[發(fā)明專利]一種以碳酸鋯銨為鋯源的硅酸鋯包裹陶瓷色料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710114698.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN106928752B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常啟兵;汪永清;汪其堃;王霞;張小珍;周健兒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 景德鎮(zhèn)陶瓷大學(xué)
• 主分類號(hào): C09C1/00
• 分類號(hào): C09C1/00;C09C3/06
• 代理公司: 廣州廣信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44261
• 代理人: 李玉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷色料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種包裹型陶瓷色料的制備方法。

背景技術(shù)

硅酸鋯ZrSiO₄具有熔點(diǎn)高、折射率大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗高溫熔體侵蝕等特點(diǎn)，目前已成為包裹陶瓷色料首選的包裹層材料，對(duì)硫硒化鎘、炭黑、Fe₂O₃等色劑的包裹，具有良好的應(yīng)用效果。然而，現(xiàn)有技術(shù)硅酸鋯包裹陶瓷色料普遍存在著色劑包裹率低、著色劑占色料比例低等問題，例如，在制備硅酸鋯包裹炭黑色料的過程中，采用易于工業(yè)化的沉淀法時(shí)，由于炭黑不親水的特性，使得制備出的包裹炭黑色料的包裹率遠(yuǎn)低于8～11％，未包裹的炭黑只能通過二次氧化煅燒去除，而色料成品中炭黑所占質(zhì)量比僅約5％；由于包裹率和著色劑占色料比例低，硅酸鋯包裹炭黑通常只能表現(xiàn)為灰色(色料明度L*>30)。再如，目前生產(chǎn)上采用沉淀法制備的硅酸鋯包裹硫硒化鎘，Cd(S_1-xSe_x)的包裹率一般在5～8％，生產(chǎn)時(shí)，投入的硫硒化鎘質(zhì)量占陶瓷色料成品的質(zhì)量約40％，否則，過量的硫硒化鎘會(huì)因無法完全包裹而氧化分解。由于Cd(S_1-xSe_x)的包裹率一般在5～8％，這樣色料成品中硫硒化鎘質(zhì)量占陶瓷色料成品的質(zhì)量最高只有3.2％，從而導(dǎo)致紅色色料顏色偏淡。

目前，硅酸鋯包裹色料的制備工藝主要有沉淀法、溶膠-凝膠法兩種，沉淀法主要以氧氯化鋯為鋯源；溶膠-凝膠法主要用于實(shí)驗(yàn)室，以四氯化鋯、氧氯化鋯、醇鋯為鋯源。雖然現(xiàn)有技術(shù)通過加強(qiáng)硅酸鋯與色劑的混合，提高了硅酸鋯的包裹率而改善了使用效果，但仍然存在著以下技術(shù)缺陷：(1)上述包裹率的提高是通過增加硅酸鋯的比例來實(shí)現(xiàn)的，這必然導(dǎo)致著色劑被厚厚的硅酸鋯層所包裹，大幅降低了著色劑占色料比例，從而影響了著色劑的呈色，所得色料的顏色較淺。為了獲得一定的顏色深度，必然需要大大增加色料在實(shí)際應(yīng)用中的用量。(2)大多數(shù)陶瓷色料為金屬氧化物，具有耐堿不耐酸的特性。而以四氯化鋯或者氧氯化鋯為鋯源，無論是其水溶液還是制備成溶膠，均呈酸性，會(huì)與硫硒化鎘或者Fe₂O₃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而破壞著色劑，即使將氧氯化鋯和四氯化鋯制備成ZrO₂溶膠，ZrO₂溶膠的pH值約為3～5，依舊會(huì)與硫硒化鎘或者Fe₂O₃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而難以合成得到具有核-殼結(jié)構(gòu)的硅酸鋯包裹陶瓷色料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以碳酸鋯銨為鋯源的硅酸鋯包裹陶瓷色料的制備方法，通過采用呈弱堿性的碳酸鋯銨作為鋯源，避免對(duì)陶瓷色料造成破壞，并通過在著色劑顆粒表面的沉積，形成高包裹率、具有核-殼結(jié)構(gòu)的包裹色料，以有效解決硅酸鋯包裹陶瓷色料高包裹率與著色劑占色料比例低之間相矛盾的問題，從而有效提高包裹色料的呈色深度、降低使用時(shí)的添加量。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供的一種以碳酸鋯銨為鋯源的硅酸鋯包裹陶瓷色料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將著色劑粉體分散后與碳酸鋯銨溶液攪拌均勻形成穩(wěn)定懸浮液，按質(zhì)量比著色劑∶氧化鋯＝1∶1～4(氧化鋯可由碳酸鋯銨折算得到)；將所述懸浮液置于40～60℃烘箱內(nèi)處理2～12h，形成氧化鋯包裹粉體懸浮液，經(jīng)干燥、粉碎后，得到氧化鋯包裹粉體；

(2)將所述氧化鋯包裹粉體、或氧化鋯包裹粉體懸浮液加入硅源溶液混合均勻，按質(zhì)量比氧化鋯∶氧化硅＝1∶0.5～0.75，調(diào)節(jié)pH值獲得沉淀，經(jīng)干燥處理得到陶瓷色料前驅(qū)體；

(3)在所述陶瓷色料前驅(qū)體中加入礦化劑混合均勻，進(jìn)行快速煅燒后，去除未包裹的著色劑，即得到硅酸鋯包裹陶瓷色料粉體。

本發(fā)明采用碳酸鋯銨作為鋯源，其pH值為9～10，呈弱堿性，不會(huì)與硫硒化鎘或者Fe₂O₃發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度高于60℃時(shí)會(huì)快速分解生成絮狀的氧化鋯，難以形成致密包裹層，因此采用較低的溫度控制碳酸鋯銨的分解速率，使得分解得到的氧化鋯在著色劑顆粒表面逐漸增加形成一層致密沉淀層，該包覆層能夠覆蓋著色劑顆粒的所有表面。再將其加入硅源溶液中，通過調(diào)整pH值，可在氧化鋯層表面形成氧化硅包覆層。經(jīng)過快速煅燒，氧化鋯和氧化硅包覆層轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅艿墓杷徜啺鼘樱罱K獲得全包裹的硅酸鋯包裹色料。

進(jìn)一步地，為更加有助于控制碳酸鋯銨的分解、以及包裹層的厚度，本發(fā)明所述步驟(1)中碳酸鋯銨溶液的濃度為10～30wt％。