耐幹復燒無機顏料配方及顏料製備的製作方法

2023-07-22 11:49:36

專利名稱：耐幹復燒無機顏料配方及顏料製備的製作方法
技術領域：
本發明屬於無機顏料技術領域，具體涉及一種用於搪瓷和陶瓷製品表面黑色顏料具備長時間直接與火焰接觸而沒有黃色還原色產生的黑色耐幹復燒無機顏料配方及顏料製備。
背景技術：
國內外無機顏料在搪瓷和陶瓷的釉料裡加入3-5%的黑色無機顏料塗覆在制品表面燒成後的產品，在沒有液體的狀況下經過數千小時的幹燒或在有少量液體的狀況下反覆灼燒，在制品和火焰直接接觸的表面會還原成金屬質或氧化物雜色，導致製品的著色表面顏色發生改變，如黑色的製品表面變成金黃色、顏色變成雜色等。因此，該種無機顏料不能 適用於長期在沒有液體的幹燒狀態下反覆灼燒的產品著色，如燃氣灶具、燒烤器具等廚房用品和戶外野炊器具、汽車發動機排氣管防腐塗層著色。目前我們還沒有檢索到國內外生產這類耐幹復燒的無機搪瓷和陶瓷顏料的資料。現有黑色無機顏料的生產配方和工藝無法形成純粹的尖晶石晶體。尖晶石晶體可看作氧離子形成立方最緊密堆體積，再由X離子佔據64個四面體空隙的1/8，即8個A位，Y離子佔據32個八面體空隙的1/2，即16個B位。由此得出尖晶石單位晶胞的通式為X8Y16O32,簡約後常寫作ΧΥ204。現有產品的生產方法和技術原理是將有色金屬氧化物粉碎成微米級(15-80μπι)粉末，經1220-1280煅燒合成。參與反應物質之間的化學合成需要很高的高溫使參與反應的物質電離，以便克服化學反應能ΛΕ完成合成。但參與反應物質的電離不徹底，所以很難得到純粹的尖晶石結構，有部分未完全反應的金屬氧化物游離於晶體外，形成晶體和玻璃態的混合物。所以在這種工藝下合成的新物質在沒有液體的幹燒或反覆灼燒狀態下會產生還原性的金屬及雜色介質即變色。現有的產品在形成過程中，由於配方和工藝缺陷不能形成純粹的尖晶石結構。純粹尖晶石結構是合成這種結構金屬氧化物追求的目標，是這一領域公認的最穩定的結構之一。現有產品在主體的尖晶石結構空隙或外圍有游離的金屬氧化物存在。因此，這類的無機黑顏料以3-5%加入釉料裡燒成製品後長時間與火焰直接接觸，在制品的表面會導致著色表面顏色發生改變。

發明內容
本發明的第一個目的在於針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種耐幹復燒無機顏料配方，該配方組成為Co203、NiO, Fe203、Cr2O3> MnO2, CuO0更具體地說，上述配方中各組分的質量百分含量分別是Co203是23 27%、NiO是 20 23%、Fe2O3 是 17 23%、Cr2O3 是 30 35%、MnO2 是 3 8%、CuO 是 I 3%。本發明的第二個目的在於提供所述耐幹復燒無機顏料配方的顏料製備方法，它包括如下順序的步驟(I)準備如下配方的原材料Co203、NiO、Fe2O3> Cr2O3> MnO2, CuO ；
(2)將原材料混合均勻，均勻度> 97% ;原材料中加入一定量的水和分散劑後，在攪拌磨研磨，研磨後細度控制在D97 < 10 μ m ;(3)表面離子化包覆處理在上一步處理過程中，加入一定量的K2Cr2O7和K2Mn2O7研磨，烘乾後，氣流粉碎至細度D97S 3μπι;(4)將步驟(3)所得粉體裝入圓形的耐高溫的坩堝內，再放入旋轉焰的爐窯內煅燒，從室溫開始升溫至1280°C，升溫的速度控制在180°C /h左右，保溫5-6小時，爐窯的溫差小於正負3°C ；(5)將煅燒後的物料自然冷卻到室溫，再放入球磨機中研磨至D97彡10 μ m，即得產
品O
更具體地說，步驟(I)所述配方的原材料中，各組分的質量百分含量分別是=Co2O3是 23 27%、Ni0 是 20 23%、Fe203 是 17 23%、Cr203 是 30 35%、Mn02 是 3 8%、CuO 是 I 3%。步驟(2)中，所加入水的質量是原材料質量的70% 90%，所加入分散劑的質量是水的質量的0.6%。步驟(3)中，所加入的K2Cr2O7和K2Mn2O7在物料中的質量百分比控制在K2Cr2O7 ^ O. 5%, K2Mn2O7 < O. 7%。本發明將配方中所有的有色金屬氧化物進行均勻混合後研磨，然後超微處理，粒徑要求D97彡3 μ m。同時，引入K2Cr2O7和K2Mn2O7離子型材料對有色金屬氧化物進行表面離子化包覆處理，使其均勻附著在有色金屬氧化物顆粒表面，參與反應物質之間的化學合成反應實質上變成了顆粒物質與離子間的反應，而顆粒物質在離子物質的作用下使顆粒的電離能ΛΕ下降，從而降低了化學反應能ΛΕ，完成合成。由於參與反應的顆粒物質的電離徹底，所以，很容易得到純粹的尖晶石結構著色材料。本發明經過1280°C高溫合成，得到具有穩定、純粹的尖晶石結構的混合晶體著色材料。本發明顏料引入到搪瓷或陶瓷的矽酸鹽製品中，其產品經過600°C左右的高溫反覆直接接觸幹燒的耐幹燒試驗，其著色表面沒有還原性金屬介質產生，即表面不發生顏色改變。同時，經檢測，本發明耐幹復燒無機黑色顏料符合ROHS和FDA檢測標準，各項理化性能達到接觸食物搪瓷國標GB4804-84、美國食品與藥品管理局FDA7117. 06,7117. 07準則及歐盟環保指令2002/95/EC(ROHS)及其補充2005/618/EC規定要求。
具體實施例方式下面結合具體實驗實例對本發明作進一步詳細的描述。
本發明中使用的設備為常規設備，比如氣流粉碎設備、粉體表面離子化處理設備、煅燒爐窯等。首先，準備如下耐幹復燒無機黑色顏料的配方，各組分及質量百分含量分別是Co2O3 為 23 27%、Ni0 為 20 23%、Fe203 為 17 23%、Cr203 為 30 35%、Mn02 為 3 8%> CuO為I 3%。將配方中所有的有色金屬氧化物進行均勻混合，均勻度> 97%。再在混合物中加入佔混合物重量的70% 90%的水，再加入佔水的質量O. 6%的分散劑即乳化矽油後，在攪拌磨研磨，研磨後的細度控制在D97彡IOym0再加入K2Cr2O7和K2Mn2O7離子型材料對有色金屬氧化物進行表面離子化包覆處理，使其均勻附著在有色金屬氧化物顆粒表面，所加入的K2Cr2O7和K2Mn2O7在總物料中的質量百分比控制在=K2Cr2O7 ^ 0.5%,K2Mn2O7彡O. 7%。然後烘乾，氣流粉碎至D97彡3 μ m。將粉體裝入圓形的耐高溫的坩堝內放入旋轉焰的爐窯內煅燒，從室溫開始升溫至1280°C，升溫的速度控制在180°C /h左右，保溫5-6小時，爐窯的溫差小於正負3°C，最後自然冷卻到室溫。再將燒成的顏料放入球磨機中研磨至D97彡10 μ m，使產品形成純粹的尖晶石結構材料。而尖晶石結構有兩個重要特性即高溫中的穩定並可在高溫的狀態下經得起釉料的溶解。採用本發明生產的無機黑色顏料引入到搪瓷或陶瓷的矽酸鹽製品中，其顏色在與火焰直接接觸中有優良的穩定性能。如下所示是本發明的實施例之一表I
權利要求
1.一種耐幹復燒無機顏料配方，其特徵在於組成為=Co2O3、Ni O、Fe2O3、Cr2O3、MnO2、CuO。
2.根據權利要求I所述的耐幹復燒無機顏料配方，其特徵在於所述配方中各組分的質量百分含量分別是Co2O3是23 27%、NiO是20 23%、Fe2O3是17 23%、Cr2O3是30 35%、MnO2 是 3 8%、CuO 是 I 3%。
3.—種如權利要求I所述耐幹復燒無機顏料配方的顏料製備方法，其特徵在於包括如下順序的步驟 (1)準備如下配方的原材料Co2O3、Ni。、Fe203、Cr2O3>MnO2, CuO ； (2)將原材料混合均勻，均勻度>97% ;原材料中加入一定量的水和分散劑後，在攪拌磨研磨，研磨後細度控制在D97 ( IOMfli ； (3)表面離子化包覆處理在上一步物料處理過程中，加入一定量的K2Cr2O7和K2Mn2O7研磨，烘乾後，氣流粉碎至細度D97S (4)將步驟(3)所得粉體裝入圓形的耐高溫的坩堝內，再放入旋轉焰的爐窯內煅燒，從室溫開始升溫至1280 0C,升溫的速度控制在180°C/h左右，保溫5-6小時，爐窯的溫差小於正負3°C ； (5)將煅燒後的物料自然冷卻到室溫，再放入球磨機中研磨至D97( IOMffl,即得產品。
4.根據權利要求3所述耐幹復燒無機顏料配方的顏料製備方法，其特徵在於步驟(I)所述配方的原材料中，各組分的質量百分含量分別是=Co2O3是23 27% ,NiO是20 23%、Fe2O3 是 17 23%、Cr2O3 是 30 35%、MnO2 是 3 8%、CuO 是 I 3%。
5.根據權利要求3所述耐幹復燒無機顏料配方的顏料製備方法，其特徵在於步驟(2)中，所加入水的質量是原材料質量的70% 90%，所加入分散劑的質量是水的質量的0. 6%。
6.根據權利要求3所述耐幹復燒無機顏料配方的顏料製備方法，其特徵在於步驟(3 )中，所加入的K2Cr2O7和K2Mn2O7在總物料中的質量百分比控制在=K2Cr2O7 ( 0. 5%，K2Mn2O7 ^ 0. 7%。
全文摘要
本發明公開了一種用於搪瓷和陶瓷製品表面的黑色耐幹復燒無機顏料配方及顏料製備。本發明的配方組成為Co2O3、NiO、Fe2O3、Cr2O3、MnO2、CuO。本發明將配方中所有的有色金屬氧化物進行均勻混合後研磨，然後超微處理，粒徑要求D97≤3μm，同時，引入K2Cr2O7和K2Mn2O7離子型材料對有色金屬氧化物進行表面離子化包覆處理，再經過煅燒、研磨、烘乾、粉碎處理後即得產品。本發明的顏料具有純粹的尖晶石結構材料，符合各種行業標準，該顏料引入到搪瓷或陶瓷的矽酸鹽製品中，其產品經過6000C左右的高溫反覆直接接觸幹燒的耐幹燒試驗，其著色表面沒有還原性金屬介質產生，即表面不發生顏色改變。
文檔編號C09C3/04GK102660152SQ20121011747
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月20日 優先權日2012年4月20日
發明者劉立紅, 方金泉, 湯上 申請人:湖南信諾顏料科技有限公司