專利名稱：耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方及顏料制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機(jī)顏料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于搪瓷和陶瓷制品表面黑色顏料具備長時(shí)間直接與火焰接觸而沒有黃色還原色產(chǎn)生的黑色耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方及顏料制備。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外無機(jī)顏料在搪瓷和陶瓷的釉料里加入3-5%的黑色無機(jī)顏料涂覆在制品表面燒成后的產(chǎn)品，在沒有液體的狀況下經(jīng)過數(shù)千小時(shí)的干燒或在有少量液體的狀況下反復(fù)灼燒，在制品和火焰直接接觸的表面會(huì)還原成金屬質(zhì)或氧化物雜色，導(dǎo)致制品的著色表面顏色發(fā)生改變，如黑色的制品表面變成金黃色、顏色變成雜色等。因此，該種無機(jī)顏料不能 適用于長期在沒有液體的干燒狀態(tài)下反復(fù)灼燒的產(chǎn)品著色，如燃?xì)庠罹?、燒烤器具等廚房用品和戶外野炊器具、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管防腐涂層著色。目前我們還沒有檢索到國內(nèi)外生產(chǎn)這類耐干復(fù)燒的無機(jī)搪瓷和陶瓷顏料的資料?，F(xiàn)有黑色無機(jī)顏料的生產(chǎn)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離子占據(jù)64個(gè)四面體空隙的1/8，即8個(gè)A位，Y離子占據(jù)32個(gè)八面體空隙的1/2，即16個(gè)B位。由此得出尖晶石單位晶胞的通式為X8Y16O32,簡(jiǎn)約后常寫作ΧΥ204?，F(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)方法和技術(shù)原理是將有色金屬氧化物粉碎成微米級(jí)(15-80μπι)粉末，經(jīng)1220-1280煅燒合成。參與反應(yīng)物質(zhì)之間的化學(xué)合成需要很高的高溫使參與反應(yīng)的物質(zhì)電離，以便克服化學(xué)反應(yīng)能ΛΕ完成合成。但參與反應(yīng)物質(zhì)的電離不徹底，所以很難得到純粹的尖晶石結(jié)構(gòu)，有部分未完全反應(yīng)的金屬氧化物游離于晶體外，形成晶體和玻璃態(tài)的混合物。所以在這種工藝下合成的新物質(zhì)在沒有液體的干燒或反復(fù)灼燒狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生還原性的金屬及雜色介質(zhì)即變色。現(xiàn)有的產(chǎn)品在形成過程中，由于配方和工藝缺陷不能形成純粹的尖晶石結(jié)構(gòu)。純粹尖晶石結(jié)構(gòu)是合成這種結(jié)構(gòu)金屬氧化物追求的目標(biāo)，是這一領(lǐng)域公認(rèn)的最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)之一。現(xiàn)有產(chǎn)品在主體的尖晶石結(jié)構(gòu)空隙或外圍有游離的金屬氧化物存在。因此，這類的無機(jī)黑顏料以3-5%加入釉料里燒成制品后長時(shí)間與火焰直接接觸，在制品的表面會(huì)導(dǎo)致著色表面顏色發(fā)生改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種耐干復(fù)燒無機(jī)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(zhì)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(fā)明的第二個(gè)目的在于提供所述耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方的顏料制備方法，它包括如下順序的步驟(I)準(zhǔn)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后，在攪拌磨研磨，研磨后細(xì)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，烘干后，氣流粉碎至細(xì)度D97S 3μπι;(4)將步驟(3)所得粉體裝入圓形的耐高溫的坩堝內(nèi)，再放入旋轉(zhuǎn)焰的爐窯內(nèi)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(shí)，爐窯的溫差小于正負(fù)3°C ；(5)將煅燒后的物料自然冷卻到室溫，再放入球磨機(jī)中研磨至D97彡10 μ m，即得產(chǎn)
品O
更具體地說，步驟(I)所述配方的原材料中，各組分的質(zhì)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(zhì)量是原材料質(zhì)量的70% 90%，所加入分散劑的質(zhì)量是水的質(zhì)量的0.6%。步驟(3)中，所加入的K2Cr2O7和K2Mn2O7在物料中的質(zhì)量百分比控制在K2Cr2O7 ^ O. 5%, K2Mn2O7 < O. 7%。本發(fā)明將配方中所有的有色金屬氧化物進(jìn)行均勻混合后研磨，然后超微處理，粒徑要求D97彡3 μ m。同時(shí)，引入K2Cr2O7和K2Mn2O7離子型材料對(duì)有色金屬氧化物進(jìn)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(yīng)物質(zhì)之間的化學(xué)合成反應(yīng)實(shí)質(zhì)上變成了顆粒物質(zhì)與離子間的反應(yīng)，而顆粒物質(zhì)在離子物質(zhì)的作用下使顆粒的電離能ΛΕ下降，從而降低了化學(xué)反應(yīng)能ΛΕ，完成合成。由于參與反應(yīng)的顆粒物質(zhì)的電離徹底，所以，很容易得到純粹的尖晶石結(jié)構(gòu)著色材料。本發(fā)明經(jīng)過1280°C高溫合成，得到具有穩(wěn)定、純粹的尖晶石結(jié)構(gòu)的混合晶體著色材料。本發(fā)明顏料引入到搪瓷或陶瓷的硅酸鹽制品中，其產(chǎn)品經(jīng)過600°C左右的高溫反復(fù)直接接觸干燒的耐干燒試驗(yàn)，其著色表面沒有還原性金屬介質(zhì)產(chǎn)生，即表面不發(fā)生顏色改變。同時(shí)，經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明耐干復(fù)燒無機(jī)黑色顏料符合ROHS和FDA檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)理化性能達(dá)到接觸食物搪瓷國標(biāo)GB4804-84、美國食品與藥品管理局FDA7117. 06,7117. 07準(zhǔn)則及歐盟環(huán)保指令2002/95/EC(ROHS)及其補(bǔ)充2005/618/EC規(guī)定要求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
本發(fā)明中使用的設(shè)備為常規(guī)設(shè)備，比如氣流粉碎設(shè)備、粉體表面離子化處理設(shè)備、煅燒爐窯等。首先，準(zhǔn)備如下耐干復(fù)燒無機(jī)黑色顏料的配方，各組分及質(zhì)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(jìn)行均勻混合，均勻度> 97%。再在混合物中加入占混合物重量的70% 90%的水，再加入占水的質(zhì)量O. 6%的分散劑即乳化硅油后，在攪拌磨研磨，研磨后的細(xì)度控制在D97彡IOym0再加入K2Cr2O7和K2Mn2O7離子型材料對(duì)有色金屬氧化物進(jìn)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(zhì)量百分比控制在=K2Cr2O7 ^ 0.5%,K2Mn2O7彡O. 7%。然后烘干，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(nèi)放入旋轉(zhuǎn)焰的爐窯內(nèi)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(shí)，爐窯的溫差小于正負(fù)3°C，最后自然冷卻到室溫。再將燒成的顏料放入球磨機(jī)中研磨至D97彡10 μ m，使產(chǎn)品形成純粹的尖晶石結(jié)構(gòu)材料。而尖晶石結(jié)構(gòu)有兩個(gè)重要特性即高溫中的穩(wěn)定并可在高溫的狀態(tài)下經(jīng)得起釉料的溶解。采用本發(fā)明生產(chǎn)的無機(jī)黑色顏料引入到搪瓷或陶瓷的硅酸鹽制品中，其顏色在與火焰直接接觸中有優(yōu)良的穩(wěn)定性能。如下所示是本發(fā)明的實(shí)施例之一表I
權(quán)利要求
1.一種耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方，其特征在于組成為=Co2O3、Ni O、Fe2O3、Cr2O3、MnO2、CuO。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方，其特征在于所述配方中各組分的質(zhì)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(quán)利要求I所述耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方的顏料制備方法，其特征在于包括如下順序的步驟 (1)準(zhǔn)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后，在攪拌磨研磨，研磨后細(xì)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，烘干后，氣流粉碎至細(xì)度D97S (4)將步驟(3)所得粉體裝入圓形的耐高溫的坩堝內(nèi)，再放入旋轉(zhuǎn)焰的爐窯內(nèi)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(shí)，爐窯的溫差小于正負(fù)3°C ； (5)將煅燒后的物料自然冷卻到室溫，再放入球磨機(jī)中研磨至D97( IOMffl,即得產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方的顏料制備方法，其特征在于步驟(I)所述配方的原材料中，各組分的質(zhì)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(jù)權(quán)利要求3所述耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方的顏料制備方法，其特征在于步驟(2)中，所加入水的質(zhì)量是原材料質(zhì)量的70% 90%，所加入分散劑的質(zhì)量是水的質(zhì)量的0. 6%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方的顏料制備方法，其特征在于步驟(3 )中，所加入的K2Cr2O7和K2Mn2O7在總物料中的質(zhì)量百分比控制在=K2Cr2O7 ( 0. 5%，K2Mn2O7 ^ 0. 7%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于搪瓷和陶瓷制品表面的黑色耐干復(fù)燒無機(jī)顏料配方及顏料制備。本發(fā)明的配方組成為Co2O3、NiO、Fe2O3、Cr2O3、MnO2、CuO。本發(fā)明將配方中所有的有色金屬氧化物進(jìn)行均勻混合后研磨，然后超微處理，粒徑要求D97≤3μm，同時(shí)，引入K2Cr2O7和K2Mn2O7離子型材料對(duì)有色金屬氧化物進(jìn)行表面離子化包覆處理，再經(jīng)過煅燒、研磨、烘干、粉碎處理后即得產(chǎn)品。本發(fā)明的顏料具有純粹的尖晶石結(jié)構(gòu)材料，符合各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該顏料引入到搪瓷或陶瓷的硅酸鹽制品中，其產(chǎn)品經(jīng)過6000C左右的高溫反復(fù)直接接觸干燒的耐干燒試驗(yàn)，其著色表面沒有還原性金屬介質(zhì)產(chǎn)生，即表面不發(fā)生顏色改變。
文檔編號(hào)C09C3/04GK102660152SQ20121011747
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者劉立紅, 方金泉, 湯上 申請(qǐng)人:湖南信諾顏料科技有限公司