莫来石质陶瓷增白剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，具体地，涉及一种莫来石质陶瓷增白剂及其制备方法。
背景技术
随着国内生产生活水平以及城镇化的不断提升，日用陶瓷、建筑陶瓷以及卫浴陶瓷产品的需求量越来越大，但是用来制作日用陶瓷、建筑陶瓷和卫浴陶瓷产品的高白度坯料日益枯竭。目前，为了得到白度较高的陶瓷产品，只能通过添加大量的硅酸锆、氧化锆做坯体增白剂来增加白度，这就导致锆资源的需求量日益增长。同时全世界已知的可供利用锆资源较少，于是用来提高陶瓷产品白度的硅酸锆、二氧化锆从几千元每吨暴涨到了上万元每吨，直接影响到陶瓷的生产成本。
因此，一种增白效果较好且成本低廉的能够取代或部分取代锆资源作为坯体增白剂的产品成为迫切需要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种莫来石质陶瓷增白剂的制备方法，该方法以超细硅线石和二氧化锆为原料，通过煅烧将硅线石烧制成莫来石，且添加的超细二氧化锆与硅线石一次莫来石化生成的二氧化硅反应，生成具有稳定化学性能和高白度的硅酸锆，进而在莫来石微小晶粒表面形成包裹。加入到坯体中后，形成的硅酸锆包裹的莫来石微小晶粒与坯体中其他晶粒的折射率不同，当光入射到坯体后，由于晶粒数量众多，在坯体的晶界处产生大量的散射和漫反射，达到较好的增白效果，同时又减少了锆的大量使用。
本发明采用以下技术方案：
根据本发明实施例的莫来石质陶瓷增白剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供硅线石与二氧化锆。
步骤S2，将所述硅线石与所述二氧化锆原料进行球磨，过筛，混合均匀，得到超细生料。
步骤S3，将所述球磨后的生料恒温干燥，加入高温炉中，在常温下逐步升温至1500-1700℃，以得到熟料。
步骤S4，将所述熟料进行球磨，过筛，恒温干燥，以得到所述的陶瓷增白剂。
优选地，所述步骤S1中，硅线石与二氧化锆质量比为10:1-4:1，提供的二氧化锆粒径不大于2μm。
优选地，所述步骤S2中，所述生料的球磨时间为120-180min，球磨后的物料过3000目筛。
优选地，所述步骤S3中，所述熟料的球磨时间为30-60min，球磨后过2000目筛。
进一步地，所述步骤S3中，在常温下升温至1100℃；从1100℃升温至1300-1400℃，升温速率为2-5℃/min；从1300-1400℃升温至1500-1700℃，升温速率为6-8℃/min，并在温度为1500-1700℃条件下保温60-90min。
进一步地，所述步骤S3和S4中，恒温干燥温度为100-150℃。
根据本发明第二方面实施例的莫来石质陶瓷增白剂，根据上述实施例的莫来石质陶瓷增白剂的制备方法制得。
本发明的上述技术方案至少具有如下效果之一：
(1)本发明制备方法工艺简单、材料来源广泛，能够节约生产成本，大大降低对锆资源的依赖；
(2)通过该制备方法能够得到白度较高的莫来石质陶瓷增白剂。
附图说明
图1为本发明实施例的莫来石质陶瓷增白剂的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例的增白剂在陶瓷体增白效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的一种莫来石质陶瓷增白剂的制备方法。
如图1所示，根据本发明实施例的莫来石质陶瓷增白剂的制备方法包括以下步骤：
根据本发明实施例陶瓷增白剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供硅线石和二氧化锆。
具体地，硅线石与二氧化锆的质量比为10:1-4:1，提供的二氧化锆粒径不大于2μm。
步骤S2，将上述原料进行球磨，过筛，得到超细生料。
具体地，上述球磨时间为120-180min，球磨后过3000目筛。
也就是说，将上述提供的硅线石与二氧化锆按所述质量比10:1-4:1混合，球磨120-180min，过3000目筛，得到粒径小于5μm的与二氧化锆均匀混合的生料。其中二氧化锆粒径不大于2μm。
步骤S3，将上述生料恒温干燥，放入高温炉中，在常温下逐步升温至1500-1800℃，以得到熟料。
具体地，干燥温度为100-150℃。
优选地，升温情况为在常温下升温至1100℃，从1100℃升温至1300-1400℃，升温速率为2-5℃/min，从1300-1400℃升温至1500-1700℃，升温速率为6-8℃/min，并在温度为1500-1700℃时保温60-90min。
也就是说，将上述物料在100-150℃干燥后，加入高温炉中进行煅烧，通过逐步升温的方式将硅线石烧制成莫来石，且二氧化锆和二氧化硅生成的硅酸锆在莫来石微小晶粒表面形成包裹。
步骤S4，将所述熟料进行球磨，过筛，恒温干燥，得到所述的增白剂。
具体地，球磨时间为30-60min，干燥温度为100-150℃。
也就是说，将煅烧后的物料球磨30-60min，过2000目筛，得到粒径小于10μm的熟料，将其放入100-150℃烘箱中干燥，以得到白度较高的陶瓷增白剂。
由此，根据本发明实施例的陶瓷增白剂的制备方法，制备出了白度较高、增白效果明显的莫来石质陶瓷增白剂，能有效地减少对锆资源的依赖，该坯体增白剂能够满足大部分市场对坯体增白剂白度的需求，具有显著的经济效益和广阔的应用市场。
根据本申请的第二方面实施例的莫来石质陶瓷增白剂，由上述实施例的制备方法制备得到，所述的莫来石分子团在陶瓷体均匀分散，优选地，所述分子团形貌为粒状或短棒状，优选地，所述分子团的粒径在10μm以下。该莫来石质陶瓷增白剂白度较高、增白效果明显的，能有效地减少对锆资源的依赖，该坯体增白剂能够满足大部分市场对坯体增白剂白度的需求，具有显著的经济效益和广阔的应用市场。
为使本领域的技术研究人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
1)提供的硅线石和粒径为2μm的二氧化锆按照质量比8:1进行配比，称取硅线石20g和二氧化锆2.5g，将2.5g二氧化锆加入到20g硅线石中，按球：水：料＝10:6:5的质量比称取用料，即球：水：料＝45g：27g：22.5g，其中大球与小球质量比为3:7，使用快速球磨机进行球磨，球磨120分钟，过3000目筛，得到粒径Dx(50)＝3.09μm的均匀混合的生料，然后将生料放入烘箱中在120℃的条件下干燥，得到干燥的混合均匀的生料。
2)将干燥后的生料，装入刚玉坩埚中，再将坩埚放入3kW微波烧结炉中进行煅烧，从1100℃升温至1350℃期间的升温速率为4℃/min，1350℃升温至1500℃期间的升温速率为8℃/min，且在温度为1500℃时保温60分钟，得到煅烧后的熟料。
3)将煅烧后的样品熟料取出后放入研钵中研磨，然后使用快速球磨机进行球磨，球磨时间为30分钟，过2000目筛，得到粒径Dx(50)＝5.57μm的熟料，将熟料放入烘箱中在120℃条件下干燥，得到陶瓷增白剂。
该陶瓷增白剂白度较高，增白效果明显。
实施例2
1)提供的硅线石和粒径为1.5μm的二氧化锆按照质量比4:1进行配比，称取硅线石20g和二氧化锆5g，将5g二氧化锆加入到20g硅线石中，按球：水：料＝10:6:5的质量比称取用料，即球：水：料＝50g：30g：25g，其中大球与小球质量比为3:7，使用快速球磨机进行球磨，球磨150分钟，过3000目筛，得到粒径Dx(50)＝2.87μm的均匀混合的生料，然后将生料放入烘箱中在120℃的条件下干燥，得到干燥的混合均匀的生料。
2)将干燥后生料，装入刚玉坩埚中，再将坩埚放入3kW微波烧结炉中进行煅烧，从1100℃升温至1400℃期间的升温速率为4℃/min，1400℃升温至1550℃期间的升温速率为8℃/min，且在温度为1550℃时保温60分钟，得到煅烧后的熟料。
3)将煅烧后的样品熟料取出后放入研钵中研磨，然后使用快速球磨机进行球磨，球磨时间为30分钟，过2000目筛，得到粒径Dx(50)＝5.45μm的熟料，将熟料放入烘箱中在120℃条件下干燥，得到陶瓷增白剂。
该陶瓷增白剂白度较高，增白效果明显。
实施例3
1)提供的硅线石和粒径为0.5μm的二氧化锆按照质量比4:1进行配比，称取硅线石20g和二氧化锆5g，将5g二氧化锆加入到20g硅线石中，按球：水：料＝10:6:5的质量比称取用料，即球：水：料＝50g：30g：25g，其中大球与小球质量比为3:7，使用快速球磨机进行球磨，球磨150分钟，过3000目筛，得到粒径Dx(50)＝2.84μm的均匀混合的生料，然后将生料放入烘箱中在120℃的条件下干燥，得到干燥的混合均匀的生料。
2)将干燥后生料，装入刚玉坩埚中，再将坩埚放入3kW微波烧结炉中进行煅烧，从1100℃升温至1400℃期间的升温速率为2℃/min，1400℃升温至1550℃期间的升温速率为6℃/min，且在温度为1550℃时保温60分钟，得到煅烧后的熟料。
3)将煅烧后的样品熟料取出后放入研钵中研磨，然后使用快速球磨机进行球磨，球磨时间为30分钟，过2000目筛，得到粒径Dx(50)＝5.53μm的熟料，将熟料放入烘箱中在120℃条件下干燥，得到陶瓷增白剂。
该陶瓷增白剂白度较高，增白效果明显。
将上述三个实施例的陶瓷增白剂进行色度检测，其结果如表1:
表1
由表1的数据可知，所制备的莫来石质陶瓷增白剂白度较高，增白效果较为明显。
虽然已参考具体的实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围下，可进行各种变化，并且等价物可替代其要素。因此，本发明不局限于所公开的具体实施方式，而是其包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。
