[发明专利]一种降低陶瓷烧成温度的添加剂及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷生产用添加剂及基于该添加剂的陶瓷烧成工艺。

背景技术

在建筑陶瓷工业生产过程中，烧成是一个关键环节，对产品至关重要。但是普通陶瓷的烧成温度高达1200～1400℃，且烧成周期长，单位产品耗能约为4.1×10⁴kJ/kg，在我国能源的消耗中占了很大的比例，属于高能耗、高污染和资源消耗型行业。并且在陶瓷生产中，烧成的能耗费用占生产成本的比例也是相当大的，国外占到了25%左右，而国内则占到了40%以上。因此，降低烧成能耗是节能环保、降低生产成本、提高经济效益的重要技术手段。

当其他条件相同时，根据热平衡原理，烧成温度降低100℃，则单位产品的燃耗可降低10%以上，因此在陶瓷生产中使用低温烧成技术，能够有效节约能源，降低生产成本，具有不可估量的经济价值和环保价值。

目前降低陶瓷烧成温度的措施，主要是在配方中适当增加溶剂和矿化剂的含量，以促进陶瓷坯体的低温烧成。湖南省陶瓷研究所根据湖南瓷区高级细瓷烧成温度过高的状况，通过在坯体配方中引入滑石、釉料等增加钾钠溶剂含量，同时调整釉料配方，使产品烧成温度降低70～80℃。唐山建筑陶瓷厂、建材科学研究院和中国科学院地质研究所使用湖北大冶硅灰石制成坯体，在隧道窑中以1060～1065℃的较低温度实现了釉面砖的烧成。江西建材研究设计院以锂云母质瓷石为主要原料，配以高岭土、石英和少量硅灰石，研制成功了在1150～1180℃下烧成的低温瓷。这些研究通过添加溶剂和矿化剂都不同程度地降低了陶瓷的烧成温度，但是所用添加剂只适用于特定原料，且均需要对原有的陶瓷坯釉配方进行调整，限制了低温烧成技术的规模化应用。

在降低陶瓷烧成温度的同时，一般也会导致陶瓷性能的下降，使用不当的陶瓷添加剂虽然有可能降低烧成温度，但是同时也会导致陶瓷性能的急剧下降，这使得降低陶瓷烧成温度添加剂的开发面临更大的难度。

开发一种可有效降低各种陶瓷坯料烧成温度，但同时对其性能影响不大的添加剂具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低陶瓷烧结温度的添加剂、低温陶瓷坯料、色坯料和釉料及陶瓷的低温快烧方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种降低陶瓷烧成温度的添加剂，其质量组成为：SiO₂:B₂O₃:ZnO:Bi₂O₃:Li₂O=（0.5～1.5）: （1.5～6.0）:（2.0～8.0）: （0～0.5）: （0～2.0）；优选的，其质量组成为：SiO₂：B₂O₃：ZnO：Bi₂O₃：Li₂O =（0.5～1.5）:（1.5～6.0）:（2.0～8.0）：（0.1～0.5）:（0.5～2.0）。

一种低温烧成的陶瓷坯料或色坯料，坯料或色坯料中添加有上述的添加剂，其添加量为陶瓷坯料或色坯料总质量的2～25%，进一步为4～20%，5～18%，5～15%。

一种低温烧成的陶瓷釉料，陶瓷釉料中添加有上述的添加剂，其添加量为陶瓷釉料总质量的5～10%。

一种降低陶瓷烧成温度的添加剂的制备工艺，添加剂的组成如上所述，其制备方法包括按添加剂的组成称取原料，混合均匀，之后熔制、淬冷、研细得到。

优选的，在制备降低陶瓷烧成温度的添加剂时，熔制的温度为850℃～1000℃，保温时间为30～90 min。

优选的，在制备降低陶瓷烧成温度的添加剂时，淬冷介质为水。

一种陶瓷低温快烧方法，包括如下步骤：

1)在坯料或色坯料中添加其总重量5～15%的添加剂共同磨粉，备用；

2)釉料中添加釉料总重量5～10%的添加剂共同磨粉，备用；

3)压制、干燥、或施釉，一次烧成得到陶瓷；

其中，添加剂为上述的降低陶瓷烧成温度的添加剂。

优选的，陶瓷低温快烧时，一次烧成的温度为850～1000℃，烧成周期30～120min；进一步的，一次烧成的温度为900～950℃，烧成周期30～90min。

本发明的有益效果是：