一种耐高温釉料

技术领域

本发明涉及釉料领域，具体涉及一种耐高温釉料。

背景技术

陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。釉是覆盖在陶瓷表面的玻璃质薄层，一般以石英、长石、粘土为原料，经研磨、加水调制后，涂敷于坯体表面，经一定温度的焙烧而熔融，温度下降时，形成陶瓷表面的玻璃质薄层，起到保护美观效果。釉料使陶瓷器增加机械强度、热稳定性、介电强度和防止液体、气体的侵蚀，同时增加瓷器美观和便于洗拭、不被尘土粘染等作用。经研磨、加水调制后构成的釉料用于醮釉或荡釉的原料，釉料制作过程中需要严格控制原材料的成分以及含量，只有合适的成分和含量，才能够用于提高陶瓷质量。

随着陶瓷行业的发展，釉料的种类越来越丰富多样，目前多数日用陶瓷使用的釉料产品，类别与用途种类繁多，按照烧成温度可以分为高温釉料和低温釉料，高温釉料在釉料的发展中具有其独特之处，对高温釉料的研究始终是陶瓷行业的一个重要研究方向。现有的耐高温复合型日用陶瓷釉料仍然存在一定缺陷，为了增加釉面的耐热性和光泽度，会在釉料中加入一些金属或金属合金作为金属颜料使用，最常用的有铜锌粉、铝锌粉等，然而由于这些金属的熔点偏低，在对温度要求较高的条件下仍然无法承受高温，导致釉面的热稳定性表现较差，因此，市场上急需一种热稳定性较高的耐高温的陶瓷釉料。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种耐高温釉料。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种耐高温釉料，按照重量份数计算，包括：

65-85份透锂长石、4.2-6.8份石英粉、3-6份碳酸钡、2.5-4份方解石、3.2-4.8份骨粉、4-6份玻璃粉、1.6-3.2份滑石粉、2.2-4.4份高岭土、2.5-5.5份Re@Al-Zn粉末。

优选地，所述透锂长石，密度：2.3-2.5g/cm

优选地，所述石英粉，二氧化硅含量：96.8％-98.9％，密度：2.6g/cm

优选地，所述碳酸钡，纯度：99％，密度：4.32-4.43g/cm

优选地，所述方解石，密度：2.6-2.8g/cm

优选地，所述骨粉，即羟基磷灰石，成分中质量百分含量：Ca：27.5％-32.4％，P：6.4％-7.6％，粒度：250-350目。

优选地，所述玻璃粉，密度：2.7-3.6g/cm

优选地，所述滑石粉，分子式为Mg

优选地，所述高岭土，成分中质量百分含量：SiO

优选地，所述Re@Al-Zn粉末的制备方法包括：

S1、称取铝锌合金粉末在无水乙醇内超声处理30min，在烘箱内烘干后，备用；

S2、称取亚氨基二乙酸、草酸和甲硫氨酸依次混合至去离子水内，在温度为45-55℃的条件下不断地搅拌，直至全部均匀溶解，然后再加入湿润剂，继续搅拌均匀后，得到溶液A；

S3、称取三氯化铼至盐酸溶液内，室温下充分搅拌至均匀，得到三氯化铼溶液；将三氯化铼溶液逐渐地滴加至溶液A内，边滴加边搅拌，全部滴加后，继续搅拌分散15-20min，形成溶液B；

S4、称取三氯化钛溶解至去离子水内，形成三氯化钛溶液；将三氯化钛溶液加入至溶液B内，然后再向其中加入纯碱溶液，调节溶液的pH为9.5-10.0，充分搅拌至均匀，形成溶液C；

S5、向溶液C内加入铝锌合金粉末，并在室温下搅拌均匀，然后升温至75-95℃，持续地搅拌以保持粉末在溶液内不会成团，保温搅拌3-5h后，反应结束后，过滤出粉末，使用去离子水减压过滤冲洗三次，在烘箱内干燥，即得到Re@Al-Zn粉末。

优选地，所述S1中，铝锌合金粉末的纯度＞99％，其中，铝和锌的质量比例为：Al：Zn＝2:1。

优选地，所述S1中，铝锌合金粉末和无水乙醇的质量体积比是1g：(5-10)mL。

优选地，所述S2中，润湿剂为聚乙二醇PEG-1000、聚乙二醇PEG-1200、聚乙二醇PEG-1500、聚乙二醇PEG-2000中的至少一种。

优选地，所述S2中，亚氨基二乙酸、草酸、甲硫氨酸和去离子水的质量体积比是(0.13-0.21)g：(0.09-0.14)g：(0.15-0.22)g：10mL。

优选地，所述S3中，盐酸溶液的浓度是1.0-2.0mol/L，三氯化铼和盐酸溶液的质量体积比是0.16g：(3-7)mL。

优选地，所述S3中，三氯化铼溶液和溶液A的体积比是1:5-6。

优选地，所述S4的三氯化钛溶液中，三氯化钛和去离子水的质量体积比是0.15g：(5-15)mL。

优选地，所述S4中，三氯化钛溶液和溶液B的体积比是1:3-5。

优选地，所述S5中，铝锌合金粉末和溶液C的质量体积比是1g：(10-20)mL。

优选地，所述耐高温釉料的制备方法包括：

(1)按照重量份数称取各原料成分，在球磨机内球磨混合，球磨介质为水，加入少量羧甲基纤维素钠作为润滑剂，球磨完成后，水洗并干燥，过200目筛，筛余量为＜0.5％；其中，各原料总重量：研磨球：水：羧甲基纤维素钠的质量比为1:3-5:1.2-1.5:0.001-0.002；

(2)将研磨后的原料混合物通过喷釉法喷涂于陶瓷表面，釉料成型的厚度为1-10mm，完成釉料的制备。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过使用多种原料混合，制备了一种能够在高温下表现稳定的釉料。其中，透锂长石、石英粉和高岭土，作为降低釉料热膨胀系数的复合物使用；碳酸钡、方解石和骨粉用于增强釉料硬度和强度的复合物使用；玻璃粉用于促进釉面流动和结晶，提高釉面硬度和平整度；滑石粉有利于降低釉料的烧结温度，利于釉料的成型；Re@Al-Zn粉末用于提供光泽度、增强强度和韧性，同时在本发明中还能够增强釉料的耐高温性。

2、铼(Re)元素作为一种耐高温的金属材料，适合作为金属颜料使用，但是由于铼价格比较贵，大量的添加价格成本比较高，于是，本发明尝试在一些金属合金的表面复合一层金属铼层，不仅能够体现出铼的高温稳定性，而且能够进一步降低成本。本发明选用的是较为耐高温的铝锌合金粉末作为基底材料，以铼离子作为包覆金属来源，制备得到Re@Al-Zn粉末。本发明采用的是化学原位还原法，完成在铝锌合金粉末表面还原包覆金属铼。相比较于常规的金属镀膜，本发明的方法具备更低的温度和压力优势，且具有镀膜的孔隙率低、更加均匀的优点。

3、制备Re@Al-Zn粉末的过程中，采取的是三氯化铼作为铼元素的来源，加入的亚氨基二乙酸是作为络合剂与铼离子进行络合，以防止其在水溶液内水解。三氯化钛作为还原剂使用，目的是促进铼离子生成铼金属单质覆盖在合金粉末表面，而加入的草酸是作为络合剂与钛离子进行络合，以防止其在水溶液内的水解。润湿剂的加入能够防止后续合金粉末加入溶液后分散不匀的现象，而调节溶液的pH为9.5-10.0，能够促进反应的顺利进行。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

为了更好的理解上述技术方案，下面更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例所使用的各原料具体为：

透锂长石，密度：2.3-2.5g/cm

石英粉，二氧化硅含量：96.8％-98.9％，密度：2.6g/cm

碳酸钡，纯度：99％，密度：4.32-4.43g/cm

方解石，密度：2.6-2.8g/cm

骨粉，即羟基磷灰石，成分中质量百分含量：Ca：27.5％-32.4％，P：6.4％-7.6％，粒度：250-350目。

玻璃粉，密度：2.7-3.6g/cm

滑石粉，分子式为Mg

高岭土，成分中质量百分含量：SiO

下面结合以下实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种耐高温釉料，按照重量份数计算，包括：

75份透锂长石、5.6份石英粉、4份碳酸钡、3.4份方解石、4份骨粉、5份玻璃粉、2.4份滑石粉、3.3份高岭土、3.5份Re@Al-Zn粉末。

Re@Al-Zn粉末的制备方法包括：

S1、称取铝锌合金粉末在无水乙醇内超声处理30min，铝锌合金粉末的纯度＞99％，其中，铝和锌的质量比例为：Al：Zn＝2:1，铝锌合金粉末和无水乙醇的质量体积比是1g：8mL，在烘箱内烘干后，备用；

S2、称取亚氨基二乙酸、草酸和甲硫氨酸依次混合至去离子水内，亚氨基二乙酸、草酸、甲硫氨酸和去离子水的质量体积比是0.18g：0.12g：0.19g：10mL，在温度为55℃的条件下不断地搅拌，直至全部均匀溶解，然后再加入湿润剂聚乙二醇PEG-1000，加入量是去离子水质量的1％，继续搅拌均匀后，得到溶液A；

S3、称取三氯化铼至2.0mol/L盐酸溶液内，三氯化铼和盐酸溶液的质量体积比是0.16g：5mL，室温下充分搅拌至均匀，得到三氯化铼溶液；将三氯化铼溶液逐渐地滴加至溶液A内，三氯化铼溶液和溶液A的体积比是1:5，边滴加边搅拌，全部滴加后，继续搅拌分散20min，形成溶液B；

S4、称取三氯化钛溶解至去离子水内，三氯化钛和去离子水的质量体积比是0.15g：10mL，形成三氯化钛溶液；将三氯化钛溶液加入至溶液B内，三氯化钛溶液和溶液B的体积比是1:4，然后再向其中加入纯碱溶液，调节溶液的pH为9.5-10.0，充分搅拌至均匀，形成溶液C；

S5、向溶液C内加入铝锌合金粉末，铝锌合金粉末和溶液C的质量体积比是1g：15mL，并在室温下搅拌均匀，然后升温至85℃，持续地搅拌以保持粉末在溶液内不会成团，保温搅拌4h后，反应结束后，过滤出粉末，使用去离子水减压过滤冲洗三次，在烘箱内干燥，即得到Re@Al-Zn粉末。

耐高温釉料的制备方法包括：

(1)按照重量份数称取各原料成分，在球磨机内球磨混合，球磨介质为水，加入少量羧甲基纤维素钠作为润滑剂，球磨完成后，水洗并干燥，过200目筛，筛余量为＜0.5％；其中，各原料总重量：研磨球：水：羧甲基纤维素钠的质量比为1:4:1.3:0.001；

(2)将研磨后的原料混合物通过喷釉法喷涂于陶瓷表面，釉料成型的厚度为4mm，完成釉料的制备。

实施例2

一种耐高温釉料，按照重量份数计算，包括：

65份透锂长石、6.8份石英粉、3份碳酸钡、4份方解石、3.2份骨粉、6份玻璃粉、1.6份滑石粉、4.4份高岭土、2.5份Re@Al-Zn粉末。

Re@Al-Zn粉末的制备方法包括：

S1、称取铝锌合金粉末在无水乙醇内超声处理30min，铝锌合金粉末的纯度＞99％，其中，铝和锌的质量比例为：Al：Zn＝2:1，铝锌合金粉末和无水乙醇的质量体积比是1g：5mL，在烘箱内烘干后，备用；

S2、称取亚氨基二乙酸、草酸和甲硫氨酸依次混合至去离子水内，亚氨基二乙酸、草酸、甲硫氨酸和去离子水的质量体积比是0.13g：0.09g：0.15g：10mL，在温度为45℃的条件下不断地搅拌，直至全部均匀溶解，然后再加入湿润剂聚乙二醇PEG-1500，加入量是去离子水质量的1％，继续搅拌均匀后，得到溶液A；

S3、称取三氯化铼至1.0mol/L盐酸溶液内，三氯化铼和盐酸溶液的质量体积比是0.16g：3mL，室温下充分搅拌至均匀，得到三氯化铼溶液；将三氯化铼溶液逐渐地滴加至溶液A内，三氯化铼溶液和溶液A的体积比是1:5，边滴加边搅拌，全部滴加后，继续搅拌分散15min，形成溶液B；

S4、称取三氯化钛溶解至去离子水内，三氯化钛和去离子水的质量体积比是0.15g：5mL，形成三氯化钛溶液；将三氯化钛溶液加入至溶液B内，三氯化钛溶液和溶液B的体积比是1:3，然后再向其中加入纯碱溶液，调节溶液的pH为9.5-10.0，充分搅拌至均匀，形成溶液C；

S5、向溶液C内加入铝锌合金粉末，铝锌合金粉末和溶液C的质量体积比是1g：10mL，并在室温下搅拌均匀，然后升温至75℃，持续地搅拌以保持粉末在溶液内不会成团，保温搅拌3h后，反应结束后，过滤出粉末，使用去离子水减压过滤冲洗三次，在烘箱内干燥，即得到Re@Al-Zn粉末。

耐高温釉料的制备方法包括：

(1)按照重量份数称取各原料成分，在球磨机内球磨混合，球磨介质为水，加入少量羧甲基纤维素钠作为润滑剂，球磨完成后，水洗并干燥，过200目筛，筛余量为＜0.5％；其中，各原料总重量：研磨球：水：羧甲基纤维素钠的质量比为1:3:1.2:0.001；

(2)将研磨后的原料混合物通过喷釉法喷涂于陶瓷表面，釉料成型的厚度为2mm，完成釉料的制备。

实施例3

一种耐高温釉料，按照重量份数计算，包括：

85份透锂长石、4.2份石英粉、6份碳酸钡、2.5份方解石、4.8份骨粉、4份玻璃粉、3.2份滑石粉、2.2份高岭土、5.5份Re@Al-Zn粉末。

Re@Al-Zn粉末的制备方法包括：

S1、称取铝锌合金粉末在无水乙醇内超声处理30min，铝锌合金粉末的纯度＞99％，其中，铝和锌的质量比例为：Al：Zn＝2:1，铝锌合金粉末和无水乙醇的质量体积比是1g：10mL，在烘箱内烘干后，备用；

S2、称取亚氨基二乙酸、草酸和甲硫氨酸依次混合至去离子水内，亚氨基二乙酸、草酸、甲硫氨酸和去离子水的质量体积比是0.21g：0.14g：0.22g：10mL，在温度为55℃的条件下不断地搅拌，直至全部均匀溶解，然后再加入湿润剂聚乙二醇PEG-2000，加入量是去离子水质量的1％，继续搅拌均匀后，得到溶液A；

S3、称取三氯化铼至2.0mol/L盐酸溶液内，三氯化铼和盐酸溶液的质量体积比是0.16g：7mL，室温下充分搅拌至均匀，得到三氯化铼溶液；将三氯化铼溶液逐渐地滴加至溶液A内，三氯化铼溶液和溶液A的体积比是1:5-6，边滴加边搅拌，全部滴加后，继续搅拌分散20min，形成溶液B；

S4、称取三氯化钛溶解至去离子水内，三氯化钛和去离子水的质量体积比是0.15g：15mL，形成三氯化钛溶液；将三氯化钛溶液加入至溶液B内，三氯化钛溶液和溶液B的体积比是1:5，然后再向其中加入纯碱溶液，调节溶液的pH为9.5-10.0，充分搅拌至均匀，形成溶液C；

S5、向溶液C内加入铝锌合金粉末，铝锌合金粉末和溶液C的质量体积比是1g：20mL，并在室温下搅拌均匀，然后升温至95℃，持续地搅拌以保持粉末在溶液内不会成团，保温搅拌5h后，反应结束后，过滤出粉末，使用去离子水减压过滤冲洗三次，在烘箱内干燥，即得到Re@Al-Zn粉末。

耐高温釉料的制备方法包括：

(1)按照重量份数称取各原料成分，在球磨机内球磨混合，球磨介质为水，加入少量羧甲基纤维素钠作为润滑剂，球磨完成后，水洗并干燥，过200目筛，筛余量为＜0.5％；其中，各原料总重量：研磨球：水：羧甲基纤维素钠的质量比为1:5:1.5:0.002；

(2)将研磨后的原料混合物通过喷釉法喷涂于陶瓷表面，釉料成型的厚度为8mm，完成釉料的制备。

对比例1

一种釉料，和实施例1的区别是：

釉料成分按照重量份数计算，包括：

75份透锂长石、5.6份石英粉、4份碳酸钡、3.4份方解石、4份骨粉、5份玻璃粉、2.4份滑石粉、3.3份高岭土。

即，该对比例中未加入Re@Al-Zn粉末。

对比例2

一种釉料，和实施例1的区别是：

釉料成分按照重量份数计算，包括：

75份透锂长石、5.6份石英粉、4份碳酸钡、3.4份方解石、4份骨粉、5份玻璃粉、2.4份滑石粉、3.3份高岭土、3.5份Al-Zn合金粉末。

即，该对比例中将对比例1的Re@Al-Zn粉末替换为Al-Zn合金粉末，Al-Zn合金粉末的纯度＞99％，其中，铝和锌的质量比例为：Al：Zn＝2:1。

对比例3

一种釉料，和实施例1的区别是：

釉料成分按照重量份数计算，包括：

75份透锂长石、5.6份石英粉、4份碳酸钡、3.4份方解石、4份骨粉、5份玻璃粉、2.4份滑石粉、3.3份高岭土、3.5份Re-Al-Zn粉末。

即，该对比例中将对比例1的Re@Al-Zn粉末替换为Re-Al-Zn三金属的合金粉末，Al-Zn粉末的纯度＞99％，其中，铼、铝和锌的质量比例为：Re：Al：Zn＝0.16::2:1。

将实施例1、对比例1-3制备的釉料的耐高温性、热膨胀系数、抗压强度和光泽度检测比较，耐高温是指釉料表面出现熔化点的临界温度，热膨胀系数参考GB/T 16535-2008，抗压强度参考GB/T 3810.2-2006，光泽度使用基于高度抛光的光泽计检测，结果如下表1所示：

表1釉料性能比较

从表1能够看出，实施例1的耐高温性高达976℃，热膨胀系数低于4×10

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。