[发明专利]一种硅酸锆包裹型陶瓷色料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷色料，特别涉及一种硅酸锆包裹型陶瓷色料及其制备方法

背景技术

由于陶瓷制品的烧成温度较高(一般在1000～1300℃)，所以应用于陶瓷产品的色料不仅发色能力要强，色调纯正，而且在烧成温度范围内，色料的热稳定性要好，能够经受得住玻璃熔体的侵蚀。

自然界中许多无机化合物具有鲜艳的色泽和呈色能力，称之为显色体，如硫硒化镉(大红)，硫化镉(大黄)和碳黑。然而，这些无机色料的高温稳定性较差，一般在800℃以上就被完全氧化分解。因而，这些无机化合物的应用受到了很大的限制。

为了提高这些无机化合物的高温稳定性，拓宽色料的使用温度范围，一些本身没有颜色而且具有高温稳定性的氧化物或硅酸盐矿物被用来包裹这些无机色料。其中，显色的无机化合物作为这些色料中的核，而具有反应惰性的高温稳定的氧化物或硅酸盐矿物作为壳，形成具有核壳结构的包裹型色料。普遍常用的制备包裹型陶瓷色料的方法是，将显色体与包裹层前驱物及矿化剂共沉淀形成反应前驱物，再密封或在保护气氛下高温烧成，这种制备方法的缺陷在于，显色体在热处理过程中易升华或被分解、氧化造成大量损失，包裹率难以有新的突破。也有资料提出，以常用方法制备出包裹前驱物，再以水热处理使包裹层致密化，其优势在于低温处理，显色体几乎不损失，但这种简单变换成水热处理的工艺，很难成功包裹或包裹率极低，无法达到产业化水平。水热处理制备包裹型陶瓷色料的关键在于使包裹层容易达到致密化、包裹缺陷少。因此，本技术领域需要一种新的包裹型陶瓷色料制备方法，达到水热处理过程中包裹层容易致密化、包裹缺陷少的特点，使得制备得到的陶瓷色料包裹完全、致密。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种硅酸锆包裹型陶瓷色料及其制备方法，工艺上低温处理，显色体几乎不损失，同时色料包裹层致密，包裹缺陷少。

本发明为了实现上述技术目的，提供了一种硅酸锆包裹型陶瓷色料，包括显色体，和包裹在显色体外面的壳体，所述壳体为硅酸锆复合金属氧化物的混合物。

优选地，显色体为硫硒化镉、硫化镉、碳黑、硫磺、铜、氧化铁、氧化锰、氧化铬、氧化钛或氧化镨。

优选地，壳体中的金属氧化物为碱土金属、稀土金属、锡、钽、锰、钒、钛、钼或铝的氧化物的一种或组合。更优选地，金属氧化物为钙、镁、钪、钇、镧、铈、镨、铷、锡、钽、锰、钒、钛、钼或铝的氧化物的一种或组合。

与现有技术相比，本发明提供的硅酸锆包裹型陶瓷色料的壳体中，除了硅酸锆外，还复合了其他金属氧化物。其他金属氧化物的引入，有利于硅酸锆晶体在水热条件下的生产以及硅酸锆壳体的致密化，对显色体包裹致密完全，包裹率高。壳体中的金属氧化物为碱土金属、稀土金属、锡、钽、锰、钒、钛、钼或铝的氧化物的一种或组合时，包裹效果比其他金属氧化物要更致密；其中，钙、镁、钪、钇、镧、铈、镨、铷、锡、钽、锰、钒、钛、钼或铝的氧化物为更佳。

本发明还提供了一种制备硅酸锆包裹型陶瓷色料的方法，包括以下步骤：

(1)制备显色体；

(2)采用共沉淀/溶胶凝胶法在显色体表层包覆硅酸锆包裹层前体；

(3)水热处理使硅酸锆包裹层前体转化为致密的包裹层；

(4)冷却、干燥色料；

合成硅酸锆包裹层前体的溶液中，引入促包裹层致密化的促进剂溶液，所述促进剂溶液包含金属可溶性盐，并保持混合溶液体系的pH值在6～12之间。

优选地，促进剂溶液中包含碱土金属、稀土金属、锡、钽、锰、钒、钛、钼或铝的可溶性盐的一种或多种组合。更优选地，促进剂溶液中包含钙、镁、钪、钇、镧、铈、镨、铷、锡、钽、锰、钒、钛、钼或铝的可溶性盐的一种或多种组合。

所述促进剂溶液中可溶性盐类的摩尔数之和与合成硅酸锆包裹层前体的锆盐、硅化合物的摩尔数之和的比例为0.0001～0.3。

在水热处理过程中，反应温度为200～500℃，反应压力为0.2～110MPa，反应时间为1～24小时。硅酸锆包裹层前体中矿化剂的含量为0.1～10％。