一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種陶瓷生產用添加劑及基于該添加劑的陶瓷燒成工藝。
【背景技術】
[0002] 在建筑陶瓷工業生產過程中，燒成是一個關鍵環節，對產品至關重要。但是普通陶 瓷的燒成溫度高達1200~1400°C，且燒成周期長，單位產品耗能約為4.lX104kJ/kg，在我 國能源的消耗中占了很大的比例，屬于高能耗、高污染和資源消耗型行業。并且在陶瓷生產 中，燒成的能耗費用占生產成本的比例也是相當大的，國外占到了 25%左右，而國內則占到 了 40%以上。因此，降低燒成能耗是節能環保、降低生產成本、提高經濟效益的重要技術手 段。
[0003] 當其他條件相同時，根據熱平衡原理，燒成溫度降低100°C，則單位產品的燃耗可 降低10%以上，因此在陶瓷生產中使用低溫燒成技術，能夠有效節約能源，降低生產成本， 具有不可估量的經濟價值和環保價值。
[0004]目前降低陶瓷燒成溫度的措施，主要是在配方中適當增加溶劑和礦化劑的含量， 以促進陶瓷坯體的低溫燒成。湖南省陶瓷研究所根據湖南瓷區高級細瓷燒成溫度過高的狀 況，通過在坯體配方中引入滑石、釉料等增加鉀鈉溶劑含量，同時調整釉料配方，使產品燒 成溫度降低70~80°C。唐山建筑陶瓷廠、建材科學研究院和中國科學院地質研究所使用 湖北大冶硅灰石制成坯體，在隧道窯中以1060~1065°C的較低溫度實現了釉面磚的燒成。 江西建材研究設計院以鋰云母質瓷石為主要原料，配以高嶺土、石英和少量硅灰石，研制成 功了在1150~1180°C下燒成的低溫瓷。這些研究通過添加溶劑和礦化劑都不同程度地降 低了陶瓷的燒成溫度，但是所用添加劑只適用于特定原料，且均需要對原有的陶瓷坯釉配 方進行調整，限制了低溫燒成技術的規模化應用。
[0005] 在降低陶瓷燒成溫度的同時，一般也會導致陶瓷性能的下降，使用不當的陶瓷添 加劑雖然有可能降低燒成溫度，但是同時也會導致陶瓷性能的急劇下降，這使得降低陶瓷 燒成溫度添加劑的開發面臨更大的難度。
[0006] 開發一種可有效降低各種陶瓷坯料燒成溫度，但同時對其性能影響不大的添加劑 具有非常重要的意義。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的在于提供一種降低陶瓷燒結溫度的添加劑、低溫陶瓷坯料、色坯料 和釉料及陶瓷的低溫快燒方法。
[0008] 本發明所采取的技術方案是： 一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑，其質量組成為：Si02:B203:Zn0:Bi203:Li20= (0. 5~ 1.5): (1.5~6.0): (2.0~8.0): (0~0.5): (0~2.0);優選的，其質量組成為： Si02:B203:Zn0:Bi203:Li20 = (0? 5 ~1. 5) : (1. 5 ~6. 0) : (2. 0 ~8. 0) :(0? 1 ~0? 5): (0? 5 ~2. 0)。
[0009] -種低溫燒成的陶瓷坯料或色坯料，坯料或色坯料中添加有上述的添加劑，其添 加量為陶瓷坯料或色坯料總質量的2~25%，進一步為4~20%，5~18%，5~15%。
[0010] 一種低溫燒成的陶瓷釉料，陶瓷釉料中添加有上述的添加劑，其添加量為陶瓷釉 料總質量的5~10%。
[0011] 一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑的制備工藝，添加劑的組成如上所述，其制備方 法包括按添加劑的組成稱取原料，混合均勻，之后熔制、淬冷、研細得到。
[0012] 優選的，在制備降低陶瓷燒成溫度的添加劑時，熔制的溫度為850°C~1000°C，保 溫時間為30~90min。
[0013] 優選的，在制備降低陶瓷燒成溫度的添加劑時，淬冷介質為水。
[0014] 一種陶瓷低溫快燒方法，包括如下步驟： 1) 在坯料或色坯料中添加其總重量5~15%的添加劑共同磨粉，備用； 2) 釉料中添加釉料總重量5~10%的添加劑共同磨粉，備用； 3) 壓制、干燥、或施釉，一次燒成得到陶瓷； 其中，添加劑為上述的降低陶瓷燒成溫度的添加劑。
[0015] 優選的，陶瓷低溫快燒時，一次燒成的溫度為850~1000 °C，燒成周期30~ 120min;進一步的，一次燒成的溫度為900~950°C，燒成周期30~90min。
[0016] 本發明的有益效果是： 本發明的陶瓷添加劑，使坯體不需經過普通陶瓷燒成所需的高溫即能產生大量液相， 在液相表面張力作用下，坯料中的組分便產生粘滯流動，從而實現其致密化過程，可以有效 降低陶瓷的燒成溫度約100~200°c，大大降低了陶瓷燒成時的能耗，有助于減少環境污 染，降低生產成本。
[0017] 本發明的陶瓷添加劑，使用方便，直接添加在陶瓷坯釉中，不需要對原有的配方進 行調整，也不需要改變陶瓷的生產工藝流程，燒成得到的陶瓷符合國家標準要求。
【具體實施方式】
[0018] 一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑，其質量組成為：Si02:B203:Zn0:Bi203:Li20= (0? 5 ~1.5): (1.5 ~6.0): (2.0 ~8.0): (0 ~0.5): (0 ~2.0);優選的，其質量組 成為：Si02:B203:Zn0:Bi203:Li20 = (0? 5 ~1. 5) : (1. 5 ~6. 0) : (2. 0 ~8. 0) :(0? 1 ~ 0? 5) : (0? 5 ~2. 0)。
[0019] 一種低溫燒成的陶瓷坯料或色坯料，坯料或色坯料中添加有上述的添加劑，其添 加量為陶瓷坯料或色坯料總質量的2~25%，進一步為4~20%，5~18%，5~15%。添加劑 的添加量可以根據實際狀況進行相應的調節。
[0020] 一種低溫燒成的陶瓷釉料，陶瓷釉料中添加有上述的添加劑，其添加量為陶瓷釉 料總質量的5~10%。添加劑的添加量可以根據實際狀況進行相應的調節。
[0021] 一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑的制備工藝，添加劑的組成如上所述，其制備方 法包括按添加劑的組成稱取原料，混合均勻，之后熔制、淬冷、研細得到。
[0022] 優選的，在制備降低陶瓷燒成溫度的添加劑時，熔制的溫度為850°C~1000°C，保 溫時間為30~90min。
[0023] 優選的，在制備降低陶瓷燒成溫度的添加劑時，淬冷介質為水。
[0024] -種陶瓷低溫快燒方法，包括如下步驟： 1) 坯料或色坯料中添加其總重量5~15%的添加劑共同磨粉，備用； 2) 釉料中添加釉料總重量5~10%的添加劑共同磨粉，備用； 3)壓制、干燥、或施釉，一次燒成得到陶瓷； 其中，添加劑為上述的降低陶瓷燒成溫度的添加劑。
[0025] 優選的，陶瓷低溫快燒時，一次燒成的溫度為850~1000 °C，燒成周期30~ 120min;進一步的，一次燒成的溫度為900~950°C，燒成周期30~90min。
[0026] 制備添加劑時使用的原料包括但不限于5102、駛03、211〇、81203、1^20)3等。為保證 得到的添加劑具有更佳的效果，優選那些雜質含量比較少的原料。
[0027] 下面結合實施例，進一步說明本發明的技術方案。
[0028] 以下實施例中，各坯體坯料的組成如下：
【主權項】
1?一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑，其質量組成為：Si02:B203:Zn0:Bi203:Li20=(0. 5~ 1.5): (1.5 ~6.0): (2.O~8.0): (0 ~0.5): (0 ~2.0)。
2. 根據權利要求1所述的添加劑，其特征在于：其質量組成為：SiO2:B203:Zn0:Bi203: Li2O= (0.5 ~I. 5): (I. 5 ~6.0): (2.0 ~8. 0):(0?I~0.5): (0.5 ~2.0)。
3. -種低溫燒成的陶瓷坯料或色坯料，其特征在于：所述陶瓷坯料或色坯料中添加有 權利要求1或2所述的添加劑，其添加量為陶瓷坯料或色坯料總質量的2~25%。
4. 一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑的制備工藝，其特征在于：所述降低陶瓷燒成溫度 的添加劑的組成如權利要求1或2所述，其制備方法包括按添加劑的組成稱取原料，混合均 勻，之后熔制、淬冷、研細得到。
5. 根據權利要求4所述的制備工藝，其特征在于：熔制的溫度為850°C~1000°C，保溫 時間為30~90min。
6. 根據權利要求4或5所述的制備工藝，其特征在于：淬冷介質為水。
7. -種陶瓷低溫快燒方法，包括如下步驟： 在坯料或色坯料中添加其總重量5~15%的添加劑共同磨粉，備用； 釉料中添加釉料總重量5~10%的添加劑共同磨粉，備用； 壓制、干燥、或施釉，一次燒成得到陶瓷； 其中，添加劑為權利要求1或2所述的降低陶瓷燒成溫度的添加劑。
8. 根據權利要求7所述的陶瓷低溫快燒方法，其特征在于：一次燒成的溫度為850~ 1000°C，燒成周期 30 ~120min。
9. 根據權利要求8所述的陶瓷低溫快燒方法，其特征在于：一次燒成的溫度為900~ 950°C，燒成周期30~90min。
10. -種低溫燒成的陶瓷釉料，其特征在于：所述陶瓷釉料中添加有權利要求1或2所 述的添加劑，其添加量為陶瓷釉料總質量的5~10%。
【專利摘要】本發明公開了一種降低陶瓷燒成溫度的添加劑及方法，添加劑的組成為SiO2、B2O3、ZnO、Bi2O3和Li2O。本發明的陶瓷坯料添加劑，使坯體不需經過普通陶瓷燒成所需的高溫即能產生大量液相，在液相表面張力作用下，坯料中的組分便產生粘滯流動，從而實現其致密化過程，可以有效降低陶瓷的燒成溫度約100～200℃，大大降低了陶瓷燒成時的能耗，有助于減少環境污染，降低生產成本。本發明的陶瓷坯料添加劑，使用方便，直接添加在陶瓷坯釉中，不需要對原有的坯料配方進行調整，也不需要改變陶瓷的生產工藝流程，燒成得到的陶瓷符合國家標準要求。
【IPC分類】C04B35-63, C04B41-86
【公開號】CN104692808
【申請號】CN201510062655
【發明人】高張海, 戴永剛, 李德英, 孟慶娟
【申請人】佛山市三水新華雄陶瓷有限公司, 廣東金意陶陶瓷有限公司, 景德鎮金意陶陶瓷有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月6日