專利名稱：一種陶瓷用釉上絲網顏料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷用釉上絲網顏料，屬于日用陶瓷裝飾材料，它由熔劑和色劑兩部分組成。
近年來，隨著國際貿易的發(fā)展，日用陶瓷作為傳統(tǒng)出口產品在進出口中占的比重日趨增大，同時對我國日用陶瓷質量，特別是外觀裝飾，尤其是對需求量較大的陶瓷裝飾用花紙所需的釉上絲網顏料提出了更高的要求，要求陶瓷用釉上絲網顏料具有高的化學穩(wěn)定性，即抗蝕性，鉛鎘溶出量低;高的熱穩(wěn)定性;呈色鮮艷、光亮穩(wěn)定等性能。我們知道，陶瓷用釉上絲網顏料由熔劑和色劑兩部分組成，熔劑是一種低熔點的鉛硼硅酸鹽玻璃，色劑主要是由人工合成的硅酸鹽固熔體氧化物、單一氧化物、硫硒化物等組成;熔劑起輔助色劑發(fā)色、固熔顏料于陶瓷釉面上的作用，賦與顏料理想的光澤度、色度、化學穩(wěn)定性等理化性能;色劑給予顏料基本的呈色。從理論上講，上述陶瓷用釉上絲網顏料所應具備的理化性能應該由熔劑的理化性能來滿足，但目前，廣泛應用的陶瓷用釉上的絲網顏料的熔劑其理化性能較差，生產過程中須經一個高溫復燒熱處理工藝來強化釉上絲網顏料制品的理化性能，方可使其產品滿足上述要求。以目前國內廣泛應用的陶瓷用釉上絲網顏料(生產單位山東省硅酸鹽研究設計院，商標為紅光牌)為例，其生產工藝如下
-細磨(球磨機，以酒精或水作研磨介質，以鵝卵石作研磨體)-烘干-復燒熱處理-細磨(同上)-烘干-粉碎、包裝-成品。
上述復燒熱處理工藝是指顏料半成品在780～800℃溫度下煅燒至半熔融狀態(tài)，然后水淬粉碎。其的是提高顏料成品的化學穩(wěn)定性，增強其抗蝕性，降低鉛、鎘熔出量，提高光澤度、熱穩(wěn)定性等理化性能，也具有加深顏色深度，改善色調的作用。如果不經復燒熱處理工藝，上述顏料的理化性能表現為化學穩(wěn)定性較差，光澤度低，呈色淺，色彩不鮮艷。但是，增加了復燒熱處理工藝也帶來了許多問題(1)復燒熱處理是一個物理化學變化過程，對顏料的呈色會產生影響，易出現色差，造成質量問題。我們知道，熔劑成分中含有相當多的鉛、成分，而兩者在該復燒熱處理溫度下極易揮發(fā)，影響呈色的鮮艷度、光澤度和穩(wěn)定性。(2)顏料半成品經二次細磨，在研磨過程中，容易研磨進過多的雜質(如研磨體雜質等)，易降低顏料的光澤度，致使顏料的理化性能受到影響，(3)增加了復燒熱處理工藝，必然要增加“二次細磨、二次烘干”等工序，致使生產過程復雜，占用較多的廠房設備，消耗大量的酒精或水、電力人工、輔助材料等，另外半成品周轉環(huán)節(jié)多，生產周期長，致使能耗高、效率低，生產管理、質量控制較困難。
本發(fā)明的目的，在于克服上述現有技術的缺點，而提供一種無需復燒熱處理的陶瓷用釉上絲網顏料，其熔劑具有理想的理化性能且對各種色劑適應性很強，從而在顏料制品的生產過程中，省去高溫復燒熱處理這個理化性能績化工藝，以提高顏料制品的質量及生產效率，降低生產成本。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到本發(fā)明由熔劑和色劑兩部分組成，其中熔劑組分是以PBO-B2O3-AL2O3-SiO2系統(tǒng)為基礎，添加適量Li2O、SrO、ZnO三種堿性金屬氧化物而成，其化學組成(重量百分數)為SiO235～45 AL2O34～12 PbO 35～45 B2O38～14Li2O 0.2～5 ZnO 0.5～5。SrO 0.2～5本發(fā)明的色劑組分同一般陶瓷用釉上絲網顏料所用的色劑相同，熔劑和色劑的配比同一般陶瓷用釉上絲網顏料相同，兩者按一定配比混合配合細磨，便可得到本發(fā)明所述的陶瓷釉上絲網顏料。
本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達到本發(fā)明熔劑的化學組成(重量百分數)為SiO237～42 AL2O35～9 PbO 37～42 B2O39～12Li2O 0.5～3 SrO 0.5～3 ZnO 1.5～4本發(fā)明的目的還可以通過以下措施來達到本發(fā)明熔劑的化學組成(重量百分數)為SiO237～40.2 AL2O35.5～7 PbO 37.5～40 B2O39.5～11.5 Li2O 0.7～1.8 SrO 0.7～1.6 ZnO 2.0～3.5本發(fā)明的色劑同一般陶瓷用釉上絲網顏料所用的色劑相同，熔劑和色劑的配比同一般陶瓷用釉上絲網顏料相同，兩者按一定配比混合細磨，便可得到本發(fā)明所涉及的陶瓷用釉上絲網顏料。
下面對本發(fā)明作詳細的描述我們知道，陶瓷用釉上絲網顏料是由熔劑和色劑兩部分組成的，顏料的光澤度、色度、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等理化性能除了與色劑的化學穩(wěn)定性有關外，主要是由熔劑的理化性能決定的，而熔劑的理化性能與其化學組成有著密切的關系。一般陶瓷用釉上絲網顏料的熔劑是Na2O-PbO-B2O3-AL2O3-SiO2系玻璃，它與色劑相配合如果不經過“復燒熱處理”工藝，顏料制品的理化性能表現為化學穩(wěn)定性差、光澤度低、呈色淺，色彩不鮮艷，其原因主要是熔劑的化學組成及其性能的影響。“復燒熱處理”是提高一般陶瓷用釉上絲網顏料理化性能的必要工藝。欲要使顏料不經過“復燒熱處理”而達到顏料所需的理化性能，就需要進一步提高熔劑的理化性能。實現這一目的，就要使熔劑具有一個理想的化學組成。理想的熔劑具有以下特點(1)較高的化學穩(wěn)定性，即抗酸、堿侵蝕的能力強，可降低顏料的鉛、鎘溶出量(2)有利于提高顏料的光澤度(3)較低的熱膨脹系數，有利于提高顏料的熱穩(wěn)定性，提高顏料對各類陶瓷的適應能力(4)透明度好，利于各種色劑發(fā)色(5)通用性強，即對各種色劑均適應，不影響色劑的正常發(fā)色，有利于顏料的色度和配色及生產工藝控制。
本發(fā)明以PbO-B2O3-AL2O3-SiO2系統(tǒng)為基礎給予熔劑基本的理化性能，再輔以適量LiO2、SrO、ZnO使熔劑組成多元化，改變了其物化性質，增強了熔劑的化學穩(wěn)定性，降低了熔劑的軟化溫度和熱膨脹系數，同時熔劑透明度好、對各種色劑適應性強，達到了理想的熔劑要求，從而使顏料色彩鮮艷純正且具有較高的化學穩(wěn)定性，光澤度，較好的熱穩(wěn)定性等理化性能。
上述輔助氧化物Li2O、SrO、ZnO的作用機理如下眾所周知，Li2O是堿金屬氧化物，具有較強的助熔作用以及較低的熱膨脹系數。在熔劑中引用適量Li2O取代Na2O，能降低熔劑的熔融溫度、軟化溫度以及熱膨脹系數，有助于提高顏料的光澤度和熱穩(wěn)定性，同時也能增強熔鐵化學穩(wěn)定性，對提高顏料的耐酸性，降低鉛鎘、溶出量起著重要作用，另外可克服Na2O對蘭色顏料色調的影響，使其呈色鮮艷和純正。
SrO是堿土金屬氧化物，其助熔作用也較強，熱膨脹系數中等。在熔劑中引入適量SrO能改善熔融性能，降低熔劑的熔融溫度和軟化溫度，提高顏料的光澤度，對顏料的熱膨脹系數無明顯的增大。另外，引入適量的SrO也能增強熔劑的化學穩(wěn)定性，提高顏料的耐酸、堿侵蝕能力。
ZnO是堿性金屬氧化物，具有較低的熱膨脹系數，且用量恰當時與PbO的助熔效果近似，但其化字性質比PbO穩(wěn)定。在熔劑中引入適量ZnO不僅能有效的降低熔劑的熔融溫度、軟化溫度以及熱膨脹系數，提高顏料的光澤度和熱穩(wěn)定性，而且能明顯地增強熔劑的化學穩(wěn)定性，降低顏料的Pb、Cd溶出量。
本發(fā)明的呈色機理及與一般陶瓷用釉上絲網顏料比較如下一般釉上絲網顏料的呈色，色調雖說主要是由其化學組成決定的，但“復燒熱處理”也起很大的作用。熔劑和色劑經高溫熔融，發(fā)生了物化變化，色劑分布于熔劑中，成為均勻的著色玻璃態(tài)物質，使顏料的理化性能得到強化的同時，也提高了顏料的呈色深度，色調也有改善。
本發(fā)明的呈色，色調則取決于其化學組成，色劑給予顏料基本的呈色，熔劑輔助色劑發(fā)色，也具有改善顏料色調的作用相對于色劑來說，熔劑對顏料呈色、色調的影響是比較小的。
另外，本發(fā)明的呈色，還與熔劑的比重有關系。本發(fā)明熔劑的比重是一般釉上絲網顏料熔劑的比重的1.06倍，物質的比重與體積成反比關系，在相同的半成品(色劑和熔劑)配比(重量比)中，本發(fā)明熔劑的體積比一般釉上絲網顏熔劑的體積小5.42%，色劑在熔劑中的密度增大5.42%，提高了顏料的呈色深度。故本發(fā)明呈色鮮艷。
本發(fā)明的制造工藝過程如下1、熔劑的制備原料→稱量→混合→熔化→水淬→烘干→備用。
2、色劑的制備其制備工藝同一般釉上絲網顏料所用的色劑的制備工藝相同，即原料→稱量→混合、細磨→烘干→煅燒→備用3、成品顏料的制備顏料成品兩組分即熔劑和色劑的配比(重量配比)同一般釉上絲網顏料的配比相同，其制備工藝如下
-混合、研磨-烘干-成品工藝控制要點如下(1)熔劑的熔化溫度為1250～1350℃(2)色劑的煅燒溫度為600～1350℃(3)顏料成品的細度為有效直徑不大于5um的顆粒的含量為85～90%，最大顆粒有效直徑不大于25um。顏料成品的烤燒溫度為800～860℃。
本發(fā)明產品系列包括25個品種，其理化性能指標均達到或超過ZBY24006-89行業(yè)標準，同現有技術相比，具有以下優(yōu)點(1)化學性質穩(wěn)定，抗蝕性即耐酸、堿侵蝕的能力強，鉛、鎘溶出量低，按ZBY24007～89標準，用日本產208型原子吸收分光光度計測定，結果為鉛溶出量不大于0.3mg/dm2，鎘溶出量不大于0.1mg/dm2(ZBY24006-89行業(yè)標準為P6＜0.5mg/dm2，Cd＜0.2mg/dm2)(2)熱膨脹系低(5.5～6.5×10-6l/℃)，熱穩(wěn)定性高對各類陶瓷產品的適應能力強。
(3)軟化溫度低，光澤度高。
(4)顏料色彩正，鮮艷、純正。
(5)熔劑通用性強。所有品種通用一種熔劑，配色容易，各品種不僅能單色應用，而且可任意互相配色，這對于印制豐富多彩的釉上花紙意義巨大，同時可避免熔劑生產、儲存過程中因品種多而帶來的繁鎖問題。
(6)生產工藝簡單，易于控制;生產效率高;生產成本低;具有顯著的經濟效益和永會效益。由于本發(fā)明生產工藝過程中省去了“復燒熱處理、二次細磨、二次烘干”三道工序，簡化了生產工藝，故占有廠房設備少，且可提高生產效率45.45%，節(jié)約工業(yè)酒精(作研磨介質)50%，電力56%，水70%，人工50%，輔助材料50%，同時可避免“復燒熱處理”過程對顏料呈色鮮艷度、光澤度及穩(wěn)定性的影響，也可避免“二次球磨”過程中引入過多雜質(如研磨體雜質)對顏料光澤度及色調的影響，從而提高了顏料的理化性能。
(7)本發(fā)明系列顏料可用于絲網印刷花紙、手彩、噴彩等，適用于南、北方陶瓷的裝飾。
本發(fā)明顏料系列及熔劑的理化性能同目前國內大量應用的山東省硅酸鹽研究設計院生產的顏料及熔劑的理化性能的比較，見表1、表2，本發(fā)明系列顏料的配色表見表3
“√”符號代表對應兩種顏色可任意配色注(1)鉛、鎘溶出量按ZBY24007-89行業(yè)標準方法，用日本產208型原子吸收分光光度計測定。
(2)耐堿性，熱穩(wěn)定性按ZBY24007-89標準方法測試。
(3)光澤度，色度用日本產GM-26D數字光澤度儀(45°)測定。
權利要求
1.一種不需復燒熱處理的陶瓷用釉上絲網顏料，由熔劑和色劑組成，其特征在于，該熔劑的化學組成(重量百分數)為PbO 35～45 B2O38～14 Al2O34～12 SiO235～45Li2O 0.2～5 SrO 0.2～5 ZnO 0.5～5
2.如權利要求1所述的陶瓷用釉上絲網顏料，其特征在于，所述的熔劑的化學組成(重量百分數)為Pbo 37～42 B2o39～12 AL2O35～9 Sio237～42Li2o 0.5～3 Sro 0.5～3 Zno 1.5～4
3.如權利要求1所述的陶瓷用釉上絲網顏料，其特征在于，所述的熔劑的化學組成(重量百分數)為Pbo 37.5～40 B2o39.5～11.5 AL2O35.5～7 Sio237～40.2 Li2o 0.7～1.8 Sro 0.7～1.6 Zno 2.0～3.全文摘要
本發(fā)明涉及一種陶瓷用釉上絲網顏料，它由熔劑和色劑組成；本發(fā)明通過選擇理想的熔劑組成，提高了熔劑的理化性能及對各種色劑的通用性，與色劑配合后，不需經“復燒熱處理”這個理化性能強化工藝，便可使本發(fā)明獲得理想的理化性能；本發(fā)明熔劑由35～45％wt的PbO，8～15％wt的B
文檔編號C03C8/10GK1088899SQ93120269
公開日1994年7月6日 申請日期1993年11月26日 優(yōu)先權日1993年11月26日
發(fā)明者王汝釗 申請人:山東省硅酸鹽研究設計院