卫生陶瓷光泽黑色釉的制备

2022-06-06刘文文

佛山陶瓷 2022年5期

关键词：卫生陶瓷釉料原料

刘文文

摘要：本文利用单一的钴黑色料，通过科学的基础釉料配方设计，配合使用常见的陶瓷原料，最终制备出了一款呈色纯正且发色稳定的卫生陶瓷产品使用的光泽黑色釉，并探讨了配方中的主要原料以及釉料制备工艺对釉料的影响。

关键词：釉料;原料;卫生陶瓷

1 前言

目前，我国的卫生陶瓷产品存在品种单一、花色不全、档次较低等问题。高档卫生陶瓷系列颜色釉的研究为提高产品档次、增加花色品种打下基础。黑色是卫生陶瓷釉中比较名贵的颜色，属深色系列，其产品如果搭配合理，倍显雍容华贵。

当前各个陶瓷厂家对黑色釉的制备技术虽然已经成熟。但是其配方中使用的原料大多都加入了氧化锌、烧滑石、白云石、硅酸锆等化工原料以及氧化锰、氧化钴、氧化铁等金属氧化物作为着色剂原料。

2 釉料制备

2.1 配方原料

配制釉料所用的原料及其化学成分见表1所示。

2.2 工艺流程

配料—湿法球磨—釉浆检测—放釉—一次除铁过筛—釉浆调制—二次除铁过筛—施釉—烧成—分级—包装入库。

2.3 釉料配方

经过多次配方实验确定釉料的配方范围如表2所示。

其中上述所用钴黑色料的细度为325目筛余<0.5%，水分<0.5%。

2.4 工艺参数

料：球：水=1：2.2-2.5：0.6-0.8。

球磨时间：10.5-12.5h。

釉浆细度：400目细度<0.16%，10μm以下颗粒占比：65-72%。

一次除铁过筛：180目;二次除铁过筛：200目。

釉浆比重：1.740-1.760g/cm。

喷釉厚度：0.5-0.9mm。

烧成时间：16-20h。

采用手工循环线进行手工喷釉，喷完釉的釉坯装入干燥窑中，待干燥至水分低于1.5%以后进入隧道窑经1190-1230℃一次烧成。

2.5 检测方法

（1）光泽度的测定：使用WGG-60型光泽度仪对试样进行光泽度的测试，只需将光泽度仪的测量口对准需要测量的试样，按下仪器，自动开始测量，测量完成后屏幕上显示的数值即试样的光泽度结果。

（2）抗污能力的测定：将产品或试片的表面用洁净的软布擦拭干净，在100cm的表面上滴加3-4滴墨汁，然后用右手戴上橡胶手套握紧手指后将墨汁抹匀并用力反复研磨，3min后用水将其表面的墨汁冲洗干净，观察吸附在釉层表面黑色污点的多少。

（3）热稳定性的测定：将产品或试片放置于电热鼓风恒温干燥箱中在130℃温度下烘烤3小时，然后将其放入3℃的冰水中，待产品或试片温度降至常温后，再放置至一个装满红墨水溶液的容器内浸泡10min后（红墨水溶液要浸没待测物体）取出观察釉面是否有裂纹。

（4）色差的测定：使用美国爱色丽X-Rite Ci60色差仪对其进行色差的测试。该色差仪为便携带式的数显仪器，测量时先选定所用标准后，只需将色差仪的测量口对准需要测量的试样，按下仪器，自动开始测量，测量完成后屏幕上显示的数值即试样的色差结果。

（5）釉料高温流动性的测定：取试样釉浆注入特定模具中制成直径为18mm的圆柱形釉条，置于烘箱内烘干后称取4g用湿甲基（CMC与水1比10混合搅拌均匀制成）将其粘在斜坡板方砖上并放置于特制的45°耐火支架上入窑烧成，烧后用钢尺测量釉条流下来在方砖上的距离即可以表征釉料的高温流动性（也叫熔长）。

2.6 釉料检测结果

釉料的化学组成如表3所示。

釉料始熔温度：1050-1080℃;

釉面光泽度：91.6GU;

抗污能力：优等（5级）;

热稳定性：20-130℃三次不裂;

色差：L*：26.83 ，a*：-1.32，b*：-0.25;

釉料的高温流动性（熔长）：55-62mm。

3实验讨论

3.1 原料的影响

3.1.1 钠长石的影响

配方中合理的使用钠长石。如果使用钾长石，其熔融温度比钠长石高，使得烧后釉面呈现较多的小针孔，而用高温流动性大钠长石代替钾长石同时引入氧化钠，增加了釉熔体的表面张力，降低高温粘度，烧后釉面无细小的针孔，釉面光亮平滑。

3.1.2 石英的影响

石英主要提供釉中的SiO成分。釉中SiO含量增加可以影响釉的許多性质，如提高始熔温度，提高釉的粘度，增加釉对化学侵蚀的抵抗力，增加釉的机械强度和硬度，降低釉的平整系数等。釉的成熟温度随SiO及AIO摩尔数的增大而相应提高。为了得到釉面效果良好的光泽釉，本实验的釉的SiO/AIO控制在11-13之间。

3.1.3 方解石的影响

方解石提供的CaO在高温时可使得釉料的粘度快速降低，因此有利于烧成过程中坯釉物化反应产生的气体快速排出，减少釉面针孔，同时由于CaO具有较高的折射率和表面张力，因此提高了产品的釉面光泽度和平整度。但是方解石加入过多后，会使得釉面出现析晶而影响发色材料的正常发色，造成釉面“发白”且有较多的细小针孔，而且容易造成釉面变软进而出现刮花现象。

3.1.4 硅灰石的影响

硅灰石粉能够提供CaO，配方中加入少量的硅灰石代替部分方解石。硅灰石没有或烧失量小，且提供的CaO具有较强的助熔作用，不仅有利于减少或者消除釉层中的气泡，而且能相对减少釉层中未溶解的石英晶粒，对提高釉料的耐磨性，提高釉层光泽度都能起到作用。

3.1.5 碳酸钡的影响

配方中加入一定量的碳酸钡引入BaO。氧化钡在碱土金属氧化物中的助熔作用最强，可以提高釉的密度和折射率，降低析晶能力，增加釉面的光泽度，而且有助于稳定钴黑色料的呈色。

3.1.6 熔块粉的影响

配方中使用的熔块为高钙钠熔块，一是可以降低烧成温度，同时熔块中也含有钙、钠等含量，作为熔剂也可以提高釉料的光泽度。

3.2 工艺的影响

3.2.1 釉料细度的影响

釉料的细度会影响烧后釉面的质量。釉浆中的颗粒越细，悬浮性越好，同时釉的熔化温度也相应降低，烧后釉面光泽度越高。粒度同时也会影响釉面的表面张力、高温粘度、釉面粗糙度、光泽度等。试验结果表明：当细度（10μm）小于65%时，颗粒过粗，不易形成液相，因而粘度提高，不能形成良好的平整光滑的釉面;当细度（10μm）大于72%时，颗粒过于细小，导致喷釉后釉坯的表面出现鸡脚状的裂纹，烧后易形成缩釉缺陷。

3.2.2 施釉厚度的影响

通过限定施釉的厚度，可以保证喷釉后产品釉层厚度的均匀性，使得烧成后的黑色光泽釉面效果达到最佳。试验结果表明：喷釉厚度过低（小于0.5mm）时，釉面出现小缺陷问题多，而且釉面呈色不均匀（釉色不饱满），显色（黑色）效果差;反之喷釉厚度过厚时，一是增加了喷釉和釉浆的成本，二是喷完釉后釉面易出现釉裂，烧后釉面出现缩釉现象。

3.2.3 烧成温度的影响

烧成温度直接影响烧后产品的釉面质量。通过科学的釉料配方设计，该釉料可以在较宽的温度范围内（1190-1230℃）烧成后产生足够的液相，使得釉面显得光滑细腻且光泽度高。烧成温度过高时（高于1230℃），会导致釉面沸腾而出现三明治釉样的小泡，烧成温度过低时（低于1190℃），则会导致生烧而使得釉面的光泽度显著变差。

4成品展示

5结论

（1）通过加入的石英、煅烧高岭土、钠长石等原料将釉料的SiO/AlO的摩尔比取值控制在11-13之间，得到效果良好的光泽釉。

（2）釉料中的钠、钙、钡等熔剂成分的含量直接影响到釉面的平整度，采用合适的熔剂原料配比可以保证烧后的釉面效果。

（3）配方中使用钠长石而不使用钾长石。钠长石的熔点低，可以降低表面材料的始熔温度，有利于光泽釉的形成。

（4）配方中加入方解石和硅灰石来引入CaO，以钙为主要熔剂制备光泽釉。CaO的存在可以提高釉料的光泽度，并改善釉的透光性，得到良好的釉面效果。

（5）通过科学配方设计制得稳定的黑色光泽釉面。因为钴黑色料中含有氧化铁、氧化钴等，所以不能加入那些很容易与钴黑色料发生反应而破坏色料的结构以及影响钴黑色料呈色稳定性的原料，否则烧后黑色釉变色。

（6）最终制备出来的黑色光泽釉的配方组成范围为（wt%）：钠长石：28-32，石英粉：30-35，方解石：10-14，硅灰石：2-6;煅烧高岭土：6-12，碳酸钡：4-8，熔块粉：5-10，钴黑色料：5-8;外加：羧甲基纤维素钠（CMC）：0.2-0.3。

参考文献

[1]素木洋一，刘可栋，刘光跃译.釉及色料[M].北京：中国建筑工业出版社，1986.6.

[2]李家駒.陶瓷工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，2005.

[3]俞康泰主编.现代陶瓷色釉料与装饰技术手册[M].武汉：武汉工业大学出版社，1999.