一种陶瓷颜料高温晶粒抑制剂、陶瓷颜料及制备方法

摘要

本发明公开了一种陶瓷颜料高温晶粒抑制剂、陶瓷颜料及制备方法，所述陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂的原料组成包括镁的化合物、碳化物、有机物、纳米白炭黑。通过在陶瓷颜料的原料中增加所述高温晶粒抑制剂，使陶瓷颜料在制备的过程中能很好地控制陶瓷颜料晶粒的生长，促使陶瓷颜料在后期超细化的加工过程中，保持晶粒的形态并拥有较小的破损度，具备优良的发色特性。

权利要求

1.一种陶瓷颜料高温晶粒抑制剂，其特征在于，所述陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂按照重量分数计，包括以下组分：所述镁的化合物为MgO、Mg(OH)2或MgCO3；

所述碳化物为非金属碳化物，选自碳化钙、碳化铬、碳化钒、碳化锆、碳化钨、碳化硼、碳化硅、碳化镁中的一种或多种；

所述有机物为多元醇或多元糖。

2.一种陶瓷颜料，其特征在于，所述陶瓷颜料为尖晶石型色料，所述陶瓷颜料的组成原料包括色料原料和如权利要求1所述的陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂。

3.根据权利要求2所述的陶瓷颜料，其特征在于，所述陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂的添加量为色料原料重量的2～10％。

4.一种如权利要求2所述的陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述的陶瓷颜料高温晶粒抑制剂与色料原料混合均匀；

煅烧；

粉碎，即可得所述陶瓷颜料。

5.根据权利要求4所述的陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述粉碎的方式采用气流磨粉碎法。

说明书

一种陶瓷颜料高温晶粒抑制剂、陶瓷颜料及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及陶瓷颜料制备领域，尤其涉及的是一种陶瓷颜料高温晶粒抑制剂、陶瓷颜料及制备方法。

背景技术

[0002] 当下陶瓷墨水的全球化趋势更加明显，而传统固相法所制备的陶瓷颜料，经过纳米化加工后发色的强度大大减弱。所述陶瓷颜料经过气流磨技术、水磨技术、等超细化处理后，粉碎到粒径在800目、1000目以上时，发色力大减弱，或者不发色，使得陶瓷墨水达不到制备工业对色料的要求标准。

[0003] 因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种陶瓷颜料高温晶粒抑制剂、超细陶瓷颜料的制备方法，通过在陶瓷颜料的原材料配方中，新增加一种高温晶粒抑制剂，通过掺杂杂质和添加物的方式来改变晶体生长的环境，从而影响和控制陶瓷颜料晶粒的生长，促使陶瓷颜料在后期超细化的加工过程中，保持原始晶粒的形态并拥有较小的破损度，具备优良的发色特性，旨在解决现有技术中的陶瓷颜料在经过超细化处理后发色力大大减弱的问题。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂，其中，所述陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂的原料组成包括镁的化合物、碳化物、有机物和纳米白炭黑。

[0007] 所述陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂，其中，所述高温晶粒抑制剂按照重量分数计，包括以下组分：

[0008]

[0009] 所述陶瓷颜料的的高温晶粒抑制剂，其中，所述镁的化合物为MgO、Mg（OH）2或MgCO3。

[0010] 所述陶瓷颜料的的高温晶粒抑制剂，其中，所述碳化物为非金属碳化物。

[0011] 所述陶瓷颜料的的高温晶粒抑制剂，其中，所述碳化物选自碳化钙、碳化铬、碳化钒、碳化锆、碳化钨、碳化硼、碳化硅、碳化镁中的一种或多种。

[0012] 所述陶瓷颜料的的高温晶粒抑制剂，其中，所述有机物为多元醇或淀粉类。

[0013] 一种陶瓷颜料，其中，所述陶瓷颜料为尖晶石型色料，所述陶瓷颜料的组成原料包括色料原料和如上所述的高温晶粒抑制剂。

[0014] 所述的陶瓷颜料，其中，所述高温晶粒抑制剂的总添加量占色料原料配方重量的2～10%。

[0015] 一种如上所述的陶瓷颜料的制备方法，其中，包括以下步骤：

[0016] 将所述的高温晶粒抑制剂与色料原料混合均匀；

[0017] 煅烧；

[0018] 粉碎，即可得所述陶瓷颜料。

[0019] 所述的陶瓷颜料的制备方法，其中，所述粉碎的方式采用气流磨粉碎法。

[0020] 本发明的有益效果：本发明通过在陶瓷颜料的合成中创造性地引入所述高温晶粒抑制剂，对尖晶类型陶瓷颜料的色料原料的原始晶粒起到了抑制性控制的作用，能很好地控制陶瓷颜料晶粒的生长，使陶瓷颜料经过纳米级研磨处理后，仍能很好地保持原来的色度。采用本发明所提供的陶瓷颜料制备方法与原固相法合成色料相比，几乎不改变原来固相法合成色料的生产工艺和流程，只是在原材料多增加了所述高温晶粒抑制剂，使得所得到陶瓷颜料的发色强度明显增加了，具备优良的发色特性，而且对生产成本影响不大，适宜色料的产业化实现。

具体实施方式

[0021] 图1为实施例1中蓝色色料气流磨分选率对比试验的结果图。

[0022] 图2为实施例2中棕色色料气流磨分选率对比试验的结果图。

[0023] 图3为实施例3中黑色色料气流磨分选率对比试验的结果图。

[0024] 具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下通过具体说明并举实施例对本发明进一步详细说明。

[0026] 本发明中为了解决陶瓷颜料在经过超细化处理后发色力大大减弱的问题，提供了一种新的高温晶粒抑制剂，其在陶瓷颜料的制备过程中，能很好地控制陶瓷颜料晶粒的生长，使陶瓷颜料经过纳米级研磨处理后，仍能很好地保持原来的色度，同时粒度分布能够较多的保持在一个相对狭窄的粒径范围内，从而达到陶瓷墨水制备工业对色料的要求标准，并能有效地节省研磨时间，节约陶瓷颜料研磨介质的损耗及生产成本。

[0027] 具体地，所述陶瓷颜料的高温晶粒抑制剂，用于尖晶石型陶瓷颜料的制备，是采用几种化工原料组合成的一种对无机颜料在高温合成过程中起晶粒抑制和分散隔离作用的处理剂，以促使陶瓷颜料在高温合成中，其晶粒的生长均匀而不会太大，同时减少晶粒间的粘结交互性生长的特性。所述高温晶粒抑制剂包括镁的化合物、碳化物、有机物和纳米白炭黑。

[0028] 其中，所述镁的化合物可以是MgO、Mg（OH）2或MgCO3。

[0029] 氧化镁在高温下能够抑制无机材料的高温合成作用，在很多文献又有报道，在此不做累述。

[0030] 所述碳化物可以选自碳化钙（CaC2）、碳化铬（Cr4C3）、碳化钒（VC）、碳化锆（ZrC）、碳化钨（WC）、碳化硼（B4C）、碳化硅（SiC）、碳化镁（Mg2C3）等非金属碳化物中的一种或多种。碳化物在高温1100℃氧化烧结过程中，碳原子与色料原材料中的氧离子结合生成一氧化碳，游离出活跃金属离子，以新的晶核组分出现，影响和破坏原来的晶核生长，由于瞬间出现大量的金属离子、类似于均匀成核的机理，抑制了尖晶石的过大的生长，生成更多均匀的小晶体。

[0031] 所述有机物的作用是增大固体粉末之间的空隙，使得在进行化学反应时，固体粉末为一个多孔质结构，通常可以使用多元糖，适宜于破碎和分散在固体粉末当中的有机物质，所述多元糖可以为淀粉、麦芽糖、蔗糖等，本发明中优选为引用工业淀粉作为有机分割造孔剂。

[0032] 所述纳米白炭黑的作用是起到在高温下新的晶体界面的一个阻隔作用，在固体粉末中，均匀的阻隔界面使得晶体的长大受到阻力。

[0033] 所述高温晶粒抑制剂，按照重量分数计，包括以下组分：

[0034]

[0035] 通过上述原料按比例混合均匀后，即可得到所述高温晶粒抑制剂。

[0036] 在尖晶类型陶瓷颜料（只适用于尖晶石型的色料）的制备过程中添加本发明所提供的高温晶粒抑制剂，几乎不改变原来固相法合成色料的生产工艺和流程，只是相当于多增加一种原材料，即可达到增强发色强度的效果，而且对生产成本影响不大，适宜于现有色料的生产工艺。而且，所述高温晶粒抑制剂的制备方法简单，只需将上述原料按照比例混合均匀，即可用于陶瓷颜料的生产。

[0037] 本发明中还提供一种含有上述高温晶粒抑制剂的陶瓷颜料及其制备方法。

[0038] 所述陶瓷颜料，为尖晶石型色料，其组成原料包括色料原材料和所述高温晶粒抑制剂，所述高温晶粒抑制剂添加量为所述色料原料重量的2～10%。其中，所述色料原料是常规制备陶瓷颜料的色料原材料的混合物，根据陶瓷颜料的颜色不同色料原料不同，可以包括色基和熔剂。色基为发色物质和其它原料，熔剂为低熔点的硅酸盐物质。

[0039] 所述陶瓷颜料的制备方法，包括以下步骤：

[0040] 将所述高温晶粒抑制剂与色料原料混合均匀；

[0041] 按照生产的烧成制度煅烧；

[0042] 粉碎，即可得所述陶瓷颜料。

[0043] 其中，所述煅烧过程，因原料性质的不同和希望得到陶瓷颜料的不同，而发生不同的反应，其煅烧温度最低要和色料最终制品的使用温度相同。此为本领域技术人员所熟知的技术，在此不赘述。

[0044] 所述粉碎过程，优选为采用气流磨粉碎技术。经过纳米级研磨处理后，所述陶瓷颜料仍能很好的保持原来的色度，同时能够保持在一个相对狭窄的粒径范围内。

[0045] 所述高温晶粒抑制剂与色料原料混合均匀并经过煅烧处理后，高温色料的原始晶粒都有不同程度的缩减，但是由于引入所述高温晶粒抑制剂后，对尖晶类型陶瓷颜料的色料原料的原始晶粒起到了抑制性控制的作用。并且经过气流磨分选相对粒径范围的分选率大大提高，使得采用本发明所提供的制备方法得到的陶瓷颜料的发色的强度与原固相法合成色料相比，发色强度明显增加了，具备优良的发色特性。

[0046] 以下通过具体的实施例和对比例对本发明做进一步说明。本发明并不受这些具体实施例方案的限制，例如具体剂量可以视具体情况进行调整，具体化合物可以选择上述范围内的其他化合物等。

[0047] 实施例1（蓝色料）

[0048] 将10kg氧化镁、40kg碳化铬、40kg工业淀粉和10kg纳米白炭黑，混合均匀，得到高温晶粒抑制剂。

[0049] 将蓝色色料原料按原来配方混合好原材料，所述高温晶粒抑制剂与蓝色色料原料混合均匀，其中，所述高温晶粒抑制剂占蓝色色料原料重量的5%，然后在1300℃温度下煅烧5小时，冷却后，经气流磨粉碎至2.5微米的平均尺寸，得到蓝色的陶瓷墨水用颜料。将添加了高温晶粒抑制剂处理后烧制成的陶瓷墨水用颜料，并以不加晶粒抑制剂的原色料配方制备的颜料作为对照，进行气流磨分选率、以及色度的对比分析，具体结果见表1和图1所示。其中，表1中L、a、b为测量色度参数，是依据ASTM E308-01标准，通过测量色度参数L、a、b，来评价颜料的色度性质；图1中A为原色料用气流磨分选率，B为经过高温晶粒抑制剂处理后用气流磨分选率。

[0050] 表1

[0051]L a b
蓝色色料（不加阻隔剂） 42.76 -0.55 -42.39
蓝色色料（加5%阻隔剂） 43.57 1.94 -42

[0052] 实施例2（棕色色料）

[0053] 将65kg碳酸镁、20kg碳化钙、10kg麦芽糖和5kg纳米白炭黑，混合均匀，得到高温晶粒抑制剂。

[0054] 将棕色色料原料按原来配方混合好原材料，所述高温晶粒抑制剂与棕色色料原料混合均匀，其中，所述高温晶粒抑制剂占棕色色料原料重量的10%，然后在1300℃温度下煅烧5小时，冷却后，经气流磨粉碎至2.5微米的平均尺寸，得到棕色的陶瓷墨水用颜料。将添加了高温晶粒抑制剂处理后烧制成的陶瓷墨水用颜料，并以不加晶粒抑制剂的原色料配方制备的颜料作为对照，进行气流磨分选率、以及色度的对比分析，具体结果见表2和图2所示。其中，表2中L、a、b为测量色度参数，是依据ASTM E308-01标准，通过测量色度参数L、a、b，来评价颜料的色度性质；图2中A为原色料用气流磨分选率，B为经过高温晶粒抑制剂处理后用气流磨分选率。

[0055] 表2

[0056]L a b
棕色色料（不加阻隔剂） 51.65 24.41 33.97
棕色色料（加10%阻隔剂） 57.24 17.99 25.19

[0057] 实施例3（黑色颜料）

[0058] 将15kg氢氧化镁、30kg碳化硅、15kg工业淀粉和40kg纳米白炭黑，混合均匀，得到高温晶粒抑制剂。

[0059] 将黑色色料原料按原来配方混合好原材料，所述高温晶粒抑制剂与黑色色料原料混合均匀，其中，所述高温晶粒抑制剂占黑色色料原料重量的2%、，然后在1300℃温度下煅烧5小时，冷却后，经气流磨粉碎至2.5微米的平均尺寸，得到黑色的陶瓷墨水用颜料。将添加了高温晶粒抑制剂处理后烧制成的陶瓷墨水用颜料，并以不加晶粒抑制剂的原色料配方制备的颜料作为对照，进行气流磨分选率、以及色度的对比分析，具体结果见表3和图3所示。其中，表3中L、a、b为测量色度参数，是依据ASTM E308-01标准，通过测量色度参数L、a、b，来评价颜料的色度性质；图3中A为原色料用气流磨分选率，B为经过高温晶粒抑制剂处理后用气流磨分选率。

[0060] 表3

[0061]L a b
黑色色料（不加阻隔剂） 26.67 0.64 0.04
黑色色料（加2%阻隔剂） 28.69 1.6 1.61

[0062] 综上所述，本发明通过在陶瓷颜料的合成中创造性地引入所述高温晶粒抑制剂，对尖晶类型陶瓷颜料的色料原料的原始晶粒起到了抑制性控制的作用，能很好地控制陶瓷颜料晶粒的生长，使陶瓷颜料经过纳米级研磨处理后，仍能很好地保持原来的色度，同时能够保持在一个相对狭窄的粒径范围内，从而达到陶瓷墨水制备工业对色料的要求标准，并能有效地节省研磨时间，节约陶瓷颜料研磨介质的损耗及生产成本。

[0063] 应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。