專利名稱：陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法和陶瓷色料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷工藝，具體涉及一種陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法和陶瓷色料。
背景技術(shù)：
陶瓷行業(yè)是一個(gè)歷史極其悠遠(yuǎn)的行業(yè)，從古到今其發(fā)展歷程經(jīng)歷了原料、工藝、品種從單一到多樣化，在這個(gè)過(guò)程中，陶瓷行業(yè)的負(fù)面影響也日益突出，如高能耗、廢氣(SO2、CO2)、廢渣。這些因素不僅制約了陶瓷業(yè)的發(fā)展，而且嚴(yán)重污染了當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，不解決這些問(wèn)題，陶瓷行業(yè)的發(fā)展必將走入死胡同。佛山陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的三分之一強(qiáng)。如何使生態(tài)環(huán)境與產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，已成為極其迫切需要解決的問(wèn)題。
色料是陶瓷行業(yè)所使用的必須原料，傳統(tǒng)陶瓷工藝所用的色料其粒度為400～1250目，采用這樣的色料來(lái)進(jìn)行燒制，所需時(shí)間較長(zhǎng)，色料使用量也較大，即耗費(fèi)能源又增加成本。
納米技術(shù)是二十一世紀(jì)最具革命性的三個(gè)領(lǐng)域之一，它是在1～100納米(1納米等于1毫米的百萬(wàn)分之一，相當(dāng)于4-6個(gè)原子的大小)尺度的空間內(nèi)，研究電子、原子集團(tuán)和分子集團(tuán)的組合、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特性的嶄新科學(xué)技術(shù)。
物質(zhì)的尺度到了納米級(jí)后，由于表面電子費(fèi)米面的變化(Kubo效應(yīng))導(dǎo)致了納米材料具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀量子效應(yīng)、界面相關(guān)效應(yīng)等，從而使其具備奇異性和反常性，能使多種多樣的材料改性，用途極為廣泛。
納米材料作為工業(yè)應(yīng)用的新材料，是進(jìn)入20世紀(jì)80年代后發(fā)展起來(lái)的，從其一誕生，就因廣泛的商業(yè)前景而被美國(guó)材料學(xué)會(huì)譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的材料，是一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命。如何將新興的納米技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)的陶瓷產(chǎn)業(yè)中，是一個(gè)值得研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種能夠在使用中降低陶瓷燒制成本，縮短燒制時(shí)間，同時(shí)提高發(fā)色效果的陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法和陶瓷色料。
實(shí)現(xiàn)上述目的的一個(gè)技術(shù)方案是一種陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，包括如下步驟1)采用超細(xì)設(shè)備對(duì)陶瓷色料進(jìn)行超微細(xì)化處理；2)干燥超微細(xì)化后的粉體得到成品。
所述步驟1)可采用包括如下幾個(gè)分步驟的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)1a)若陶瓷色料的細(xì)度滿足超細(xì)設(shè)備的進(jìn)料要求，則直接進(jìn)行下一步驟，若其細(xì)度低于超細(xì)設(shè)備的進(jìn)料要求，則先對(duì)其進(jìn)行粗磨，制成粒度符合要求的粉體；1b)將上述粉體制成固含量不小于40％的漿料；1c)使用超細(xì)設(shè)備對(duì)漿料進(jìn)行研磨粉碎，使得粉體粒度為0.1μm～1.8μm。
在步驟1c)中，超細(xì)設(shè)備粉碎后粉體的平均粒度優(yōu)選為0.12～0.45μm。
步驟1a)中可使用雷蒙磨或球磨，將原料制成粒度為200～325目的粉體。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的另一個(gè)技術(shù)方案是，一種陶瓷色料，其平均粒度為0.1μm～1.8μm。
優(yōu)選的是，所述陶瓷色料的平均粒度為0.12～0.45μm。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于1)將色料進(jìn)行超細(xì)處理后，不僅能夠大大縮短燒成的時(shí)間，還能夠減少色料的使用量，既節(jié)能又降低了成本，同時(shí)燒成后的陶瓷具有優(yōu)良的性能，表面吸水率和色彩鮮艷度都優(yōu)于常規(guī)色料燒制的產(chǎn)品。2)實(shí)驗(yàn)表明，將色料制成平均粒度為0.12～0.45μm左右的粉體，能夠達(dá)到極好的效果，此時(shí)色料的用量將下降到原來(lái)的1/2～1/4，燒成時(shí)間也大大縮短，同時(shí)，陶瓷更光亮、更鮮艷，并且可以適應(yīng)數(shù)碼印刷設(shè)備和工藝。
下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
圖1是一種超細(xì)分級(jí)磨結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是不具有導(dǎo)流孔的葉片示意圖。
圖3是具有導(dǎo)流孔的葉片示意圖。
具體實(shí)施方式一種陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，其工藝流程為1)首先采用超細(xì)設(shè)備對(duì)陶瓷色料進(jìn)行超微細(xì)化處理。一般而言，由于陶瓷色料粒度已大于200目，符合絕大多數(shù)超細(xì)設(shè)備的進(jìn)料要求，可以直接進(jìn)行超微細(xì)化處理；如果是粒度過(guò)粗的，可先經(jīng)過(guò)雷蒙磨等球磨機(jī)或高壓輥壓磨進(jìn)行粗磨，以制成超細(xì)設(shè)備可以接受的粉體，按照現(xiàn)有一般超細(xì)設(shè)備的要求，進(jìn)料粉體的粒度在200～325目之間都是允許的。
另外，根據(jù)超細(xì)設(shè)備的工作方式的不同，對(duì)于濕法研磨的設(shè)備還要將粉體制成符合其要求的漿料，一般固含量在40％以上都是可行的，當(dāng)漿料固含量為100％時(shí)，則適用干法研磨的超細(xì)設(shè)備。至于超細(xì)設(shè)備的選擇，可根據(jù)處理量以及具體原料的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，一般可選攪拌磨、振動(dòng)磨、氣流磨等超細(xì)設(shè)備，優(yōu)選本發(fā)明中提供的超細(xì)分級(jí)磨。經(jīng)超細(xì)設(shè)備研磨粉碎后，出料粉體粒度控制在0.1μm～1.8μm之間都是適合的，粉體的平均粒度在0.12～0.45μm左右時(shí)能夠達(dá)到最佳效果。
2)干燥超微細(xì)化后的粉體得到成品。將粉體干燥至含水量小于1.5％，以便于進(jìn)行下一步的改性處理。此干燥過(guò)程可采用現(xiàn)有的真空干燥、噴霧或氣流干燥機(jī)來(lái)完成。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的超細(xì)分級(jí)磨具有這樣的結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖1～圖3，包括攪拌軸4、由一至四級(jí)筒體6、7、8、9串聯(lián)排列組成的磨筒。各級(jí)筒體上分別設(shè)有進(jìn)料口和出料口(除一級(jí)筒體6的進(jìn)料口12和四級(jí)筒體9的出料口10外均未在圖中示出)，所述各級(jí)筒體的進(jìn)料口設(shè)置在各級(jí)筒體的下部，各級(jí)筒體的出料口設(shè)置在各級(jí)筒體上部端面的中心附近，一級(jí)筒體6的進(jìn)料口12與四級(jí)筒體9的出料口10分別作為整個(gè)磨筒的進(jìn)料口和出料口，各次級(jí)筒體的進(jìn)料口與其上一級(jí)筒體的出料口相連通。各級(jí)筒體的橫截面為圓形，縱截面為倒立的梯形，且各級(jí)筒體的上部端面內(nèi)徑依次逐漸增大。攪拌軸4貫穿于各級(jí)筒體內(nèi)，攪拌軸4上沿軸向等間距的設(shè)置有葉片5，攪拌軸4由電機(jī)1經(jīng)減速機(jī)2驅(qū)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠在磨筒中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)攪拌，電機(jī)1和減速機(jī)2設(shè)置在電機(jī)座3上。葉片5具有兩種類型，一種具有沿?cái)嚢栎S軸向的導(dǎo)流孔11，另一種不具有導(dǎo)流孔；所述具有導(dǎo)流孔的葉片設(shè)置在各級(jí)筒體的下部，所述不具有導(dǎo)流孔的葉片設(shè)置在各級(jí)筒體的上部。
這種超細(xì)分級(jí)磨采用將研磨介質(zhì)與物料在磨筒中混合攪拌的方法來(lái)進(jìn)行物料的研磨粉碎，本發(fā)明中優(yōu)選使用這樣的研磨介質(zhì)(本發(fā)明申請(qǐng)人已對(duì)該研磨介質(zhì)提出中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)枮?00410010534.9)具有剛性本體，在其剛性本體上還包覆有彈性耐磨層，該彈性耐磨層的材料優(yōu)選為高耐磨樹(shù)脂。這種研磨介質(zhì)與常規(guī)使用的氧化鋁或氧化鋯微球相比，剛性磨介變成了彈性介質(zhì)，因而在與物料接觸過(guò)程中增大了接觸面積，其機(jī)理相當(dāng)于在研磨過(guò)程中持續(xù)不斷的對(duì)物料顆粒施加了一個(gè)外部壓力，增加顆粒內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力，更加有利于物料的超微細(xì)化，可以大大提高研磨效率；并且彈性層的包覆減少了顆粒表面的硬損傷，避免剛性介質(zhì)之間的硬碰撞和摩擦產(chǎn)生出微粉而污染物料。
具體工作過(guò)程將物料加水制成固含量40％-75％的漿料，用泵將物料由磨機(jī)底部軸線方向送入裝置主機(jī)一級(jí)磨筒底部的進(jìn)料口12。在主機(jī)各級(jí)磨筒6～9內(nèi)部，攪拌軸4帶動(dòng)葉片5高速旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速范圍為600～1400轉(zhuǎn)/分，葉片5等距離排列。料漿在一定壓力下由磨筒底部上升，靠近筒體下部帶有導(dǎo)流孔的研磨葉片，使得磨筒中的研磨介質(zhì)和物料產(chǎn)生強(qiáng)大的在縱向上的渦流剪切力及碰撞力，而靠近研磨單元磨筒上部的不帶導(dǎo)流孔的研磨葉片，使得磨筒中的研磨介質(zhì)和物料產(chǎn)生強(qiáng)大的離心剪切力及碰撞力。由于各級(jí)筒體上部的半徑大于下部，這樣一來(lái)在離心力的作用下，更加有利于粗細(xì)物料的分級(jí)，使細(xì)粒物料靠近軸心，進(jìn)入下一級(jí)筒體，由于下一級(jí)筒體的頂?shù)装霃讲钪抵鸺?jí)加大，因而離心力逐級(jí)增大，分級(jí)效能越來(lái)越明顯，物料粒度分布進(jìn)一步集中，最終漿料由主機(jī)頂部出口10溢出，以連續(xù)作業(yè)方式，將粉碎、超細(xì)、分級(jí)在同一工序中多級(jí)組合完成，改變了傳統(tǒng)的間歇式工藝和單一分級(jí)的工藝，這樣既簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，又極大的降低能耗，充分保證產(chǎn)品粒度分布窄。
實(shí)驗(yàn)例1)將陶瓷色料(廣東產(chǎn)釩鋯黃，粒度為D90＜30μ(D90表示樣品中90％的顆粒的直徑)，1公斤)，加水制成固含量65％的混合漿料；2)將上述漿料分別用以下設(shè)備進(jìn)行超細(xì)處理對(duì)比實(shí)驗(yàn)，用激光粒度分析儀(JL1001型，丹東儀表研究所生產(chǎn))測(cè)量細(xì)化后粉體的粒度分布來(lái)表示粉體的超微細(xì)化效果；A、球磨機(jī)(QMA-300-500型，柳州市威林超硬材料設(shè)備廠生產(chǎn))一次性投料，連續(xù)開(kāi)機(jī)研磨4小時(shí)，停機(jī)，取出物料，取樣，測(cè)粒度，D90＜20μm。
B、攪拌磨(AXM-8型，無(wú)錫市海波干燥機(jī)械設(shè)備廠)一次性投料，連續(xù)開(kāi)機(jī)研磨4小時(shí)，停機(jī)，取出物料，取樣，測(cè)粒度，D90＜5μm，Dmax＝10μm(Dmax表示樣品中最大顆粒的直徑)。
C、本發(fā)明超細(xì)分級(jí)磨連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料，在出料口取樣，測(cè)粒度，D90＜0.4μm，Dmax＝1.5μm。
3)用真空干燥機(jī)(華南理工大學(xué)自制)對(duì)超微細(xì)處理后的上述三種色料進(jìn)行干燥，干燥后粉體含水量小于1.5％；備用。
4)將上述三種粒度的干燥后的色料分別用于作為美術(shù)陶瓷胚體表面的色料，待燒成后，進(jìn)行效果對(duì)比如下(球磨色料即近似常規(guī)色料，得到的產(chǎn)品為產(chǎn)品1；攪拌磨色料得到產(chǎn)品為產(chǎn)品2；本發(fā)明方法優(yōu)化后的色料得到產(chǎn)品為產(chǎn)品3)
由上表可以看出，采用本發(fā)明方法制得的超細(xì)陶瓷色料具有優(yōu)良的性質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，包括如下步驟1)采用超細(xì)設(shè)備對(duì)陶瓷色料進(jìn)行超微細(xì)化處理；2)干燥超微細(xì)化后的粉體得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，其特征在于所述步驟1)包括如下幾個(gè)分步驟1a)若陶瓷色料的細(xì)度滿足超細(xì)設(shè)備的進(jìn)料要求，則直接進(jìn)行下一步驟，若其細(xì)度低于超細(xì)設(shè)備的進(jìn)料要求，則先對(duì)其進(jìn)行粗磨，制成粒度符合要求的粉體；1b)將上述粉體制成固含量不小于40％的漿料；1c)使用超細(xì)設(shè)備對(duì)漿料進(jìn)行研磨粉碎，使得粉體粒度為0.1μm～1.8μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，其特征在于步驟1c)中，超細(xì)設(shè)備粉碎后粉體的平均粒度為0.12～0.45μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，其特征在于在步驟1a)中使用雷蒙磨或球磨，將原料制成粒度為200～325目的粉體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，其特征在于所述干燥采用真空干燥、噴霧干燥或氣流干燥機(jī)。
6.一種陶瓷色料，其特征在于所述陶瓷色料的平均粒度為0.1～1.8μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陶瓷色料，其特征在于所述陶瓷色料的平均粒度為0.12～0.45μm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種陶瓷色料的優(yōu)質(zhì)化處理方法，包括如下步驟采用超細(xì)設(shè)備對(duì)陶瓷色料進(jìn)行超微細(xì)化處理；干燥超微細(xì)化后的粉體得到成品。本發(fā)明并公開(kāi)了一種平均粒度為0.1～1.8μm的陶瓷色料。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于將色料進(jìn)行超細(xì)處理后，不僅能夠大大縮短燒成的時(shí)間，還能夠減少色料的使用量，既節(jié)能又降低了成本，同時(shí)燒成后的陶瓷具有優(yōu)良的性能，表面吸水率和色彩鮮艷度都優(yōu)于常規(guī)色料燒制的產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C04B35/626GK1702056SQ200510020680
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者畢舒 申請(qǐng)人:廣州晟田化工材料科技有限公司