專利名稱：一種陶瓷裝飾用鈷藍色料的制備方法
一種陶瓷裝飾用鈷藍色料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無機非金屬材料(陶瓷)領(lǐng)域，具體涉及一種陶瓷裝飾用鈷藍色料的 制備方法。
背景技術(shù)：
藍色是紅、綠、藍三原色中的一元，許多調(diào)色缺其不可。在陶瓷的裝飾中，鈷藍歷來 就是陶瓷裝飾的主要色調(diào)，廣泛應(yīng)用于日用、建筑及衛(wèi)生瓷，可用作釉上、釉中及釉下顏料 及顏色釉和坯用色料，一般細度要求1-30 μ m。
傳統(tǒng)的鈷藍色料大多是硅鋅礦結(jié)構(gòu)的CoO-SiO-SiA系統(tǒng)和尖晶石結(jié)構(gòu)的 CoO-Al2O3系統(tǒng)。前者與鉛熔劑配制成的釉上深藍顏料呈色非常鮮艷，色飽和度高，國內(nèi)釉 上彩瓷用平印、絲印貼花紙大多使用此類顏料，但其耐酸性差，鉛溶出量更是大大超過國際 標(biāo)準(zhǔn)。后者具有優(yōu)良的耐酸性和熱穩(wěn)定性，是其它系統(tǒng)無法比擬的，但因其耐蝕性主要取決 于結(jié)晶完整性，若結(jié)晶不完整，部分未形成尖晶石，鈷的氧化物就會附著在晶界上，很容易 受到酸堿的侵蝕。固相反應(yīng)制備的鈷藍色料因反應(yīng)時間短，一般晶形發(fā)育都不完全。所以， 市售的鈷藍顏料耐酸性差、鉛溶出量超標(biāo)是業(yè)內(nèi)不爭的事實，提高鈷藍顏料的耐酸性已成 為陶瓷行業(yè)一個亟待解決的難題。
我國科研人員從上世紀(jì)80年代就開始研究鈷藍色料耐酸性差的問題，但到目前 為止市場上還沒有見到耐酸性好的陶瓷裝飾用鈷藍色料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐酸性好的陶瓷裝飾用鈷藍色料的制備方法。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種陶瓷裝飾用鈷藍色料的制備方 法，其特征在于首先，按重量百分比將三氧化二鈷22 45%、三氧化二鋁48 70%、氧化 鋅0 10 %、碳酸鎂0 10 %、三氧化二鉻0 4%混合后，外加硼酸2 4%、晶核劑6 10%，經(jīng)混合均勻得到反應(yīng)物；其次，在反應(yīng)物中加入反應(yīng)物質(zhì)量80%的丙酮，經(jīng)快速球磨、 干燥、1100 1200°C焙燒、保溫1 2小時、自然冷卻后，再將焙燒產(chǎn)物研磨、清洗、過篩后獲 得色度值為L* = 30 50、a* = 10 20、b* = -30 _50，粒度為< 30 μ m的鈷藍色料。
所述晶核劑由粒徑為50 70nm的尖晶石形顆粒和直徑為lOnm、長度為200nm的 納米棒組成。
上述晶核劑的制備步驟為首先，以氯化鈷、氯化鋁、硫酸鈷和硫酸鋁為原料，配制 Co2+和Al3+的摩爾比為1 2、&)2+離子濃度為0.1511101/1、413+離子濃度為0.311101/1后用 蒸餾水配成混合物的水溶液，將其攪拌均勻后加入3mol/L的氫氧化鈉溶液，至溶液pH值為 13后備用；其次，將上步的混合溶液按照60%的填充度放入IOOmL反應(yīng)釜中，加入晶粒生長 抑制劑后，在215 250°C溫度下水熱培育20h時間后冷卻取出，蒸餾水沖洗至pH = 7，然 后于80°C干燥，得到晶核。
所述晶粒生長抑制劑的作用是控制納米晶粒的長大和晶體形態(tài)，可在十二烷基苯 磺酸鈉、1-氨基己烷、己酸中任意一種或幾種混合選擇，其添加量為所制得晶核理論產(chǎn)物摩 爾量的30-80%。
固相反應(yīng)由于存在導(dǎo)熱系數(shù)和熱容等因素使得色料在高溫焙燒過程中反應(yīng)物表 面和內(nèi)部之間存在溫度差，從而使成核和生長過程在體相表面和內(nèi)部不是同時進行，而是 先從反應(yīng)物表面溫度較高的表面部分首先開始，然后再蔓延至內(nèi)部，這樣導(dǎo)致固相反應(yīng)過 程耗時較長，顆粒粗大，結(jié)晶不完整，所制得色料需后期球磨、粉碎，不但增大了色料生產(chǎn)成 本，而且耐酸性不強。因此，若按本專利所述方法在固相反應(yīng)物中先期加入粒徑小、數(shù)目眾 多的晶核劑，當(dāng)溫度達到一定的要求后，由于反應(yīng)物內(nèi)部和表面同時存在晶核，省去了成核 過程，直接在晶核表面?zhèn)髻|(zhì)生長，所制得的色料顆粒細小，并且松散，易于粉碎研磨，同時， 本專利利用兩種不同晶型及粒徑的晶核劑，進一步降低了固相燒成溫度，縮短了燒成時間， 較好的控制了色料粒度，提高了結(jié)晶完整度，增強了色料耐酸性能，得到了性能優(yōu)異的陶瓷 裝飾用鈷藍色料。
具體實施方式
實施例1-3
第一步按表1所示晶核劑配方分別用蒸餾水配成混合物的水溶液，將其攪拌均 勻后加入3mol/L的氫氧化鈉溶液，至溶液pH值為13后，將其按照60%的填充度放入IOOmL 反應(yīng)釜中，加入相應(yīng)種類和數(shù)量的晶粒生長抑制劑后，在相應(yīng)溫度下水熱培育20h時間后 冷卻取出，蒸餾水沖洗pH = 7，然后于80°C干燥，得到晶核。
表1 摩爾百分比(mol% )
權(quán)利要求
1.一種陶瓷裝飾用鈷藍色料的制備方法，其特征在于首先，按重量百分比將三氧化二鈷22 45 %、三氧化二鋁48 70 %、氧化鋅0 10 %、 碳酸鎂0 10%、三氧化二鉻0 4%混合后，外加硼酸2 4%、晶核劑6 10%，經(jīng)混合 均勻得到反應(yīng)物；其次，在反應(yīng)物中加入反應(yīng)物質(zhì)量80%的丙酮，經(jīng)快速球磨、干燥、1100 1200°C焙 燒、保溫1 2小時、自然冷卻，再將焙燒產(chǎn)物研磨、清洗、過篩后獲得色度值為L* = 30 50、a* = 10 20、b* = -30 -50，粒度為< 30 μ m的鈷藍色料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鈷藍色料的制備方法，其特征在于所述晶核劑由粒徑為50 70nm的尖晶石形顆粒和直徑為lOnm、長度為200nm的納米棒組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述鈷藍色料的制備方法，其特征在于所述晶核劑的制備步 驟為首先，以氯化鈷、氯化鋁、硫酸鈷和硫酸鋁為原料，配制Co2+和Al3+的摩爾比為1 2、 Co2+離子濃度為0. 15mol/L、Al3+離子濃度為0. 3mol/L后用蒸餾水配成混合物的水溶液，將 其攪拌均勻后加入3mol/L的氫氧化鈉溶液，至溶液pH值為13后備用；其次，將上步的混合溶液按照60%的填充度放入IOOmL反應(yīng)釜中，加入晶粒生長抑制 劑后，在215 250°C溫度下水熱培育20h時間后冷卻取出，蒸餾水沖洗至pH = 7，然后于 80°C干燥，得到晶核。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鈷藍色料的制備方法，其特征在于采用晶粒生長抑制劑來控 制晶核的長大與形態(tài)，可在十二烷基苯磺酸鈉、1-氨基己烷、己酸中任意一種或幾種混合選 擇，其添加量為所制得晶核理論產(chǎn)物摩爾量的30-80%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陶瓷裝飾用鈷藍色料的制備方法。采用工業(yè)純化工原料按重量百分比將三氧化二鈷22～45％、三氧化二鋁48～70％、氧化鋅0～10％、碳酸鎂0～10％、三氧化二鉻0～4％混合后，外加硼酸2～4％、晶核劑6～10％，混合均勻后得到反應(yīng)物，加入反應(yīng)物質(zhì)量80％的丙酮，經(jīng)快速球磨、干燥、1100～1200℃焙燒、保溫、自然冷卻后，再研磨、清洗、過篩后得到所述色料。該制備方法在固相反應(yīng)物中先期加入粒徑小、數(shù)目眾多的晶核劑，使晶體在反應(yīng)物內(nèi)部和表面同時生長，較好地控制了色料粒度，提高了結(jié)晶完整度，降低了固相燒成溫度，縮短了燒成時間，增強了色料耐酸性能，克服了傳統(tǒng)固相法制備陶瓷色料的缺陷。
文檔編號C04B41/85GK102030563SQ201010513260
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者余峰, 盧希龍, 曹春娥, 沈華榮, 胡琪, 陳云霞 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院