一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺

专利类型 发明公开 法律事件 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202510087584.9 申请日 2025-01-20
公开(公告)号 CN119874411A 公开(公告)日 2025-04-25
申请人 广东乐贤卫浴有限公司; 申请人类型 企业
发明人 张春华; 陈永明; 陈晓璇; 陈树栋; 蔡国湘; 许立杭; 颜卓彬; 第一发明人 张春华
权利人 广东乐贤卫浴有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 广东乐贤卫浴有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:广东省 城市 当前专利权人所在城市:广东省潮州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:广东省潮州市潮安区古巷镇古巷五村山埔 邮编 当前专利权人邮编:515638
主IPC国际分类 C04B41/89 所有IPC国际分类 C04B41/89C03C8/02C03C8/20C03C8/00
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 武汉知律知识产权代理事务所 专利代理人 田辉晖;
摘要 本 发明 涉及陶瓷修补技术领域,具体为一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺。本发明克服了现有陶瓷修补技术易二次开裂和修补后的外观一致性差的问题。先对有裂纹的半成品坯体进行打磨,再涂抹组合 偶联剂 ,干燥后 喷涂 修补A釉进行素烧,再喷涂修补B釉遮盖裂纹,最后烧成得到成品陶瓷。通过限定打磨时间和打磨路径与裂纹夹 角 、改变组合偶联剂底涂的比例和厚度、调控烧成 温度 、保温时间和降温速度、在修补釉中加入改良 莫来石 降低开裂 风 险;改变修补A釉中磷 石英 、白榴石、 硅 灰石和改良莫来石的添加量减少釉层脱落和开裂现象;改变修补B釉聚乙烯醇、中温熔 块 、 氧 化 锡 和氧化 钛 的添加量提升釉料 粘度 ,降低开裂风险,矫正色差,提升外观一致性。
权利要求

1.一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,其特征在于包括以下步骤:
S1用软毛刷将半成品陶瓷坯体表面的裂纹中的灰尘和碎屑清除;第一次打磨:用中等粒度的砂纸顺着所述裂纹的方向打磨所述裂纹处,去除突出的碎片,使所述裂纹两侧界面平整,然后用刷子清除打磨产生的灰尘,用湿布擦拭干净;第二次打磨:用细砂纸顺着所述裂纹的方向进一步打磨平滑,使修补区域与周围表面平齐;第三次打磨:用超细砂纸顺着所述裂纹的方向打磨,擦拭干净自然晾干得到清洁半成品陶瓷坯体;
S2在所述清洁半成品陶瓷坯体裂纹处喷涂厚度为0.1‑0.8mm的组合偶联剂底涂,待其干燥后在所述裂纹处涂抹陶瓷裂纹修补釉的修补A釉,干燥后用所述细砂纸打磨至与周围坯体平齐,清除灰尘后得到预处理的半成品陶瓷坯体;
S3将所述预处理的半成品陶瓷坯体放入窑炉中烧成,第一阶段为素烧,以2℃/min升温至280℃保温60min,再升温至800℃素烧8h,以2℃/min降至室温,在其表面均匀喷涂所述陶瓷裂纹修补釉的修补B釉,干燥后得到素烧半成品坯体;第二阶段:将所述素烧半成品坯体以2℃/min升温至180℃保温60min,再以3℃/min升温至烧成温度1180‑1260℃,保温时间为
60‑240min;第三阶段:以1‑3.5℃/min降温至室温后得到成品陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,其特征在于:所述顺着裂纹的方向的打磨的路径为以平行于所述裂纹的打磨路径往复打磨;所述打磨路径与所述裂纹的夹为0‑5°。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,其特征在于:所述中等粒度砂纸的目数为120目;所述细砂纸的目数为180目;所述超细砂纸的目数为320目。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,其特征在于:所述第一次打磨时间为3‑10min;所述第二次打磨时间为15‑20min;所述第三次打磨时间为15‑30min。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,其特征在于:所述组合偶联剂底涂为3‑基丙基三乙烷与3‑硫基丙酸以体积比1.12:0.78‑1.43混合后室温搅拌
15min得到的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,其特征在于:S3所述第二阶段中所述烧成温度为1200‑1220℃,所述保温时间为180‑210min;所述第三阶段中所述降温速度为2.5℃/min。
7.一种陶瓷裂纹修补釉,其特征在于:如权利要求1所述的一种陶瓷裂纹上釉修补工艺使用的陶瓷裂纹修补釉包括修补A釉和修补B釉;
以重量份计,所述修补A釉的原料为:埃洛石32份、磷石英15‑18份、白榴石10‑13份、硅灰石5‑8份、酸钡6份、氧化锌5份、硅酸锆8份和改良莫来石15‑20份;
以重量份计,所述修补B釉的原料为:所述埃洛石32份、所述磷石英18份、所述白榴石13份、所述氧化锌5份、中温熔5‑12份、所述碳酸钡6份、氧化2‑8份、氧化2‑5份、所述改良莫来石20份、聚乙烯醇0.2‑0.5份。
8.根据权利要求7所述的一种陶瓷裂纹修补釉,其特征在于:将所述修补A釉和所述修补B釉的原料分别放入球磨机中,分别加入所述A釉原料和所述B釉总质量28%的,球磨
36h后过180目筛得到所述修补A釉和所述修补B釉。
9.根据权利要求7所述的一种陶瓷裂纹修补釉,其特征在于:将粒度为25‑50μm的莫来石浸泡在质量浓度为8%的酸溶液中常温浸泡60min后过滤、洗涤干燥得到所述改良莫来石;所述莫来石与所述硼酸溶液的质量比为1:2.8。
10.根据权利要求7所述的一种陶瓷裂纹修补釉,其特征在于:以重量份计,所述修补A釉的原料为:所述埃洛石32份、所述磷石英18份、所述白榴石13份、所述硅灰石8份、所述碳酸钡6份、所述氧化锌5份、所述硅酸锆8份和所述改良莫来石20份。

说明书全文

一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及陶瓷修补技术领域,具体为一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺。

背景技术

[0002] 卫生陶瓷在生产制造的过程中有时会出现开裂、脱落等意外情况,需要进行修补。上釉修补是修复瓷器表面损坏的一种技术,但现有的修补方式由于修补釉与瓷器本身之间的粘结性不足、修补釉烧制后机械强度不足等缺点,导致了修补区域的硬度和瓷器本身硬度不匹配,修补釉易脱落和二次开裂。修补技术要求不脱落和不能开裂的同时,要求烧成后不收缩,以保证裂纹烧后能完全平整光滑,没有缝隙,与周围界面平滑过渡,没有色差,这样陶瓷制品的裂纹才能修补完善。现有技术中,修补釉的修补位置的高度往往高出原釉面的
0.1‑0.25mm,修补后的釉面易出现析晶,导致釉面修补效果差。综上所述,现有陶瓷上釉修补技术具有修补后易二次开裂险和修补处与周围界面的外观不一致的缺点。
[0003] 为此,提出了一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺。本发明克服了现有陶瓷修补技术易二次开裂和修补后的外观一致性差的问题。先对有裂纹的半成品坯体进行打磨,再涂抹组合偶联剂,干燥后喷涂修补A釉进行素烧,再喷涂修补B釉遮盖裂纹,最后烧成得到成品陶瓷。通过限定打磨时间和打磨路径与裂纹的夹、改变组合偶联剂底涂的比例和厚度、调控烧成温度、保温时间和降温速度、在修补釉中加入改良莫来石降低开裂风险;改变修补A釉中磷石英、白榴石、灰石和改良莫来石的添加量减少釉层脱落和开裂现象;改变修补B釉聚乙烯醇、中温熔和氧化的添加量提升釉料粘度,降低开裂风险,矫正色差,提升外观一致性。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0006] 一种陶瓷裂纹上釉修补工艺,包括以下步骤:
[0007] S1用软毛刷将半成品陶瓷坯体表面的裂纹中的灰尘和碎屑清除;第一次打磨:用中等粒度的砂纸顺着裂纹的方向打磨裂纹处,去除突出的碎片,使裂纹两侧界面平整,然后用刷子清除打磨产生的灰尘,用湿布擦拭干净;第二次打磨:用细砂纸顺着裂纹的方向进一步打磨平滑,使修补区域与周围表面平齐;第三次打磨:用超细砂纸顺着裂纹的方向打磨,用软毛刷和湿布擦拭干净,自然晾干得到清洁半成品陶瓷坯体;
[0008] S2在清洁半成品陶瓷坯体裂纹处喷涂厚度为0.1‑0.8mm的组合偶联剂底涂,待其干燥后在裂纹处用软毛刷涂抹修补A釉,干燥后用细砂纸打磨至与周围坯体平齐,清除灰尘后得到预处理的半成品陶瓷坯体;
[0009] S3将预处理的半成品陶瓷坯体放入窑炉中烧成,第一阶段为素烧,以2℃/min升温至280℃保温60min,再升温至800℃素烧8h,以2℃/min降至室温,在其表面均匀喷涂修补B釉,干燥后得到素烧半成品坯体;第二阶段:将素烧半成品坯体以2℃/min升温至180℃保温60min,再以3℃/min升温至烧成温度1180‑1260℃,保温时间为60‑240min;第三阶段:以1‑
3.5℃/min降温至室温后得到成品陶瓷。
[0010] 优选的,顺着裂纹的方向的打磨为砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨;打磨路径与裂纹的夹角为0‑5°。
[0011] 优选的,中等粒度砂纸的目数为120目;细砂纸的目数为180目;超细砂纸的目数为320目。
[0012] 优选的,第一次打磨时间为3‑10min;第二次打磨时间为15‑20min;第三次打磨时间为15‑30min。
[0013] 优选的,组合偶联剂底涂为3‑基丙基三乙氧基硅烷与3‑硫基丙酸以体积比1.12:0.78‑1.43混合后室温搅拌15min得到的混合物。
[0014] 优选的,S3第二阶段中烧成温度为1200‑1220℃,保温时间为180‑210min;第三阶段中降温速度为2.5℃/min。
[0015] 一种陶瓷裂纹修补釉,包括修补A釉和修补B釉;
[0016] 以重量份计,修补A釉的原料为:埃洛石32份、磷石英15‑18份、白榴石10‑13份、硅灰石5‑8份、酸钡6份、氧化锌5份、硅酸锆8份和改良莫来石15‑20份;
[0017] 以重量份计,修补B釉的原料为:埃洛石32份、磷石英18份、白榴石13份、氧化锌5份、中温熔块5‑12份、碳酸钡6份、氧化锡2‑8份、氧化钛2‑5份、改良莫来石20份、聚乙烯醇0.2‑0.5份。
[0018] 优选的,将修补A釉和修补B釉的原料分别放入球磨机中,分别加入修补A釉原料和修补B釉原料总质量28%的,球磨36h后过180目筛得到修补A釉和修补B釉。
[0019] 优选的,将粒度为25‑50μm的莫来石浸泡在质量浓度为8%的酸溶液中常温浸泡60min后过滤、洗涤干燥得到改良莫来石;莫来石与硼酸溶液的质量比为1:2.8。
[0020] 优选的,所修补A釉的原料为以重量份计,埃洛石32份、磷石英18份、白榴石13份、硅灰石8份、碳酸钡6份、氧化锌5份、硅酸锆8份和改良莫来石20份。
[0021] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0022] 1、陶瓷半成品坯体较烧成陶瓷而言机械强度较低,易变形开裂,在裂纹修补时的打磨阶段需要更加谨慎,打磨的路径影响打磨施的方向,顺着裂纹方向打磨会减少横向施加在裂纹处的力;本发明采用分步打磨的方法,通过改变打磨路径与裂纹的夹角以及打磨时间,减少了陶瓷的二次开裂,增强底涂与修补釉和坯体的结合效果,烧制成品率为99.2%,烧成后修补位置无裂纹和凸起。
[0023] 2、3‑氨基丙基三乙氧基硅烷中的氨基可以与坯体的羟基结合,紧密粘附于裂纹处的坯体表面;通过3‑硫基丙酸中硫醇基的引入,增强组合偶联剂底涂与陶瓷坯体的化学键合力,提高与釉料的相容性和粘结强度,通过改变3‑氨基丙基三乙氧基硅烷和3‑硫基丙酸的体积比,使坯体与修补釉充分粘连,烧成后釉面与坯体粘合性好,修补釉未发生脱落现象,成品率达到99.5%。
[0024] 3、采用分段烧制的工艺,在涂抹修补A釉后对坯体进行素烧,使修补A釉与坯体充分粘合,打磨平整后再进行整体喷涂修补B釉,然后分段高温烧成;通过分段升温烧成使修补A釉和修补B釉和坯体紧密粘合,增强整体陶瓷的强度和热稳定性,烧成的陶瓷修补处釉面与周围区域平滑过渡,无裂纹,热稳定性合格,成品率达到99.7%。
[0025] 4、在修补釉中加入改良莫来石,莫来石具有收缩率低的特点,能够降低烧制过程中釉面收缩导致的开裂和脱落风险;通过硼酸对莫来石改良,使修补A釉与组合偶联剂底料中的氨基和硫醇基进行化学键合,减少脱落开裂现象,提升釉料流动性,增加平整度;通过在修补A釉中加入改良莫来石、改变磷英石、白榴石、硅灰石,和改良莫来石的添加量,降低开裂率,提升釉层强度,烧成后的陶瓷修补釉未发生脱落现象,表面平整无裂纹,釉层强度为250kPa.
[0026] 5、修补B釉的原料中采用与修补A料添加量相同的埃洛石、磷石英、白榴石、碳酸钡、氧化锌和改良莫来石,减小两种釉的热膨胀系数差异,降低开裂风险;添加聚乙烯醇和中温熔块增加釉料间的粘结性;加入氧化锡和氧化钛,使烧成的陶瓷为白色,遮掩修补A釉造成的裂纹处与周围坯体的色差,使成品色泽均一;改变中温熔块、聚乙烯醇、氧化锡和氧化钛的添加量,釉层粘度为291Pa·s,烧成的陶瓷白度值为94.9%,表面平整,色泽均一。附图说明
[0027] 图1为本发明实施例18、22‑36的成品率示意图。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0029] 请参阅图1,本发明提供一种陶瓷裂纹修补釉及上釉修补工艺,技术方案如下:
[0030] 本发明涉及的物质信息如下:
[0031] 硼酸CAS:10043‑35‑3;碳酸钡CAS:513‑77‑9;氧化锌CAS:1314‑13‑2;硅酸锆CAS:10101‑52‑7;锂母CAS:1317‑64‑2;氧化锡CAS:18282‑10‑5;氧化钛CAS:12137‑20‑1;聚乙烯醇CAS:9002‑89‑5;3‑氨基丙基三乙氧基硅烷CAS:919‑30‑2;3‑硫基丙酸CAS:107‑96‑0。
[0032] 实施例1
[0033] 修补A釉制备:将粒度为25‑50μm的莫来石浸泡在质量浓度为8%的硼酸溶液中常温浸泡60min后过滤、洗涤干燥得到改良莫来石;莫来石与硼酸溶液的质量比为1:2.8;将埃洛石32份、磷石英15份、白榴石10份、硅灰石5份、碳酸钡6份、氧化锌5份、硅酸锆8份和改良莫来石15份放入球磨机中,加入修补A釉原料总质量28%的水,球磨36h后过180目筛得到修补A釉;
[0034] 修补B釉制备:将埃洛石32份、磷石英18份、白榴石13份、氧化锌3‑11份、中温熔块5份、碳酸钡6份、氧化锡2份、氧化钛2份、改良莫来石15份、聚乙烯醇0.2份放入球磨机中,加入修补B釉原料总质量28%的水,球磨36h后过180目筛得到修补B釉。
[0035] 上釉修补工艺步骤如下:
[0036] S1用软毛刷将半成品陶瓷坯体表面的裂纹中的灰尘和碎屑清除;第一次打磨:用120目中等粒度的砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨裂纹处3min,打磨路径与裂纹的夹角为0°,去除突出的碎片,使裂纹两侧界面平整,然后用刷子清除打磨产生的灰尘,用湿布擦拭干净;第二次打磨:用180目细砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨15min,打磨路径与裂纹的夹角为0°,进一步打磨平滑,使修补区域与周围表面平齐;第三次打磨:用320目超细砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨15min,打磨路径与裂纹的夹角为0°,用软毛刷和湿布擦拭干净,自然晾干得到清洁半成品陶瓷坯体;
[0037] S2将3‑氨基丙基三乙氧基硅烷与3‑硫基丙酸以体积比1.12:0.78混合后室温搅拌15min得到组合偶联剂底涂;在清洁半成品陶瓷坯体裂纹处喷涂厚度为0.1mm的组合偶联剂底涂,待其干燥后在裂纹处用软毛刷涂抹修补A釉,干燥后用细砂纸打磨至与周围坯体平齐,清除灰尘后得到预处理的半成品陶瓷坯体;
[0038] S3将预处理的半成品陶瓷坯体放入窑炉中烧成,第一阶段为素烧,以2℃/min升温至280℃保温60min,再升温至800℃素烧8h,以2℃/min降至室温,在其表面均匀喷涂修补B釉,干燥后得到素烧半成品坯体;第二阶段:将素烧半成品坯体以2℃/min升温至180℃保温60min,再以3℃/min升温至烧成温度1180℃,保温时间为60min;第三阶段:以1℃/min降温至室温后得到成品陶瓷。
[0039] 实施例2‑11
[0040] 参照实施例1的制备方法与参数条件,具体区别如表1所示。
[0041] 对比例1
[0042] 参照实施例7的制备方法与参数条件,不同的是打磨路径与裂纹夹角为90°。
[0043] 对比例2
[0044] 参照实施例7的制备方法与参数条件,不同的是未打磨。
[0045] 表1实施例1‑11、对比例1、2打磨参数
[0046]
[0047] 实施例12成品陶瓷表面裂纹、平整度以及成品率测试
[0048] 以实施例1‑11、对比例1、2的上釉修补工艺对有1‑2cm裂纹的半成品坯体进行上釉修补处理,观察烧成后的成品陶瓷表面裂纹、平整度,计算成品率,结果如表2所示。
[0049] 表2实施例1‑11、对比例1、2成品陶瓷表面裂纹、平整度以及成品率
[0050]
[0051]
[0052] 打磨不仅可以去除半成品坯体表面的污垢、油脂和旧胶,还可以去除毛刺和不平整部分,确保修补材料与坯体表面直接接触,使组合偶联剂底涂和能够更好地附着在半成品坯体表面,避免修补层脱落;通过打磨创造微小的凹槽,组合偶联剂底涂和修补釉可以更好地“”入这些凹槽中,提高修补的牢固度。采用不同粒度的砂纸分阶段进行打磨,砂纸粒度由大到小,节省打磨时间的同时,可以避免粒度高的砂纸长时间打磨造成坯体过薄和烧制后成品出现表面凹陷。打磨路径与裂纹的夹角过大时,会在半成品坯体表面施加横向应力,使开裂处的坯体更加脆弱,在后续烧制过程中容易出现二次开裂,降低成品率。如表1、表2所示,实施例1‑8中,改变三次打磨的时间,最终的烧制成品率得到了提升,实施例7中第一次、第二次、第三次打磨的时间分别为6min、18min和25min烧制后的成品陶瓷表面平整无裂纹,成品率为99.2%。实施例8‑10中,加大打磨路径与裂纹的夹角,成品率呈下降趋势,实施例10中,夹角为5°时,成品率降低至98.0%。对比例1中,打磨路径与裂纹夹角为90°,打磨时对坯体施加了侧向力,导致烧制后的陶瓷表面有明显裂纹,且出现凹陷,成品率为87.1%;对比例2中,未对半成品坯体进行打磨,裂纹处的灰尘以及污垢影响了底涂和修补釉与坯体的结合,导致烧制后的陶瓷表面有明显裂纹,修补处较周围平面呈现出凹陷的现象,成品率为90.5%。
[0053] 实施例13‑20
[0054] 参照实施例7的制备方法与参数条件,具体区别如表3所示。
[0055] 对比例3
[0056] 参照实施例7的制备方法与参数条件,不同的是未使用组合偶联剂底涂。
[0057] 实施例21成品陶瓷表面修补釉脱落情况和成品率测试
[0058] 以实施例7、13‑20、对比例3的上釉修补工艺对有1‑2cm裂纹的半成品坯体进行上釉修补处理,观察烧成后的成品陶瓷表面修补釉脱落情况,计算成品率,结果如表3所示。
[0059] 表3实施例7、13‑20、对比例3修补釉脱落情况和成品率
[0060]
[0061] 3‑氨基丙基三乙氧基硅烷是一种硅烷偶联剂,分子中含有氨基,可以与坯体表面的羟基结合,形成硅氧键,使组合偶联剂底涂紧密粘附于裂纹处的坯体表面,增加坯体表面的活性位点;3‑硫基丙酸中硫醇基通过氢键或更稳定的共价键与陶瓷坯体表面的羟基发生作用,形成化学吸附,增加与坯体之间的粘结力,增强组合偶联剂底涂与陶瓷坯体的化学键合力;组合偶联剂底涂在与半成品坯体紧密结合的同时,也可以与修补釉产生交联反应,通过硫醇基与釉料形成共价键,从而提高修补层的内聚力和附着力,提高与釉料的相容性和粘结强度,降低修补釉的脱落风险,提高成品率。如表3所示,实施例7、13‑16改变组合偶联剂底涂中3‑氨基丙基三乙氧基硅烷和3‑硫基丙酸的体积比,烧制得到的成品陶瓷的修补釉层未发生脱落,成品率有所提升;实施例13中,3‑氨基丙基三乙氧基硅烷和3‑硫基丙酸的体积比为1.12:0.90,烧制得到的成品陶瓷的修补釉层未脱落,成品率为99.4%。组合偶联剂底涂的厚度也会对陶瓷裂纹的修补效果产生影响,厚度不足时组合偶联剂对坯体和釉面的粘合作用弱,起不到偶联效果;厚度过大时偶联剂将坯体表面完全覆盖,修补釉难以渗透偶联剂与坯体接触,反而降低修补釉与坯体之间的连接强度,烧制过程易出现气泡或空腔,降低成品的机械强度。实施例13、17‑20中,改变组合偶联剂底涂的厚度,成品率得到提升;实施例18中,组合偶联剂底涂的厚度为0.6mm,修补釉未脱落,成品率提升至99.5%。对比例3中,未使用组合偶联剂底涂,修补釉与坯体的连接强度降低,烧成的成品陶瓷修补釉发生脱落现象,成品率降低至92.6%。
[0062] 实施例22‑36
[0063] 参照实施例18的制备方法与参数条件,具体区别如表4所示。
[0064] 表4实施例18、22‑36烧成参数
[0065]
[0066] 对比例4
[0067] 参照实施例1修补釉的制备方法与参数条件,上釉修补工艺步骤如下:
[0068] S1用软毛刷将半成品陶瓷坯体表面的裂纹中的灰尘和碎屑清除;第一次打磨:用120目中等粒度的砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨裂纹处6min,打磨路径与裂纹的夹角为0°,去除突出的碎片,使裂纹两侧界面平整,然后用刷子清除打磨产生的灰尘,用湿布擦拭干净;第二次打磨:用180目细砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨18min,打磨路径与裂纹的夹角为0°,进一步打磨平滑,使修补区域与周围表面平齐;第三次打磨:用320目超细砂纸以平行于裂纹的打磨路径往复打磨25min,打磨路径与裂纹的夹角为0°,用软毛刷和湿布擦拭干净,自然晾干得到清洁半成品陶瓷坯体;
[0069] S2将3‑氨基丙基三乙氧基硅烷与3‑硫基丙酸以体积比1.12:0.90混合后室温搅拌15min得到组合偶联剂底涂;在清洁半成品陶瓷坯体裂纹处喷涂厚度为0.6mm的组合偶联剂底涂,待其干燥后在裂纹处用软毛刷涂抹修补A釉,干燥后在表面均匀喷涂B釉,用细砂纸打磨至与周围坯体平齐,清除灰尘后得到预处理的半成品陶瓷坯体;
[0070] S3将预处理的半成品陶瓷坯体放入窑炉中烧成,以2℃/min升温至180℃保温60min,再以3℃/min升温至烧成温度1180℃,保温时间为60min后以1℃/min降温至室温后得到成品陶瓷。
[0071] 实施例37热稳定性、外观效果和成品率测试
[0072] 将实施例18、22‑36、对比例4烧成的陶瓷经180℃‑20℃水热交换一次测试热稳定性,不裂即合格,观察修补处外观效果,计算成品率,结果如表5和图1所示。
[0073] 表5实施例18、22‑36、对比例4热稳定性、外观效果和成品率
[0074]
[0075] 第一阶段的升温至280℃并保温60min的过程中,修补A釉中的埃洛石含有一定量的水分,会在这一阶段脱水;碳酸钡开始分解,释放出二氧化碳气体;锂云母发生脱水反应;保温60min使气体充分溢出,消除气泡;从280℃升温至800℃素烧8h过程中,磷石英、白榴石、硅灰石和硅酸锆发生相变和部分熔融;改良莫来石作为高温稳定相,收缩性低,其结构未发生明显改变;碳酸钡、氧化锌为低熔点成分,可以在高温下熔化,有助于提升修补A釉的流动性。锂云母有助于降低釉的熔点,提高其熔融性;800℃下,修补A釉开始熔化,但不会完全熔融,有助于釉料在坯体上均匀分布,提升釉面平整度。第一阶段的素烧有助于修补A釉中的气泡排出,提升陶瓷的热稳定性;对比例4中未进行素烧,修补A釉干燥后直接喷涂B釉,干燥后进行一次性烧制,成品陶瓷热稳定性不合格,修补处凹凸不平、有裂纹和小气泡。第二阶段烧成过程中,修补B釉中的埃洛石、磷石英、白榴石、中温熔块熔化,提供釉的基质,形成均匀的釉面,有助于釉的流动性和覆盖能力,氧化锌在高温下形成锌硅酸盐,提升釉的热稳定性;碳酸钡会分解并与釉中的硅酸锆反应,形成钡硅酸盐,增加釉的折射率,提高光泽度;氧化锡可以降低釉的膨胀系数,提高釉的热稳定性;改良莫来石在高温下发生相变,提升釉的热稳定性。如表4、表5和图1所示,在实施例18、22‑25中,烧成温度为1180‑1260℃时,成品率为99.4%‑99.6%,烧成的陶瓷热稳定性合格,平整无裂纹、无气泡。实施例22‑23时,烧成温度为1200‑1220℃时成品率达到99.6%。充足的保温时间确保了釉料中的化学反应能够充分进行,形成稳定的化合物有助于釉料均匀熔化,减少釉面不平和颗粒,有利于气体逸出,减少釉面气泡,且长时间保温有助于减少由于温度梯度引起的内部应力,降低釉裂风险,提升热稳定性。在实施例29、30中,保温时间分别为180min和210min,成品率为99.6%。
在陶瓷烧制过程中,缓慢的降温速度有助于避免釉面和坯体因温度变化过快而开裂,实施例32‑36中,降温速度为1‑3.5℃/min,当降温速度达到如实施例36的3.5℃/min时,降温速度过快,修补A釉与修补B釉之间的膨胀系数差异使成品陶瓷出现细小裂纹;实施例34中,降温速度为2.5℃/min,成品陶瓷修补处平整无裂纹、无气泡,成品率为99.7%。
[0076] 实施例38‑45
[0077] 参照实施例34的制备方法与参数条件,具体区别如表6所示。
[0078] 表6实施例34、38‑45修补A釉原料添加量
[0079]
[0080]
[0081] 对比例5
[0082] 参照实施例45的制备方法与参数条件,不同的是未对莫来石进行硼酸改良。
[0083] 对比例6
[0084] 参照实施例45的制备方法与参数条件,不同的是未添加改良莫来石。
[0085] 实施例46修补釉脱落情况、成品陶瓷外观效果以及修补A釉的釉层强度测试[0086] 将实施例34、38‑45和对比例5、6的修补A釉在石膏模型中注成一个实芯釉棒,测定干燥后的釉棒的抗折强度来表示修补A釉的釉层强度;烧成后观察修补釉是否脱落以及成品的外观效果,结果如表7所示。
[0087] 表7实施例34、38‑45、对比例5、6修补釉脱落情况、外观效果和修补A釉的釉层强度[0088]
[0089] 莫来石具有收缩率低的特点,作为原料加入修补A釉中后会降低烧制过程中釉面收缩导致的开裂和脱落风险,莫来石表面的羟基与组合偶联剂底涂的硅烷分子的一端反应,组合偶联剂另一端与坯体的羟基结合,提升了修补A釉的釉层粘度,使修补釉脱落风险下降。通过硼酸对莫来石改良,使修补A釉与组合偶联剂底料中的氨基和硫醇基进行化学键合,减少脱落开裂现象,硼酸改良后的莫来石使修补A釉具有更好的流动性和润湿性,有助于修补A釉在底涂材料表面的均匀铺展,提升平整度;硼酸根离子可以与组合偶联剂底涂中的氨基形成稳定的配位键,同时与硫醇基形成硫醇‑硼酸加合物,这种交联作用可以增强硅烷偶联剂网络的结构,从而提高修补A釉与底涂的粘结性。硼酸根的引入可以提高硅烷偶联剂层的耐热性。在高温条件下,硼酸根有助于保持偶联剂层的稳定性,防止其降解失去粘性;硼酸根与莫来石表面的羟基相互作用,改善组合偶联剂与修补A釉之间的界面相容性,有助于提高界面粘结强度,降低脱落和二次开裂风险;如表6、表7所示,对比例5中,未对莫来石进行硼酸改良,烧成的陶瓷修补釉发生脱落,修补处有凸起和明显裂纹,修补A釉的釉层强度为202kPa;对比例6中,未添加改良莫来石,烧成的陶瓷修补釉发生脱落,修补处有凸起和明显裂纹,修补A釉的釉层强度为185kPa。磷石英可以降低釉料的熔点,使其在较低的温度下熔融,有助于减少能源消耗,适量添加磷石英可以减少热应力,防止釉面开裂,提高釉料的光泽度和透明度,但是过量添加会导致釉料熔点过低,流动性过大,釉面会出现流釉或粘度不足的问题;白榴石可以降低釉料的熔融温度,提高釉料的机械强度,有助于在较低温度下形成均匀的釉层,但过量添加会导致釉料过于粗糙,光泽度下降,甚至出现开裂;硅灰石可以提高釉料的热稳定性,减少热震裂,可以调节釉料的粘度,适量添加有助于控制釉料的流动性和铺展性,过量添加会导致釉料粘度过大,流动性差,导致釉面不平整。实施例34、38‑45中,调整修补A釉中磷石英、白榴石、硅灰石和改良莫来石的添加量,烧成的陶瓷修补釉均未脱落,表面平整无裂纹,修补A釉的釉层强度为233‑250kPa;实施例45中,在修补A釉中添加18份磷石英、13份白榴石、8份硅灰石和20份改良莫来石,修补A釉的釉层强度达到
250kPa。
[0090] 实施例47‑51
[0091] 参照实施例45的制备方法与参数条件,具体区别如表8所示。
[0092] 对比例7
[0093] 参照实施例45的制备方法与参数条件,不同的是未添加氧化锡和氧化钛。
[0094] 表8实施例45、47‑53、对比例7修补B釉原料添加量
[0095]
[0096]
[0097] 实施例53釉层粘度、成品陶瓷外观效果和白度值测试
[0098] 用震荡粘度计测试实施例45、47‑53、对比例7修补B釉的粘度;根据《QB‑T1503‑2011日用陶瓷白度测定方法》,检测实施例45、47‑53、对比例7制得的成品陶瓷的白度值,观察成品陶瓷的外观效果,结果见表9。
[0099] 表9实施例45、47‑53、对比例7釉层粘度、成品陶瓷外观效果和白度值
[0100]
[0101] 修补B釉中埃洛石、磷石英、白榴石、改良莫来石、氧化锌和碳酸钡的添加量与修补A釉保持一致,以使修补B釉的热膨胀系数和收缩性与修补A釉相近,减少烧成导致的开裂现象。中温熔块的添加量会影响釉料的熔融温度、粘度和流动性,适量的熔块可以改善釉料的光泽度和机械强度,但过量的熔块可能会导致釉料粘度过高,影响其流动性和最终产品的质量;氧化锡可以提高釉料的不透明度和白度,氧化锡的添加量会影响釉料的粘度和烧结行为,适量的氧化锡可以增加釉料的光泽度和白度,但过多可能会使釉料变得过于粘稠;氧化钛也能够提高釉料的不透明度和白度,其添加量同样会影响釉料的粘度和流动性,适量的氧化钛可以使釉料呈现出良好的白度和覆盖力;聚乙烯醇作为粘结剂和增稠剂,其添加量会影响釉料的粘度和流动性,进而影响釉料在陶瓷坯体上的喷涂效果。如表8、表9所示,实施例45、47‑53中提升中温熔块、氧化锡、氧化钛和聚乙烯醇的添加量,釉层粘度和白度值也呈现上升趋势;实施例52中,添加12份中温熔块、5份氧化锡、5份氧化钛和0.3份聚乙烯醇制得修补B釉,修补B釉的釉层粘度为291Pa·s,白度值为94.9%,烧成的陶瓷表面平整、色泽均一。对比例7中,未添加氧化锡和氧化钛制得修补B釉,釉料的遮盖性下降,白度值明显降低,修补B釉的釉层粘度为271Pa·s,白度值为82.0%,烧成的陶瓷表面平整、修补处有色差。
[0102] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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