付 強(qiáng)

(吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院 長(zhǎng)春 130062)

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鈷藍(lán)影響硅酸鋯發(fā)色的實(shí)驗(yàn)研究

付 強(qiáng)

(吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院 長(zhǎng)春 130062)

針對(duì)鈷藍(lán)在不同添加量和不同細(xì)度對(duì)硅酸鋯發(fā)色的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定了添加量、細(xì)度與硅酸鋯發(fā)色的關(guān)系。結(jié)果表明：鈷藍(lán)能顯著改變硅酸鋯的色調(diào)，使黃白色硅酸鋯呈青白色，但卻不能增加其白度，添加量過(guò)多反而會(huì)使亮度下降，影響白度；鈷藍(lán)細(xì)度的變化對(duì)硅酸鋯發(fā)色無(wú)明顯影響。添加微量的鈷藍(lán)可改變其色調(diào)，可拓寬硅酸鋯的應(yīng)用范圍。

硅酸鋯 發(fā)色 鈷藍(lán)

鈷藍(lán)也叫帝王藍(lán)、天藍(lán)色素，呈鮮艷的藍(lán)色，其色調(diào)飽和，是一種高性能的無(wú)毒環(huán)保無(wú)機(jī)顏料。該顏料呈粉末狀，具有極好的遮蓋力、較強(qiáng)的著色力和分散性，因此被廣泛應(yīng)用于耐高溫涂料、陶瓷、搪瓷、玻璃、耐高溫工程塑料等的著色以及美術(shù)顏料等領(lǐng)域。

硅酸鋯(ZrSO4)化學(xué)性能穩(wěn)定，是一種優(yōu)質(zhì)、價(jià)廉的乳濁劑，被廣泛應(yīng)用于建筑陶瓷、日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷，在釉料或坯體中起遮蓋及增白作用。

目前含硅酸鋯的白瓷大部分呈象牙白色，但部分陶瓷企業(yè)希望含鋯白瓷，呈青白色。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[1]：采用硅酸鋯(ZrSO4)、石英粉(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)為原料，通過(guò)對(duì)硅酸鋯的摻雜嫁接，得到合成鋯，能增加其白度。硅酸鋯的增白作用是它在陶瓷燒成后可形成斜鋯石等，從而對(duì)入射光波形成散射。該合成鋯只是通過(guò)氧化鋁增加“硅酸鋯”粉的表觀白度，降低其含鋯量，因而可大幅減弱其乳濁效果和提高釉面白度。中國(guó)專利“一種陶瓷增白劑的制造方法”[2]中公開(kāi)了一種將鋯英石與磷酸鋁或磷酸鋯混合制備陶瓷增白劑的方法。該方法與上述合成鋯類似，其混合物并不是真正意義上的硅酸鋯。目前市場(chǎng)上也有使用煅燒高嶺土、高白氧化鋁、煅燒煤矸石等一種或多種粉體與硅酸鋯粉進(jìn)行簡(jiǎn)單復(fù)配改性而成的“硅酸鋯”，這種“硅酸鋯”同樣由于鋯含量低，乳濁效果差，僅能用于低端陶瓷坯料，無(wú)法使用在陶瓷釉料。本研究希望在不影響硅酸鋯乳濁度的前提下，通過(guò)鈷藍(lán)改變?cè)猩{(diào)來(lái)滿足客戶的需求。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

在L*，a*，b*顏色系統(tǒng)中，明度值L*對(duì)應(yīng)亮度(L=0=黑暗，L=100=白光)，a*用來(lái)描述紅綠軸，b*用來(lái)描述黃藍(lán)軸。試樣與標(biāo)準(zhǔn)版比較之后用△L、△a、△b表示，△L+表示偏白，△L-表示偏黑；△a+表示偏紅，△a-表示偏綠；△b+表示偏黃，△b-表示偏藍(lán)。根據(jù)上述原理，通過(guò)添加鈷藍(lán)顏料，增加藍(lán)度值，對(duì)硅酸鋯在坯體和釉料中發(fā)色進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

1.2 實(shí)驗(yàn)用原料

鈷藍(lán)顏料(325目)產(chǎn)地為江西，其性狀見(jiàn)表1；透明熔塊及陶瓷坯料來(lái)自廣東某廠；硅酸鋯粉(D50=1.0 μm)由蚌埠華洋公司采用澳大利亞澳祿卡資源有限公司Eucla優(yōu)級(jí)鋯英砂制得，其化學(xué)成分見(jiàn)表2。

表1 鈷藍(lán)性狀簡(jiǎn)介

表2 實(shí)驗(yàn)用硅酸鋯化學(xué)成分(質(zhì)量%)

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器

1 L3快速研磨機(jī)、高溫煅燒爐、激光粒度分析儀、電子天平(精度0.000 1 g)、DN-B型白度儀、日本柯尼卡美能達(dá)CM-2500d型分光測(cè)色計(jì)。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

將325目鈷藍(lán)0.1 wt‰～0.5 wt‰按不同質(zhì)量比例加入硅酸鋯干粉中，用快速磨濕法混合5 min，得到復(fù)配硅酸鋯粉Zr1～Zr5。烘干后，將復(fù)配硅酸鋯粉分別按2%均勻加入到坯料中進(jìn)行模壓成形，得到試樣ZP1.1～ZP1.5。將復(fù)配硅酸鋯粉分別按15%均勻加入到透明熔塊中制成釉漿，在素坯上刮釉，得到試樣ZY1.1～ZY1.5。將ZP和ZY試樣在同一條件下(溫度為1 200 ℃)煅燒，保溫2 h后取出測(cè)量白度、色差。

顏料經(jīng)研磨處理后，顏料顆粒的表面積增大，著色能力增強(qiáng)[3]。對(duì)鈷藍(lán)顏料先進(jìn)行預(yù)處理，用硅酸鋯研磨球?qū)?25目鈷藍(lán)濕法研磨后，再過(guò)1 250目篩，經(jīng)烘干處理后，再重復(fù)上述步驟，用此方法研究鈷藍(lán)細(xì)度對(duì)硅酸鋯發(fā)色的影響。

2 結(jié)果及分析

鈷藍(lán)耐溫性達(dá)1 200～1 400 ℃，它除具有良好的耐光性、折光性、耐酸性和耐堿性，且無(wú)毒，除此之外，鈷藍(lán)還具有很好的防紅外線的功能。因此，可以運(yùn)用于各種需要高著色力、高耐溫、不遷移、不滲色、高保色和高抗老化等領(lǐng)域。本實(shí)驗(yàn)中，由于鈷藍(lán)添加量十分微量，所以對(duì)陶瓷坯體和釉面的燒成溫度基本無(wú)影響。

2.1 不同添加量的鈷藍(lán)對(duì)硅酸鋯發(fā)色的影響

表3 不同鈷藍(lán)添加量比例對(duì)坯體發(fā)色的影響

從表3可知，在對(duì)坯體發(fā)色影響方面，鈷藍(lán)添加量對(duì)a+影響較小，對(duì)b+影響較大。鈷藍(lán)添加比例越高，試樣b+越小，隨著鈷藍(lán)添加比例的增加，試樣的亮度逐漸降低，添加量達(dá)到0.5‰時(shí)，樣品表面明顯發(fā)暗。

從表4可以看出，鈷藍(lán)對(duì)釉面發(fā)色和對(duì)坯體發(fā)色影響的規(guī)律基本一致。鈷藍(lán)添加量對(duì)a+影響較小，對(duì)b+影響較大。鈷藍(lán)添加比例越高，試樣的b+越小，即偏離黃調(diào)，偏向藍(lán)調(diào)，肉眼看呈青白色。隨著鈷藍(lán)添加比例的增加，試樣的亮度逐漸降低，添加量為0.5‰時(shí)，釉面明顯發(fā)暗。部分試樣釉面出現(xiàn)了藍(lán)色小點(diǎn)，分析是由于鈷藍(lán)沒(méi)有分散均勻造成的。

表4 不同鈷藍(lán)添加量比例對(duì)釉面發(fā)色的影響

2.2 鈷藍(lán)細(xì)度對(duì)硅酸鋯發(fā)色的影響

經(jīng)驗(yàn)得知，鋯鐠黃、鋯釩藍(lán)研磨后發(fā)色會(huì)明顯減弱，鮮艷的色調(diào)會(huì)變得暗淡。本實(shí)驗(yàn)中，鈷藍(lán)研磨細(xì)化后，其色澤依然鮮艷、飽滿。初步分析是因?yàn)闄C(jī)械研磨破壞了鋯鐠黃、鋯釩藍(lán)晶體機(jī)構(gòu)，而鈷藍(lán)是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的混相金屬氧化物顏料，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)反映在形態(tài)上呈完好的立方晶形，晶胞體積大，晶胞高度對(duì)稱，晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[4]。

根據(jù)表3、表4分析結(jié)果得出，選取最佳添加比例為0.3 wt‰，做不同細(xì)度影響對(duì)比。表5和表6分別為不同細(xì)度鈷藍(lán)對(duì)坯體發(fā)色釉面發(fā)色的影響。從表5、表6可以看出，鈷藍(lán)細(xì)度對(duì)硅酸鋯粉在坯體及釉面中發(fā)色無(wú)明顯影響。研磨細(xì)化處理后，釉面無(wú)可見(jiàn)藍(lán)點(diǎn)，釉面更加柔和美觀。

表5 不同細(xì)度鈷藍(lán)對(duì)坯體發(fā)色的影響

表6 不同細(xì)度鈷藍(lán)對(duì)釉面發(fā)色的影響

3 結(jié)論

鈷藍(lán)顏料是一種優(yōu)良的著色劑，作為表面調(diào)色劑能顯著改變硅酸鋯的色調(diào)，使黃白色硅酸鋯呈青白色，且其細(xì)度越細(xì)越好，但并不能增加硅酸鋯的白度值，添加量過(guò)多反而會(huì)使亮度下降，影響白度。質(zhì)量穩(wěn)定是硅酸鋯生產(chǎn)中的重要技術(shù)指標(biāo)，高檔硅酸鋯的穩(wěn)定應(yīng)包括砂源、生產(chǎn)成品粉體性能的穩(wěn)定化處理。由于鈷藍(lán)顏料著色能力極強(qiáng)，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制其添加量，添加比例在0.2 wt‰～0.3 wt‰為宜，且將其均勻分散于硅酸鋯中，避免坯體及釉面出現(xiàn)小藍(lán)點(diǎn)。由于鈷藍(lán)并沒(méi)有進(jìn)入到硅酸鋯晶格，該方法只是簡(jiǎn)單利用了三原色的混合調(diào)色原理。

1 郝小勇.合成鋯簡(jiǎn)介[J].全國(guó)性建材核心期刊——陶瓷，2012(5):9～11

2 徐明晗，鞠銀燕，宋杰光，等.濕法球磨制備超細(xì)鈷藍(lán)粉體的研究[J].硅酸鹽通報(bào)，2014，33(10)：2 716～2 719

3 況學(xué)成.一種陶瓷增白劑的制造方法:中國(guó)專利，2011103284571[P].2011-11-25

4 劉竹波，葉明泉，韓愛(ài)軍.尖晶石型鈷藍(lán)顏料的研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2008，27(4)：483～487

(續(xù)上期)

序號(hào)證書編號(hào)產(chǎn)品名稱制造商發(fā)證日期證書截止時(shí)間77CQC14704118829陶瓷片密封水嘴(單柄雙控菜盆水嘴)興達(dá)建材(中國(guó))有限公司2016-2-192017-11-2178CQC16704139956非接觸式感應(yīng)龍頭(典型&時(shí)尚型感應(yīng)龍頭)上?？评针娮涌萍加邢薰?016-3-22019-3-279CQC16704139955非接觸式感應(yīng)龍頭(鵝頸型感應(yīng)龍頭)上海科勒電子科技有限公司2016-3-22019-3-280CQC16704139954非接觸式感應(yīng)龍頭(瑪爾戈碗盆感應(yīng)龍頭)上?？评针娮涌萍加邢薰?016-3-22019-3-281CQC16704139957非接觸式感應(yīng)龍頭(黛詩(shī)感應(yīng)龍頭)上?？评针娮涌萍加邢薰?016-3-22019-3-282CQC16704139958非接觸式感應(yīng)龍頭(富麗維特感應(yīng)龍頭&艾麗維感應(yīng)龍頭)上?？评针娮涌萍加邢薰?016-3-22019-3-283CQC16704140478掛式水箱浙江偉星新型建材股份有限公司2016-3-32018-12-784CQC16704140529坐便器惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司2016-3-72019-3-785CQC16704140520坐便器唐山艾爾斯衛(wèi)浴有限公司2016-3-72019-3-786CQC16704140748陶瓷片密封水嘴東莞鋼鋼金屬科技有限公司2016-3-102019-3-1087CQC16704140533坐便器惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司2016-3-102019-3-1088CQC16704140532坐便器惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司2016-3-102019-3-1089CQC16704140531坐便器惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司2016-3-102019-3-1090CQC16704140534坐便器惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司2016-3-102019-3-1091CQC16704140530坐便器惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司2016-3-102019-3-10

92CQC16704140522坐便器唐山艾爾斯衛(wèi)浴有限公司2016-3-102019-3-1093CQC15704137370坐便器佛山東鵬潔具股份有限公司2016-3-132018-12-1494CQC16704140831紅外感應(yīng)龍頭廈門市歐立通電子科技開(kāi)發(fā)有限公司2016-3-132019-3-1395CQC16704140828感應(yīng)小便器沖洗閥廈門市歐立通電子科技開(kāi)發(fā)有限公司2016-3-132019-3-1396CQC16704140830微波感應(yīng)龍頭廈門市歐立通電子科技開(kāi)發(fā)有限公司2016-3-132019-3-1397CQC16704140829感應(yīng)大便器沖洗閥廈門市歐立通電子科技開(kāi)發(fā)有限公司2016-3-132019-3-1398CQC16704140973坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-1699CQC16704140972坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16100CQC16704140971坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16101CQC16704140970坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16102CQC16704140981坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16103CQC16704140979坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16104CQC16704140977坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16105CQC16704140974坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16106CQC16704140975坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16107CQC16704140976坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16108CQC16704140978坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16109CQC16704140980坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16110CQC16704140982坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16111CQC16704139155坐便器佛山市新明珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16112CQC16704140968坐便器佛山市新明珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16113CQC16704140969坐便器佛山市新明珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16114CQC16704140983坐便器佛山市冠珠衛(wèi)浴有限公司2016-3-162019-3-16115CQC16704139413坐便器佛山市薩米特衛(wèi)浴有限公司2016-3-182019-3-18116CQC16704141133反滲透凈水機(jī)深圳安吉爾飲水產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司2016-3-212019-3-21117CQC16704140479排水閥廈門威迪亞科技有限公司2016-3-212019-3-21118CQC16704141161小便器佛山市高明安華陶瓷潔具有限公司2016-3-212019-3-21119CQC16704141180反滲透凈水機(jī)深圳安吉爾飲水產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司2016-3-242019-3-24120CQC16704141309沁園牌凈水器浙江沁園水處理科技有限公司2016-3-242019-3-24121CQC16704141310沁園牌反滲透凈水器浙江沁園水處理科技有限公司2016-3-242019-3-24122CQC16704141311沁園牌反滲透凈水器浙江沁園水處理科技有限公司2016-3-242019-3-24123CQC16704140631坐便器山東美林衛(wèi)浴有限公司2016-3-242019-3-24124CQC16704140630坐便器山東美林衛(wèi)浴有限公司2016-3-242019-3-24125CQC16704141308反滲透凈水機(jī)珠海格力電器股份有限公司2016-3-272019-3-27126CQC16704141401感應(yīng)水龍頭福州潔博利感應(yīng)設(shè)備有限公司2016-3-282019-3-28

(未完待續(xù))

Experimental Study on Effect of Cobalt on Zirconium Silicate Color

Fu Qiang

(Jilin Province Building Materials Industry Design and Research Institute,Changchun,130062)

This paper for cobalt blue in different adding amount and fineness of zirconium silicate color was affected by test to determine the adding amount, fineness and zirconium silicate color. The results show that: cobalt blue can significantly change the zirconium silicate color tone, yellow white zirconium silicate was bluish white, but actually cannot increase zirconium silicate whiteness value, adding too much but will make the brightness down, affecting the whiteness; changes in cobalt blue fineness of zirconium silicate color has no obvious influence. Trace cobalt blue can change the tone of zirconium silicate, and expanded the scope of application of zirconium silicate.

Zirconium silicate; Color; Cobalt blue

付強(qiáng)(1964～)，本科，高級(jí)工程師；主要從事建筑材料的研究工作。

TU522

A

1002-2872(2016)11-0040-03