專利名稱：一種陶瓷染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷染色方法。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的發(fā)展，高性能彩色陶瓷產(chǎn)品以其的硬度高、耐磨損、韌性好、顏色持久、不損肌膚、高度絕緣、沒有金屬、電鍍污染等優(yōu)良特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。由于陶瓷原色大多數(shù)是白色，為了得到彩色陶瓷，傳統(tǒng)的方法為在陶瓷粉末中混合加入少量能夠使白色陶瓷粉末產(chǎn)生顏色差異變化的金屬氧化物色素，充分研磨混合均勻；然后再與一種或幾種高分子添加劑在一定溫度下，捏合，形成氧化鋯陶瓷喂料，后經(jīng)注射成型、燒結(jié)等工藝，最后得到氧化鋯陶瓷的顏色是除白色外的顏色，如黑色、紅色、粉色、紫色、藍(lán)灰色、藍(lán)色等。 然而，但此方法工藝復(fù)雜、需要專用設(shè)備、生產(chǎn)成本高；并且，該方法物料利用率低，所需的色料量比較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的染色方法工藝復(fù)雜、成本高的問題，本發(fā)明提供了一種染色方法，該方法對(duì)陶瓷的染色效果好，并且工藝簡(jiǎn)單、成本低。本發(fā)明公開的陶瓷染色方法包括將陶瓷生坯在染色液中浸泡，得到陶瓷素坯，然后將陶瓷素還進(jìn)行燒結(jié)；其中，所述染色液為可溶性染色劑的水溶液，所述染色劑選自染色離子的檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽中的一種或多種。本發(fā)明通過在陶瓷的制備過程中，將形成的陶瓷生坯浸沒于染色液中，得到陶瓷素坯，然后將陶瓷素坯進(jìn)行燒結(jié)，可得到色彩穩(wěn)定的陶瓷材料。該方法染色效果好，并且工藝簡(jiǎn)單，成本低。并且，發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明公開的方法中，通過采用染色離子的檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽作為染色劑對(duì)陶瓷進(jìn)行染色，效率非常高，將陶瓷生坯在染色液中浸泡非常短的時(shí)間，經(jīng)燒結(jié)后即可得到色彩穩(wěn)定的陶瓷。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明公開的陶瓷染色方法包括將陶瓷生坯在染色液中浸泡，得到陶瓷素坯，然后將陶瓷素還進(jìn)行燒結(jié)；其中，所述染色液為可溶性染色劑的水溶液，所述染色劑選自染色離子的檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽中的一種或多種。本發(fā)明中，上述陶瓷生坯為本領(lǐng)域常用的方法制備陶瓷時(shí)制備得到的陶瓷生坯，陶瓷生坯經(jīng)過燒結(jié)后即為陶瓷。上述陶瓷生坯可采用本領(lǐng)域公知的方法制備得到，例如將原料粉末與粘結(jié)劑混合，然后進(jìn)行注射成型、脫脂，即可得到該陶瓷生坯。本發(fā)明公開的方法對(duì)陶瓷種類沒有要求，可以為本領(lǐng)域公知的，例如氧化鋁陶瓷、氧化錯(cuò)陶瓷或氮化錯(cuò)陶瓷。對(duì)應(yīng)的，需要制備氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷或氮化鋯陶瓷時(shí)，所述原料粉末可采用氧化鋁粉末、氧化鋯粉末或氧化鈦粉末。為了減少原料引入的雜質(zhì)對(duì)陶瓷性能和染色效果的影響，優(yōu)選情況下，上述原料粉末的純度在99. 99%以上。進(jìn)一步的，優(yōu)選情況下，所述原料粉末的比表面積為BET7-9m2/g°對(duì)于制備陶瓷生坯時(shí)采用的粘結(jié)劑，為本領(lǐng)域公知的，例如，可以為石蠟、聚乙二醇、硬脂酸、鄰苯二甲酸二辛脂、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛中的一種或多種。
將原料粉末與粘結(jié)劑混合的方法同樣為公知的，例如可將原料粉末與粘結(jié)劑在混煉機(jī)上于150-180°C下進(jìn)行混煉。上述混煉時(shí)，原料粉末與粘結(jié)劑的相對(duì)含量為本領(lǐng)域公知的，優(yōu)選情況下，以所述原料粉末與粘結(jié)劑的總重量為基準(zhǔn)，所述原料粉末的含量為80-90wt%，所述粘結(jié)劑含量為10-20wt%o經(jīng)過混煉機(jī)混煉后，將原料粉末和粘結(jié)劑放入注塑機(jī)上進(jìn)行注射成型。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，上述注射成型可以在工業(yè)用的臥式注塑機(jī)上進(jìn)行。具體的，注射成型時(shí)，根據(jù)原料粉末和要求不同，采用的注射參數(shù)也不同，例如，可采用料筒溫度為1700C -160°c -150°c -140°C (一段-二段-三段-四段)，射出壓力30-70%，射出速度35m/s，保壓壓力20-70%，保壓速度30m/s，保壓時(shí)間5_10s，基礎(chǔ)壓力為300MPa。經(jīng)過注射成型后，即可對(duì)成型得到的坯體進(jìn)行脫脂。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，脫脂方法可以為溶劑脫脂、催化脫脂、熱脫脂或虹吸脫脂。當(dāng)采用溶劑脫脂時(shí)，使用的溶劑選自四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯、、二氯甲烷、正庚烷中的一種或多種。當(dāng)采用熱脫脂時(shí)，可在空氣爐、真空爐中進(jìn)行。本發(fā)明中，可以采用熱脫脂對(duì)坯體進(jìn)行脫脂處理，優(yōu)選情況下，所述脫脂時(shí)間為3-10h，脫脂溫度為 120-140°C。經(jīng)過脫脂處理后即得到陶瓷生坯。為了得到具有豐富色彩的陶瓷產(chǎn)品，此時(shí)即可對(duì)陶瓷生坯進(jìn)行染色處理。根據(jù)本發(fā)明，需將陶瓷生坯浸泡于染色液中。本發(fā)明采用的染色液為可溶性染色劑的水溶液，所述染色劑選自染色離子的檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽中的一種或多種。具體的，上述染色離子為本領(lǐng)域公知的能使陶瓷產(chǎn)生顏色變化的離子，優(yōu)選情況下，所述染色離子選自鐵離子、亞鐵離子、鉻離子中的一種或多種。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需要的顏色，選自對(duì)應(yīng)的離子，例如當(dāng)需要將陶瓷染成黑色時(shí)，可采用鐵離子、鉻離子作為染色離子。重要的是，本發(fā)明采用的染色劑為上述染色離子的可溶性檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽。本發(fā)明中，采用上述各種物質(zhì)作為染色劑，當(dāng)陶瓷生坯浸泡于染色液中時(shí)，染色劑能迅速牢固的吸附于陶瓷坯體上，使陶瓷坯體經(jīng)過短時(shí)間浸泡即可有效的吸附染色劑，經(jīng)過后續(xù)的燒結(jié)處理，得到顏色穩(wěn)定的陶瓷。染色劑的迅速吸附大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，本發(fā)明中采用的染色劑在燒結(jié)過程中，高溫使檸檬酸根、乙酸根或草酸根迅速分解，產(chǎn)物單一，使染色后的陶瓷色彩純正，并且，本發(fā)明采用的染色劑分解得到的是無污染的二氧化碳等氣體，環(huán)境友好。根據(jù)本發(fā)明，上述染色液中，染色離子的濃度可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，優(yōu)選為l_3mol/l。
如前所述，采用本發(fā)明公開的方法對(duì)陶瓷進(jìn)行染色時(shí)，陶瓷坯體的浸泡時(shí)間極短，例如所述浸泡的時(shí)間為60-180s，優(yōu)選為90-120s。浸泡后即得到陶瓷素坯，將陶瓷素坯烘干，然后燒結(jié)即可得到所需的陶瓷成品。上述燒結(jié)處理為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，例如所述燒結(jié)溫度為1300-1500°C，保溫時(shí)間為l-3h。優(yōu)選情況下，所述燒結(jié)可在惰性氣氛或氧化性氣氛中進(jìn)行。經(jīng)過燒結(jié)即可得到具有所需色彩的陶瓷產(chǎn)品。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)比例均采用氧化鋯陶瓷進(jìn)行說明。氧化鋯陶瓷坯體的制備方法如下
采用氧化鋯粉末作為原料粉末，純度為99. 995%，比表面積為BET7-9m2/g。粘結(jié)劑為石蠟、硬脂酸、鄰苯二甲酸二辛脂、聚乙烯。將400重量份氧化鋯粉末、6重量份硬脂酸、11. 5重量份聚乙烯、37重量份石蠟、2重量份鄰苯二甲酸二辛脂在混煉機(jī)上，于175°C下混煉lOmin。然后將混煉后的原料粉末和粘結(jié)劑放入注塑機(jī)中，調(diào)整注射參數(shù)為料筒溫度為1700C -1600C -150°C -140°C (一段-二段-三段-四段)，射出壓力35%，射出速度35m/s，保壓壓力20%，保壓速度30m/s，保壓時(shí)間5. Os，基礎(chǔ)壓力為300MPa。然后在130°C下保溫7h，得到氧化鋯陶瓷坯體A。實(shí)施例I
本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的陶瓷的染色方法。稱取乙酸鐵[Fe2(C2O4)3 · 5H20]置于去離子水中，形成Fe3+濃度為3mol/l的染色液。經(jīng)染色液靜置24h。將上述制備的氧化鋯陶瓷坯體A浸泡于染色液中60s，然后取出，在干燥箱中120°C溫度下烘干，得到陶瓷素坯。將陶瓷素坯在空氣爐內(nèi)，于1500°C下保溫2h完成燒結(jié)，得到黑色氧化鋯陶瓷。通過肉眼觀察，其色彩均一，顏色較深。實(shí)施例2
本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的陶瓷的染色方法。稱取乙酸鉻[(CH3COO)3Cr]置于去離子水中，形成Cr3+濃度為lmol/1的染色液。經(jīng)染色液靜置24h。將上述制備的氧化鋯陶瓷坯體A浸泡于染色液中150s，然后取出，在干燥箱中120°C溫度下烘干，得到陶瓷素坯。將陶瓷素坯在空氣爐內(nèi)，于1500°C下保溫2h完成燒結(jié)，得到黑色氧化鋯陶瓷。通過肉眼觀察，其色彩均一。
實(shí)施例3
本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的陶瓷的染色方法。稱取檸檬酸鉻、檸檬酸鐵[C6H5FeO7 · H20]置于去離子水中，形成Fe3+、Cr3+的總濃度為lmol/1的染色液。經(jīng)染色液靜置24h。將上述制備的氧化鋯陶瓷坯體A浸泡于染色液中80s，然后取出，在干燥箱中120°C溫度下烘干，得到陶瓷素坯。將陶瓷素坯在空氣爐內(nèi)，于1450°C下保溫2h完成燒結(jié)，得到黑色氧化鋯陶瓷。通過肉眼觀察，其色彩均一。實(shí)施例4
本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的陶瓷的染色方法。 稱取草酸鉻[C6Cr2O12·6Η20]置于去離子水中，形成Cr3+濃度為lmol/1的染色液。經(jīng)染色液靜置24h。將上述制備的氧化鋯陶瓷坯體A浸泡于染色液中100s，然后取出，在干燥箱中120°C溫度下烘干，得到陶瓷素坯。將陶瓷素坯在空氣爐內(nèi)，于1500°C下保溫2h完成燒結(jié)，得到黑色氧化鋯陶瓷。通過肉眼觀察，其色彩均一。實(shí)施例5
本實(shí)施例用于說明本發(fā)明公開的陶瓷的染色方法。稱取草酸鉻[C6Cr2O12·6Η20]、檸檬酸鐵[C6H5FeO7 · Η20]置于去離子水中，形成Cr3+濃度為lmol/1、Fe3+濃度為lmol/1的染色液。將上述制備的氧化鋯陶瓷坯體A浸泡于染色液中90s，然后取出，在干燥箱中120°C溫度下烘干，得到陶瓷素坯。將陶瓷素坯在空氣爐內(nèi)，于1450°C下保溫2h完成燒結(jié)，得到黑色氧化鋯陶瓷。通過肉眼觀察，其色彩均一。對(duì)比例I
本對(duì)比例用于對(duì)比說明本發(fā)明公開的陶瓷的染色方法。氧化鋯陶瓷的染色方法與實(shí)施例I相同，不同的是，采用硝酸鐵[Fe(NO3)3]替換[Fe2(C2O4)3·5Η20]。得到黑色氧化鋯陶瓷。通過肉眼觀察，其色彩暗淡，顏色不均一。通過上述實(shí)施例和對(duì)比例可以看出，本發(fā)明公開的方法對(duì)陶瓷進(jìn)行染色處理，工藝簡(jiǎn)單，效率高，成本低、環(huán)境友好。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種陶瓷染色方法，包括將陶瓷生坯在染色液中浸泡，得到陶瓷素坯，然后將陶瓷素坯進(jìn)行燒結(jié)；其中，所述染色液為可溶性染色劑的水溶液，所述染色劑選自染色離子的檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的染色方法，其特征在于，所述染色離子選自鐵離子、亞鐵離子、鉻尚子中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的染色方法，其特征在于，所述染色液中，染色離子的濃度為 l_3mol/l。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的染色方法，其特征在于，所述浸泡的時(shí)間為60-180S。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的染色方法，其特征在于，所述陶瓷生坯通過將原料粉末與粘結(jié)劑混合，然后進(jìn)行注射成型、脫脂得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的染色方法，其特征在于，所述原料粉末選自氧化鋁粉末、氧化鋯粉末、氧化鈦粉末中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的染色方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑選自石蠟、聚乙二醇、硬脂酸、鄰苯二甲酸二辛脂、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任意一項(xiàng)所述的染色方法，其特征在于，以所述原料粉末與粘結(jié)劑的總重量為基準(zhǔn)，所述原料粉末的含量為80-90wt%，所述粘結(jié)劑含量為10-20wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任意一項(xiàng)所述的染色方法，其特征在于，所述脫脂時(shí)間為3-10h，脫脂溫度為 120-140°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的染色方法，其特征在于，所述燒結(jié)溫度為1300-1500°C，保溫時(shí)間為l_3h。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種陶瓷染色方法。該染色方法包括將陶瓷生坯在染色液中浸泡，得到陶瓷素坯，然后將陶瓷素坯進(jìn)行燒結(jié)；其中，所述染色液為可溶性染色劑的水溶液，所述染色劑選自染色離子的檸檬酸鹽、乙酸鹽或草酸鹽中的一種或多種。該方法對(duì)陶瓷的染色效果好，并且工藝簡(jiǎn)單、成本低。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102807371SQ20111014339
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者龐前列, 袁波, 張偉明 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司