无铅无镉颜料熔剂的组成设计原料选择是什么?
无铅无镉颜料熔剂的组成设计原料选择;
1、设计原则:原料无毒害;能够形成稳定的玻璃(避开分相区、减少析晶倾向);与陶瓷釉层结合良好(膨胀系数匹配);化学稳定性好,表面光亮;配合料含有一定的气体率(气相的逸出对熔体产生明显的翻滚、搅拌作用,有利于玻璃熔体的均化);成本低。
2组成设定:经过大量实验和论证,以碱-硼-硅系统为基础,添加少量Al2O3、ZrO2、ZnO、CaO、MgO、La2O3、SrO、BaO等氧化物调整熔剂的性能。
3、原料选择:适量添加组成一定的高质量玻璃熟料用于引入部分SiO2利于熔化,剩余SiO2用石英砂(Fe2O3≤0.03%)引入;Al2O3的引入选用高质量的钾长石(Al2O3≥16%,Fe2O3≤0.3%,R2O≥12%),可适当降低熔化温度;CaO由方解石(CaO≥50%,Fe2O3≤0.15%)和白云石(MgO≥20%, CaO≤32%, Fe2O3≤0.15%)引入;其余组分使用工业级化工原料。
陶瓷颜料中熔剂作为色剂的载体占颜料总量的50%---90%,因而颜料的性能很大程度上取决于熔剂的性质、组成、结构及熔制质量。实际上熔剂是一种低熔融温度的玻璃体,长期以来氧化铅以其优良的性能一直作为釉上颜料熔剂的主要组成部分。在高铅玻璃熔剂中,〔PbO4〕为四方锥体结构,(Pb位于锥顶),形成一种螺旋形的链状结构,与〔SiO4〕四面体通过顶角或共边相连接,形成一种特殊的网络结构,使得PbO—SiO2系统具有很宽的玻璃形成区,并且氧化铅熔点低、粘度小,具有高度的助熔性。因此传统的釉上颜料熔剂的熔制过程非常容易实现。实际上玻璃(熔剂)的熔制是一个非常复杂的过程,包括一系列物理、化学反应和各种低共融物的生成、组分或生成物间的相互溶解以及玻璃液和其中夹杂气体的相互作用等等。
目的即在高温作用下使多种固相的配合料转变为单一的、均匀的玻璃相。无铅熔剂的熔融特性与含铅熔剂有很大差异,由于惯性思维,熔制工艺成为被忽略的重要环节;尤其是含B2O3高的无铅体系,因硼的“反常性”而导致熔制过程非常难以实现。前期的实验中,在选用不同的体系、调整熔剂的组成、添加助剂等方面做了大量工作,由于熔制环节被忽略,实验结果总是不十分令人满意。通过熔制工艺制度实验研究,提高了熔剂的熔制质量,颜料的化学性能得以改善,与陶瓷釉面结合良好,具有含铅颜料的光泽和圆润感,为无铅、镉陶瓷颜料的推广应用提供了技术保障。