，且所得产品烧制的透明度、针孔、跳釉和釉面桔皮均符合国家产品质量要求。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (7)

1.一种节能免烧透明釉料，其特征在于：该釉料按重量份数比计算由如下组分构成：玻璃粉100-120份，化工原料50-80份；二者混匀后加水研磨为200-400目的粉末；

所述化工原料按重量份数比计算由如下组分构成：NaOH:9-18份、Al(OH)₃:11-16份、K₂CO₃:12-16份、MgO:5-6份、TiO₂:0.5-1份、CaCO₃:9-18份、Ba(OH)₂:3-5份。

2.根据权利要求1所述的节能免烧透明釉料，其特征在于：所述化工原料按重量份数比计算由如下组分构成：NaOH:15份、Al(OH)₃:12份、K₂CO₃:13份、MgO:6份、TiO₂:0.5份、CaCO₃:15份、Ba(OH)₂:3.5份。

3.根据权利要求1所述的节能免烧透明釉料，其特征在于：所述玻璃粉为利用回收废旧玻璃净化后粉碎研磨制备的玻璃粉。

4.根据权利要求3所述的节能免烧透明釉料，其特征在于：所述废旧玻璃采用普通平板玻璃。

5.根据权利要求3所述的节能免烧透明釉料，其特征在于：所述废旧玻璃采用高硼硅玻璃。

6.根据权利要求3所述的节能免烧透明釉料，其特征在于：所述废旧玻璃采用普通平板玻璃与高硼硅玻璃的组合物，其中普通平板玻璃与高硼硅玻璃的重量份数比为2:1。

7.权利要求1所述的节能免烧透明釉料的制备方法，其特征在于：该方法包含如下步骤：

A、利用回收废旧玻璃净化后粉碎研磨制备玻璃粉，所述废旧玻璃采用普通平板玻璃与高硼硅玻璃的组合物，其中普通平板玻璃与高硼硅玻璃的重量份数比为2:1，备用；

B、按比例称取化工原料，所述化工原料按重量份数比计算由如下组分构成：NaOH:9-18份、Al(OH)₃:11-16份、K₂CO₃:12-16份、MgO:5-6份、TiO₂:0.5-1份、CaCO₃:9-18份、Ba(OH)₂:3-5份；备用；

C、将步骤A所得玻璃粉100-120重量份与步骤B所得化工原料50-80重量份加水50-60重量份充分混匀，球磨研磨，过筛，控制产品粒度为200-400目，即得。