一種小粒徑鐠鋯黃陶瓷色料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種陶瓷色料，具體設(shè)及一種平均粒徑較小的錯錯黃陶瓷色料及其制 備方法，W及利用該陶瓷色料制備陶瓷墨水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷裝飾用墨水應(yīng)用于各類陶瓷裝飾技術(shù)，如傳統(tǒng)的陶瓷印花技術(shù)、陶瓷裝飾用 彩色噴墨打印技術(shù)（InkJetPrinting)、陶瓷噴墨印花技術(shù)等。一般說來，裝飾陶瓷的方法 都是通過噴墨或其他印制方式將含有色料的陶瓷墨水或著色劑印于陶瓷熟胚上，再經(jīng)過燒 制固定圖案。受噴墨的噴頭孔徑和墨水通路系統(tǒng)的制約，陶瓷墨水中色料顆粒必須足夠細(xì) 小W保證噴墨的順楊。同時(shí)為避免存放和使用過程中的顆粒沉淀，必須要求色料顆粒細(xì)小。 高檔陶瓷墨水正是由于色料細(xì)膩、色差小而價(jià)格極其昂貴。錯錯黃色料W其優(yōu)雅的色調(diào)和 穩(wěn)定性的呈色能力在無機(jī)陶瓷色料領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于陶瓷墨水中時(shí)，錯錯黃 色料也面臨著其他種類的色料同樣存在的問題：如何克服色差、如何提升色料的粘附性、如 何避免在墨水制備過程中對色料顆粒結(jié)構(gòu)的破壞。
[000引如申請?zhí)枮?01010104665. 9名為《一種Mn-Al紅陶瓷色料的制備方法》中所述， 合理選擇成分配方，并在配方中添加有機(jī)燃燒劑，利用低溫燃燒工藝制備出顏料發(fā)色穩(wěn)定。 粒度細(xì)且分布均勻的紅色顏料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對應(yīng)用于陶瓷墨水中的陶瓷色料普遍存在的問題，本發(fā)明提供了一種小粒徑的 錯錯黃陶瓷色料，不僅燒制出的錯錯黃色料顆粒粒徑小、結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，使之在制備陶瓷墨 水的過程中結(jié)構(gòu)不易被破壞。同時(shí)，該色料在透明釉中呈色強(qiáng)度高，色調(diào)細(xì)膩無色差，可作 為高檔陶瓷色料使用。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過W下技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)： 1、原料配方 合理選擇原料配方是制備高檔陶瓷色料的必然選擇。在錯錯黃陶瓷色料的規(guī)?；a(chǎn) 中，固相合成法是最為成熟的制備方法。W氧化錯、氧化錯、二氧化娃和礦化劑為主要組成 部分的固相合成法發(fā)生的反應(yīng)為： Si〇2+Z;r〇2 -ZrSiO4 在該反應(yīng)中，礦化劑作為催化劑促使反應(yīng)順利進(jìn)行，然后著色劑氧化錯中的Pr4+離子 進(jìn)入ZrSi〇4晶格中，從而形成固溶體色料。
[0006] 本發(fā)明中的錯錯黃陶瓷色料的組分及組分對應(yīng)的重量百分比為：氧化錯3-6%、氧 化錯48-62%、二氧化娃30-40%，礦化劑3-8% ;其中氧化錯選用氧化錯生產(chǎn)過程中不脫除給 元素的產(chǎn)物，其中氧化錯與給元素的原子摩爾比大于40 :1 ;二氧化娃選用二氧化娃氣凝 膠，其邸T比表面積為500-800m7g，平均粒徑為3-8ym，孔隙體積為3-5。
[0007] 給元素是錯礦石中常見的元素之一，給元素是W完全類質(zhì)同象的形式置換錯礦石 中的錯元素形成錯石-給石固溶體系列。自然界礦物中Zr與Hf原子比平均值約為50 : 1-20:1，該比值根據(jù)錯石原礦種類的不同而變化。在制備純氧化錯的過程中，往往要分離給 元素，而分離兩者非常困難，也造成了純度高的氧化錯原料的成本居高不下。現(xiàn)有技術(shù)中制 備錯錯黃陶瓷色料所用氧化錯原料多使用純氧化錯，如電烙錯或化學(xué)錯，純凈度越高越好， W避免雜質(zhì)離子影響固相合成中的反應(yīng)。本發(fā)明的發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用氧化錯生產(chǎn) 過程中不脫除給元素的產(chǎn)物代替高純度氧化錯作為錯錯黃陶瓷色料中氧化錯的來源，不僅 能夠降低氧化錯的成本，而且對固相合成中的反應(yīng)沒有影響，甚至在一定程度上對著色劑 氧化錯的Pr4+離子進(jìn)入晶格中形成固溶體有促進(jìn)作用，宏觀表現(xiàn)為可促進(jìn)錯錯黃色料的呈 色能力，但是需控制氧化錯與給元素的原子摩爾比大于40 :1，給元素含量過多對于色料整 體色調(diào)會有影響，而且會影響Pr4+離子進(jìn)入晶格顯色。
[0008] 本發(fā)明中采用二氧化娃氣凝膠代替現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的普通石英與氧化錯進(jìn) 行反應(yīng)，二氧化娃氣凝膠不僅純度高，而且比表面積大、孔隙體積高，能夠與氧化錯充分接 觸反應(yīng)，使固相中生成ZrSi〇4的反應(yīng)進(jìn)行的更為完全。二氧化娃氣凝膠本身的粒徑小，而且 性脆，使用普通研磨罐或其他的機(jī)械研磨方式即可將其研磨成更細(xì)膩的粉體，有助于色料 粉體整體的細(xì)化。在本發(fā)明中，選用的二氧化娃氣凝膠BET比表面積為500-800m7g，平均粒 徑為3-8ym，孔隙體積為3-5,運(yùn)些要求對于二氧化娃氣凝膠的制備來說較為容易達(dá)到，而 且對于陶瓷色料的生產(chǎn)來說已經(jīng)足夠。也可采用比表面積更大，孔隙體積更大的二氧化娃 氣凝膠，須考慮到陶瓷色料的制備成本。本發(fā)明中的二氧化娃氣凝膠使用現(xiàn)有技術(shù)中常用 的方法制備即可，如利用娃溶膠在溶劑中老化、純化，或者使用溶膠凝膠法，在此不再寶述。
[0009] 二氧化娃的來源也可選用超細(xì)石英，超細(xì)石英粉的粒度需達(dá)到平均粒徑為1-5ym 才能保證后續(xù)研磨過程中色料組織不受破壞。
[0010] 進(jìn)一步優(yōu)選，錯錯黃陶瓷色料的組分及組分對應(yīng)的重量百分比為氧化錯3. 5-4%、 氧化錯58-62%、二氧化娃氣凝膠30-35%，礦化劑3-6%。
[0011] 礦化劑在色料的合成過程中起著至關(guān)重要的作用，用于提高反應(yīng)物的活性、降低 色料的合成溫度，有利于反應(yīng)的順利進(jìn)行。本發(fā)明中礦化劑優(yōu)選為氯化錠、氣化領(lǐng)和氣娃酸 鐘的混合物，其重量比為氯化錠1 :氣化領(lǐng)2 :氣娃酸鐘1. 5,其中氣化領(lǐng)可替換為氣化鋼，氣 娃酸鐘可替換為氣娃酸鋼。本發(fā)明的發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用上述配方的礦化劑可降低 色料般燒的溫度，使色料呈色更均勻。
[0012] 進(jìn)一步優(yōu)化配方，上述錯錯黃陶瓷色料中還可添加質(zhì)量百分比為0. 5-1%的氧化 姉或氧化錠。添加適量的氧化姉或氧化錠能夠增添錯錯黃陶瓷色料的呈色強(qiáng)度，使錯錯黃 色料的色澤更為柔和。
[0013] 2、錯錯黃陶瓷色料的制備方法 步驟一，將氧化錯、氧化錯、二氧化娃氣凝膠和礦化劑原料粉碎、研磨至粒徑為1-3ym， 烘干后混合均勻。
[0014] W往的現(xiàn)有技術(shù)中，采用的原料粒徑大且粒度分布寬，使得燒制后的色料粒徑也 大、粒度分布也寬，導(dǎo)致后續(xù)在制備陶瓷墨水的研磨過程中破壞了色料的顆粒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致色 料消色嚴(yán)重、發(fā)色淺。本發(fā)明的方案中，采用的原料粒徑差異小、粒度分布窄，且由于二氧化 娃氣凝膠的特性使得色料粉體原料易被研磨至更小的粒徑。
[001引步驟二將混合好的原料放置于厘鉢中般燒，般燒溫度為1000-1200°c，升溫過程 的時(shí)間控制為2-化，溫度升至般燒溫度后保溫2-化，取出厘鉢即得錯錯黃陶瓷色料的燒成 產(chǎn)物。因?yàn)樯显系牧捷^小，所W色料般燒的時(shí)間可適當(dāng)延長W保證反應(yīng)時(shí)間的充足。 一般的陶瓷色料般燒溫度為1200°CW上，本發(fā)明中，因添加了合適的礦化劑，可將般燒溫度 控制為1000-1200°C即可。
[0016] 步驟=，將步驟二中的燒成產(chǎn)物研磨均勻，用去離子水清洗3-4次，烘干，即得所 需錯錯黃陶瓷色料。制備錯錯黃色料的過程中研磨設(shè)備使用普通的研磨罐即可，也可使用 其他常用的色料制備過程中的研磨方式。
[0017] 上述錯錯黃色料顆粒粒徑為1-3ym、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，再次研磨也不會影響其結(jié)構(gòu)。
[0018] 3、應(yīng)用上述錯錯黃陶瓷色料制備陶瓷墨水的制備方法 將錯錯黃陶瓷色料W重量百分比20-40%添