陶瓷色料的制备方法
陶瓷色料的制备方法及陶瓷色料
专利名称：陶瓷色料的制备方法及陶瓷色料专利类型：发明专利
发明人：廖红卫,熊必陈,钟文升,刘巧文,伍满元申请号：CN202111587571.6
申请日：20211223
公开号：CN114058195A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种陶瓷色料的制备方法及陶瓷色料，该方法包括：步骤1，提供铝灰；步骤2，向所述铝灰中加入水搅拌后，静置预定时间后去除上清液，在其中加入碱溶液并充分搅拌后进行固液分离，得到固相混合物；步骤3，将所述固相混合物经过焙烧，得到焙烧物；步骤4，向所述焙烧物中加入掺杂离子源、矿化剂和稳定剂，并进行高温固相合成，得到所述陶瓷色料。
根据本发明实施例的方法，能够实现对固体危险废弃物铝灰渣的二次利用，同时结合固相法，减少其对环境的危害，同时促进了铝灰在陶瓷色料领域的资源化利用，且该制备方法具有工艺简单、易于控制、易生产、环境友好，并且大大降低了生产成本。
申请人：长沙理工大学
地址：410076 湖南省长沙市(天心区)赤岭路45号
国籍：CN
代理机构：北京迎硕知识产权代理事务所(普通合伙)
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陶瓷色料的制备方法ppt课件
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细乳液聚合法制备纳米色料
细乳液聚合法制备纳米色料的基本工艺过程： 首先把油溶性染料P分散染料或某些荧光染
料以不低于20wt%的浓度溶解到聚合单体中, 同 时溶解有交联剂、憎水剂、助成核剂等其他添加 剂成为有机相; 然后加入到溶解有一定量表面活 性剂的水相中机械搅拌得到大乳液, 再利用超声 波或高压均化器对大乳液均化处理得到稳定的细 乳液; 最后进行聚合反应即可得到稳定的纳米水 性分散体。如果把纳米粉体作为最终产物, 则可 通过冷冻干燥或喷雾干燥、表面处理等后处理工 艺, 得到规整球形、尺寸均一的产物。
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包裹色料
对于包裹色料, 包裹体对色剂的包裹作用具备以下几种 性质: 1) 呈色性。由于色剂外围包着一层玻璃体或晶体, 色剂 的呈色在一定程度上受包裹物质的成份、折射率及含量 的影响。
2) 高温稳定性。包裹色料的高温稳定性是指烧成温度相对于色 料未被包裹前的烧成温度尽可能高的烧成温度下, 保持它在坯或 釉中呈色的稳定。
以上是制备包裹型色料的两种主要方法。随着对包裹色料的 包裹机理进一步研究, 将不断有新的制备方法出现。实践中, 制 备一种包裹色料, 是采用固相法, 还是液相法, 要依原料、反应 要求和色料使用范围而定。
陶瓷颜料生产工艺
陶瓷颜料生产工艺陶瓷颜料是指用于陶瓷制品上的彩色颜料，通过在陶瓷器表面涂刷或绘制的方式，将陶瓷制品装饰得五彩斑斓。
陶瓷颜料的生产工艺主要包括原料准备、配方调制、研磨、筛分、漆料制备、上釉、干燥和烧制等过程。
首先，原料准备是陶瓷颜料生产的第一步。
原料通常包括一些矿石、粉末和化学物质，如氧化物、碳酸盐、硝酸盐等。
这些原料需要经过严格的测试和质量检查，以确保其化学成分和物理性质符合生产要求。
其次，配方调制是根据产品的需求来确定原料的比例和配方。
根据不同的颜色和效果要求，可以采用多种原料的组合。
在配方调制过程中，需要通过实验室测试来确定最佳的配比，以获得理想的色彩效果。
接下来是研磨和筛分的过程。
在研磨过程中，原料会被放入一个研磨机中，加入适量的水或溶液进行搅拌和研磨，以获得均匀的颜料浆料。
然后，通过筛分的过程，可以除去颗粒过大或过小的杂质，以获得均匀的颗粒大小。
漆料制备是将研磨好的颜料浆料与胶凝剂、稀释剂等进行混合，形成一种适合涂刷或绘画的漆料。
这个过程需要严格控制各种原料的比例和混合方式，以确保漆料的质量和稳定性。
上釉是将漆料均匀涂刷在预先烧制好的陶瓷制品上的过程。
工人将陶瓷制品放入上釉机中，通过机械臂或涂刷设备，均匀涂刷漆料。
这个过程需要控制好涂刷的厚度和均匀度，以获得理想的装饰效果。
干燥是将涂有颜料的陶瓷制品置于恒温恒湿的环境中，让它们逐渐干燥。
干燥的目的是使漆料充分固化，并且防止在后续的烧制过程中发生变形或开裂。
最后是烧制的过程。
干燥好的陶瓷制品被放入高温窑炉中，进行高温烧制。
烧制温度和时间根据陶瓷制品和颜色的不同而有所变化。
在高温下，颜料颗粒会与陶瓷器表面反应，固化成色彩鲜艳的陶瓷颜料。
以上就是陶瓷颜料的生产工艺简要介绍。
通过严格控制每个环节的质量和工艺，可以制造出色彩鲜艳、质地均匀的陶瓷颜料，为陶瓷制品增添美丽的装饰效果。
陶瓷颜料制备最简单的方法与流程
陶瓷颜料制备最简单的方法与流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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固相法制备硅铁红陶瓷色料
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陶瓷色料生产工艺
陶瓷色料生产工艺
陶瓷色料是制作陶瓷产品中不可或缺的一部分，它对于陶瓷产品的色彩呈现起着至关重要的作用。
下面将介绍陶瓷色料的生产工艺。
首先，陶瓷色料的原材料主要包括颜料和稳定剂。
颜料是赋予陶瓷产品色彩的关键部分，而稳定剂则可以保证陶瓷色料在高温下不发生分解或变色。
其次，颜料的制备需要通过物理和化学方法。
物理方法可以采用研磨、分散、过筛等手段将颜料粉末变得更加细腻，提高其分散性和着色力。
化学方法则是通过化学反应来制备一些特殊的颜料，例如金属氧化物颜料。
然后，稳定剂的制备也需要采用化学方法。
稳定剂可以使颜料在陶瓷烧制过程中不发生分解或变色，并且能够提高色料在釉料中的分散性。
稳定剂的种类较多，常见的有氧化锰、氧化镍、硝酸钇等。
接着，将颜料和稳定剂按照一定的配方比例混合均匀。
混合过程需要采用机械磨料的方法，确保颜料和稳定剂充分混合，形成均匀的色料浆料。
最后，将色料浆料通过喷雾干燥、压片、干燥等工艺步骤，制成颗粒状的陶瓷色料。
颗粒状的色料方便用于后续的配制和使用过程。
总的来说，陶瓷色料的生产工艺包括原材料的准备、颜料和稳定剂的制备、混合、干燥等步骤。
通过精细的工艺操作，可以制备出高质量的陶瓷色料，为陶瓷产品增添丰富多彩的色彩。
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功能性纳米色料的制备及其应用研究是交叉融 合高分子化学、精细化工、胶体物理化学、纳米材 料技术以及光电子技术等多学科与技术的新型研究 领域, 无论在理论上还是实际应用上都具有重大意 义和价值。纳米色料的功能性应用研究目前在国内 还刚刚起步, 要取得实质性的进展, 需要多领域研 究者通力合作才能够实现。
Pr- ZrSiO4 黄在釉中的用量一般在0. 5%~ 0.8%。 若不足0. 5%, 则呈色很淡; 若大于8%, 色调增加不明 显。在坯体中, 若加入1%~ 4%, Pr- ZrSiO4 黄一般会 产生象牙黄的效果。这也是象牙瓷生产的一种方法。
Fe- ZrSiO4 红陶瓷色料的制备
Fe- ZrSiO4 红色料可以说是目前惟一耐高温 ( 1250—1280℃ ) 、呈色稳定、价格适中的大红色 料。但由于其呈色机理和生产过程的复杂性, 使FeZrSiO4红色料难以制备和控制。
细乳液聚合法制备纳米色料
细乳液聚合法制备纳米色料的基本工艺过程： 首先把油溶性染料P分散染料或某些荧光染 料以不低于20wt%的浓度溶解到聚合单体中, 同 时溶解有交联剂、憎水剂、助成核剂等其他添加 剂成为有机相; 然后加入到溶解有一定量表面活 性剂的水相中机械搅拌得到大乳液, 再利用超声 波或高压均化器对大乳液均化处理得到稳定的细 乳液; 最后进行聚合反应即可得到稳定的纳米水 性分散体。如果把纳米粉体作为最终产物, 则可 通过冷冻干燥或喷雾干燥、表面处理等后处理工 艺, 得到规整球形、尺寸均一的产物。
在制备过程总结出, 在Fe-ZrSiO4 红色料合成 中, 原料的选择是很重要的。另外, 矿化剂的用量 选择也很重要, 当矿化剂太少时, 颜色不纯正; 变 淡, 这是因为Fe3+在结合剂ZrSiO4中的量少了; 当 矿化剂太多时, 色调向紫黄方向变动, 同时产物变 成较硬的块体, 给研磨过程带来困难。合成中矿化 剂的用量一般在2.2%—5.6%为好。
锆基色料的工业制备方法主要是用固相 烧结反应原理完成的, 即将一定化学配比 的原料均匀混合, 在一定的高温和气氛条 件下, 在给定的烧成时间内, 通过各组分 间的扩散反应而得到块状色料体, 这些块 状色料体经过粉碎、洗涤、干燥、细磨, 就得到可供陶瓷工业使用的各种色料; 有 时, 为了提高色料的稳定性及呈色强度等 性能, 还要进行二次烧成、三次烧成, 甚 至更多次的再烧结过程, 但这样的色料价 格昂贵。一般用于高附加值的陶瓷制品装 饰上。
3) 化学稳定性。包裹体可以在高温下很好地防止色剂被化学腐 蚀。以上性质表明, 包裹晶体( 微晶) 稳定性好, 可阻隔色基 溶解于釉玻璃体中或高温时色基发生其它化学变化, 从而起到 保护色基的作用。
就目前研究而言, 要得到浓色调的且均一、 重复性好的稳定型包裹色料, 主要有两种制备 方法: 一种是固相法, 另一种是液相法。
典型的细乳液是指使用较少量表面活性 剂并加入一定量助稳定剂的情况下, 通过高剪切 作用产生的在连续相中具有高稳定性, 滴径在30) 500nm的均匀液滴。
概括起来, 细乳液聚合法制备纳米色料具 有原材料易得、制备工艺简单易控、高固含量 高染料P颜料含量、产物性能优异、应用广泛、 易于实现工业化等突出优点。
以包裹色料中的锆英石包裹型Cd( S, Se) 色料 为例, 简要说明一下这种制备方法。
固相法制备锆英石包裹型Cd( S, Se) 色料,： 一般采用CdCO3, NaS, Se, ZrO2, SiO2 等原 料和矿化剂( 为促进ZrSiO4 生成而用) 加水均匀 混合后干燥, 再在900～1000℃下加热。在500℃ 附近, Cd( S, Se) 系固溶体生成, 接着在750℃ 以后ZrSiO4 开始生成。反应结束后, 用浓硝酸等 除去没有被ZrSiO4 包裹好的Cd( S, Se) 。该方 法之所以能用ZrSiO4 包裹Cd( S, Se) , 是因为 加热上述配合料时, Cd( S, Se) 系固溶体的生成 和ZrSiO4 的生成是互为独立的, 而且在不同温度 范围内生成。除两者的生成反应外, 几乎无其它 副反应进行。
硅铁红新型包裹色料
由于包裹机理相当复杂, 在理论上尚不十分成熟。目 前, 提出来的色料包裹模型有4种。有3种是以锆英石为包 裹相的锆铁红包裹模型, 另外一种则是以A-SiO2 为包裹相 的硅铁红新型包裹色料模型。
硅铁红包裹色料是一种颜色鲜艳、高温稳定的陶瓷色料, 由 于其呈色稳定, 在坯中或釉中能呈现出装饰效果, 目前在国内的 高档建筑玻化砖生产上得到了广泛应用, 市场很大。硅铁红包裹 色料与锆基色料相比, 其包裹机理存在很大差别。对于锆基色料, 目前在呈色机理、合成工艺、呈色影响因素上相对研究得比较成 熟, 而相比较非锆基色料的研究进展不大, 特别是用量大的非锆 基坯用色料几乎没有多少新的进展。由于其包裹呈色机理尚不清 楚, 至今还没有成熟的产品开发出来。
锆基色料3大系列: 即V-ZrSiO4蓝、 Pr- ZrSiO4黄、Fe- Zr-SiO4红, 同时成为 陶瓷色料的一个重要体系, 并构成了锆系 色料三原色。
以下简单讲述这3大系列的制备方法：
V-ZrSiO4蓝陶瓷色料的制备
V-ZrSiO4蓝陶瓷色料的制备可以说是锆基色料生 产中比较复杂的一种。这是因为它涉及到V离子的变价效 应, 含V化合物的加入量、温度、气氛控制及V-ZrO2黄的 形成反应等诸多因素, 这些因素都会影响V- ZrSiO4 蓝 的最终呈色效果及其在釉料中的使用性能。在制备VZrSiO4 蓝色料时, 配料中一定要有一种或几种矿化剂, 否则就很难得到理想的蓝色色料。
That all！
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在Fe-ZrSiO4红的合成过程中, 人们发现: （1）Fe- ZrSiO4 红的色调与ZrO2 和SiO2 配料比 有关。 当ZrO2：SiO2( 摩尔比) = 1时, 得珊瑚铁红, 当ZrO2：SiO2( 摩尔比) > 1时, 得桃红色铁红。
（2）在合成过程中, 若原料含有一定量的CaO( 即含有 一定的CaO杂质) 时, 如含CaO1%时, 对制备Fe- ZrSiO4 粉红色料有利。其原因可能是在高温阶段, CaO、SiO2 及矿化剂中的Na+离子易形成低共熔的液相, 从而为 Fe3+的扩散提供阻力很小的通道, 增加了Fe3+的固溶量。
纳米色料
纳米色料是一类可以结合颜料和染料两者优点的新型色 料, 除了在传统的着色领域具有独特优势外, 在光电高新技 术领域也具有广阔的应用前景。
纳米色料的简单定义是指染料以分子状态分散并固定在 纳米尺寸的交联聚合物粒子中而得到的纳米复合物。它可以 整合颜料优良的耐久性( 耐光耐候、耐水耐溶剂) 、热稳定 性以及染料优异的颜色亮度和深度、加工性等优点。广义上 来说, 达到纳米尺度的包含有染料或颜料的有色复合物及其 分散体系都可称之为纳米色料。
液相法制备锆英石包裹型Cd( S, Se) 色料：
可采用Cd( NO3)2、Na2SO4、Se( NO3)2、 ZrOCl2· 6H2O以及Si( C2H5O)4等可溶性盐类为原料, 采用水热法, 在高压容器中合成。其优点是能提高 色料的包裹率, 合成色料的品位高, 呈色强度增大。
以上是制备包裹型色料的两种主要方法。随着对包裹色料的 包裹机理进一步研究, 将不断有新的制备方法出现。实践中, 制 备一种包裹色料, 是采用固相法, 还是液相法, 要依原料、反应 要求和色料使用范围而定。
制备V-ZrSiO4蓝的原料化学组成表
在有矿化剂条件下, V- ZrSiO4 蓝的烧成温度是 850—1000℃ , 氧 化气氛, 烧成时间3h。
Pr- ZrSiO4 黄陶瓷色料的制备
Pr- ZrSiO4 黄属稀土类色料, 该色料呈色鲜亮, 性能稳定, 可与其它色料混合着色。
Pr- ZrSiO4 黄色料在使用中, 对含有一定量 PbO的釉料系统, 其呈色效果要较无铅的釉好, 若 釉料中PbO由1%增加到4%, 则镨黄的呈色强度也会 增加。
陶瓷色料的制备方法 及装饰中的应用特点
陶瓷色釉料作为总称,可包括色剂、颜 料、颜色釉和某些具有特殊效果的釉料等, 在日用陶瓷、陈设艺术瓷、建筑卫生陶瓷、 电瓷和一些化工瓷等方面都有重要的广泛用 途。
关于陶瓷色料的制备方法及应用特点，在这里 主要讲述三大块： 锆基陶瓷色料 包裹色料 纳米色料
锆基陶瓷色料
包裹色料
对于包裹色料, 包裹体对色剂的包裹作用具备以下几种 性质: 1) 呈色性。由于色剂外围包着一层玻璃体或晶体, 色剂 的呈色在一定程度上受包裹物质的成份、折射率及含量 的影响。 2) 高温稳定性。包裹色料的高温稳定性是指烧成温度相对于色 料未被包裹前的烧成温度尽可能高的烧成温度下, 保持它在坯 或釉中呈色的稳定。