[发明专利]用于制造彩色陶瓷颜料的熔融产品

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造彩色陶瓷颜料的熔融产品，该产品包含氧化硅基体，在所述氧化硅基体中包括主要为单斜氧化锆的晶粒。本发明还涉及这些彩色陶瓷颜料，涉及制造该熔融产品和这些颜料的方法。

背景技术

如US 2441447所述，彩色陶瓷颜料的制造常规地下列顺序步骤：

A)制备氧化硅、氧化锆粉末、发色团或发色团的前体、以及任选地为获得期望颜色所需的着色添加剂的混合物；

B)在依据发色团和期望的颜色而确定的温度下煅烧该混合物一段时间。

在步骤A)，为制造US 2441447所述的蓝色颜料，氧化硅与氧化锆的比例是对应于硅酸锆或“锆石”(ZrO₂·SiO₂)的比例。

在步骤B)，US2441447推荐，在发色团是钒的情形中于550-1200℃下煅烧至少一小时。在煅烧期间，氧化锆与氧化硅结合形成锆石。发色团本身物理地或化学地紧密结合成锆石，在锆石晶粒内或其附近区域中形成彩色颜料。

除了使用氧化硅和氧化锆粉末的混合物，还已知实行离解的锆石粉末。例如GB1447276描述了离解的锆石粉末。离解的锆石粉末与镨氧化物粉末混合，然后在800-1000℃下煅烧。为提高所获颜色的强度，US5324355还推荐了使用离解的锆石粉末，其氧化锆晶粒的平均尺寸在0.5至3μm之间。

发色团还被用于稳定由离解锆石获得的氧化锆，如EP 1076036所述。无需煅烧步骤，由此获得可直接使用的颜料，尽管颜色可以通过在1400℃热处理3小时而调整。该处理不会使得氧化锆失稳。

一直需要制造成本较低的强烈颜色颜料。本发明的目的是满足该需要。

发明内容

依据本发明，该目的通过用于制造彩色陶瓷颜料的熔融产品实现，该产品包含氧化硅基体，在所述氧化硅基体中包括主要为单斜氧化锆的晶粒和发色团离子和/或发色团前体离子。

由下文更详细说明可见，由煅烧依据本发明的熔融产品获得的颜料相比现有技术颜料具有更强的颜色。不受该理论束缚，发明人解释了颜色的改进，一方面因为发色团对颜色的作用通过其并入锆石晶粒内而提高，另一方面通过获得较大的锆石晶粒。然而，依据本发明，以离子形式嵌入氧化硅基体中的发色团或发色团前体，在锆石形成时物理地接近氧化锆晶粒。发色团的这种较好的可获得性会增加发色团并入锆石中的量，也会有利于锆石晶粒的生长。颜料的颜色因而会增强。

此外，当依据本发明的熔融产品以粉末的形式出现时，发色团或发色团前体在该粉末的颗粒中的纳入促进了颜料的制造。与矿化剂的简单混合物实际上允许立即获得待于煅烧的混合物。相比现有技术，该颜料的制造因而更经济且更实用。

优选地，依据本发明的产品还包含一个或多个下述特征：

-依据本发明的熔融产品的氧化锆的至少95％，优选基本100％是单斜的。因而有利地促进了煅烧期间锆石的形成。

-熔融产品表现为直径小于1mm，优选小于500μm，更优选小于200μm，且优选大于5μm的珠粒形式。这样的珠粒可无需研磨步骤而制造，因而降低了成本。此外，煅烧使得这些珠粒为脆性因而易于研磨。

-氧化硅含量与氧化锆含量的摩尔比在0.8:1.2和1.2:0.8之间，优选1:1。

-发色团选自镨、钒和铁的离子。

-氧化锆晶粒和氧化硅基体的显微组织是离解的锆石的显微组织。

-氧化锆晶粒具有大于0.1μm的尺寸。优选地，氧化锆晶粒的尺寸不超过20μm，优选5μm。有利地，因而促进了煅烧期间锆石的合成。

-产品还包含一种或多种例如选自铈、钛和钇的氧化物的着色添加剂。

-优选地，产品因此还包含一种或多种在煅烧期间促进锆石合成的添加剂，例如选自钠、钾和镁的氧化物。有利地，当含有依据本发明的熔融产品的粉末的混合物在允许锆石合成以制造陶瓷颜料的条件下煅烧时，这样的添加剂使得矿化剂的量减少，甚至使其无用。

-发色团与锆的摩尔比小于0.2，且优选大于0.01。

-氧化锆、氧化硅、发色团或它们的前体、以及可能的添加剂的整体占依据本发明产品的大于99质量％，优选大于99.5质量％。余量由难以避免的杂质构成。据认为低于或等于1％的杂质含量不会显著改变由本发明特征获得的产物。

本发明还涉及制造用于制造彩色陶瓷颜料的熔融产品的方法，包含以下顺序步骤：

a)制备包含混合物M的原料，所述混合物M是氧化硅粉末和主要为单斜的氧化锆粉末、发色团和/或发色团前体、以及优选地为获得期望颜色所需的(一种或多种)着色添加剂的混合物；