一种低膨胀无光釉及涂覆有该釉的堇青石烧烤板

摘要

本发明公开了一种低膨胀无光釉及涂覆有该釉的堇青石烧烤板。该釉含底釉和面釉，底釉原料为锂辉石、石英、白云石、滑石、碳酸锂、高岭土、碳酸钡；面釉原料为锂辉石、石英、白云石、高岭土、氧化锌。涂覆有该釉的堇青石烧烤板的制备为将底釉原料混匀加入粘结剂、解胶剂和水，球磨得底釉浆；将面釉原料混匀加入粘结剂、解胶剂和水，球磨得面釉浆；将底釉浆施于堇青石烧烤板坯体表面，再将面釉浆施于其上；于1200～1260℃烧制40～60分钟，冷却即可。本发明釉形成的釉层，抗热震性能好，致密性高，细腻光滑，可以有效防止有害物质内渗。

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷釉料技术领域，特别涉及一种低膨胀无光釉及涂覆有该釉的堇青石烧烤板。

背景技术

相比铝、铁质日用品而言，耐热陶瓷产品不仅能在多种热源上进行食物加工，对人体无任何副作用，而且造型美观易于清洁等诸多优点，越来越被大众所接受和喜爱。

随着人们对生活质量要求的提高，人们对瓷器的要求倾向于日用陶瓷艺术化、艺术陶瓷实用化。应用于工业上的低膨胀陶瓷材料都是素瓷，装饰效果差，不易清洗；但用于家庭炊具等制品时，为了便于洗涤和清洁以及美观上的要求，需在素瓷表面施釉。利用无光釉装饰陶瓷，具有庄重、严肃、古朴典雅的风格，深受人们的青睐，但是现有的无光釉普遍具有较高的热膨胀率，限制了其在低膨胀陶瓷材料中的应用。

堇青石材料因其具有热膨胀系数小、抗热震性好的优异特点，被广泛应用到家庭炊具等制品中。利用堇青石陶瓷材料做成的烧烤板具有抗热震性能好，受热均匀且高温不爆裂等优点，可以直接用于燃气炉、炭炉等明火环境，烤烘效果比传统的陶瓷质更加香脆可口且安全健康，是烤烘比萨饼、面包、饼干等食物的最佳产品。堇青石烧烤板无烟、无污染，节能环保，蓄热能力强，在现代生活快餐节奏中，这种产品的需要量很大，市场发展前景良好。但由于堇青石烧烤板气孔率高（﹥20%），食物加工过程中所产生的有害物质容易向板内渗透，造成化学腐蚀降低了烧烤板的物理性能，同时油污与炭灰容易附着在烧烤板的表面形成结炭层，结炭层的去除加速了堇青石烧烤板的损毁。釉作为功能材料被广泛应用，其主要的特点是其高致密性及很强的抗渗透与抗腐蚀性。通过在堇青石烧烤板的表面布施釉料做成的成品可防止有害物质向板内渗透，减轻对板的腐蚀，同时光滑的釉面既能防止积碳层的产生，又能充分利用烧烤板良好的持续导热及保温能力，在食物的表面形成诱人的金黄色，保持了食物内部的水份及柔软度。但要制取热膨胀系数相匹配而外观质量又能满足堇青石低膨胀陶瓷材料要求的釉是相当困难的。

釉要适应堇青石陶瓷烧烤板坯体，就会受到其本身的性质及其使用情况的限制，主要表现在以下三个方面：

1）釉要与堇青石烧烤板结合良好，首先要求釉具有良好的熔融性能，即釉料在熔化后有较小的表面张力和较小的粘度，以便能在堇青石烧烤板上铺展良好；其次釉要与堇青石烧烤板有相近的化学组成，以便釉与堇青石烧烤板的良好结合。

2）釉受到堇青石烧烤板的抗热震性制约，要求釉与堇青石烧烤板的热膨胀系数相匹配，保证釉在长期使用中不发生开裂与剥落。

3）釉受到堇青石烧烤板烧成温度及使用温度的制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低膨胀无光釉。

本发明的另一目的在于提供一种使用了上述低膨胀无光釉的堇青石烧烤板。

本发明的再一目的在于提供一种堇青石烧烤板的制备工艺。

本发明所采取的技术方案是：

一种低膨胀无光釉，包括底釉和面釉：底釉采用以下重量份的原料制备： 锂辉石 50～75份、石英0～10份、白云石5～10份、滑石5～15份、碳酸锂 0～3份、高岭土3～7份、碳酸钡0～3份；

面釉采用以下重量份的原料制备：锂辉石 50～75份、石英5～15份、白云石0～8份、高岭土3～10份、氧化锌0～5份。

进一步的，上述低膨胀无光釉， 底釉采用以下重量份的原料制备： 锂辉石 60～65份、石英3～6份、白云石6～9份、滑石7～11份、碳酸锂1.5～2.5份、高岭土4～5份、碳酸钡1.5～2.5份；

面釉采用以下重量份的原料制备：锂辉石 60～65份、石英8～13份、白云石5～8份、高岭土6～10份、氧化锌2～3份。

进一步的，上述底釉或面釉中还含有适量着色剂。

一种堇青石烧烤板，其表面覆盖有上述的低膨胀无光釉。

进一步的，上述堇青石烧烤板表面覆盖的低膨胀无光釉中底釉厚度为0.15～0.3mm；面釉厚度为0.3～0.5mm。

一种堇青石烧烤板的制备工艺，包括以下步骤：

1）底釉浆的制备：将底釉各原料混匀，加入粘结剂、解胶剂和水，球磨成釉浆，得底釉浆；

2）面釉浆的制备：将面釉各原料混匀，加入粘结剂、解胶剂和水，球磨成釉浆，得面釉浆；

3）施釉：将底釉浆施于堇青石烧烤板坯体表面，然后将面釉浆施于底釉浆之上；

4）烧制：将施釉后的坯体于1200～1260℃烧制40～60分钟，冷却，得堇青石烧烤板；

底釉和面釉的原料及配比如上所述。

进一步的，上述步骤1）中粘结剂、解胶剂和水的质量分别为底釉原料总质量的0.2～0.4%、0.2～0.5%和50～70%。

进一步的，上述步骤2）中粘结剂、解胶剂和水的质量分别为面釉原料总质量的0.2～0.4%、0.2～0.5%和50～70%。

进一步的，上述在步骤1）或2）中，在底釉浆或面釉浆中添加适量着色剂。

进一步的，上述在施釉前将底釉浆和面釉浆分别调比重至1.4～1.6g/cm³。

本发明的有益效果是：

1）本发明从工艺配方着手，提供一种符合现代堇青石烧烤板产品要求的新型低膨胀无光釉。该釉由底釉和面釉组成，底釉能填充堇青石烧烤板表面的气孔，并以自身的高致密性防止了有害物质向烧烤板内部渗透，起保护层的作用。面釉与底釉成分相近，结合性良好，可生成发育良好的中间层，使得产品具有可耐400℃急冷的抗热震性能。该釉制备工艺简单，烧成温度控制在1200～1260℃，烧成周期为40～60分钟。该釉的热膨胀系数小，熔融性好，釉层能均匀光滑的铺展在堇青石烧烤板的表面。

2）本发明的低膨胀无光釉突破了现有的技术瓶颈，解决了堇青石烧烤板因其热膨胀系数及热应力的差异导致的热稳定性差的难题。与现有技术相比，具有以下优点：

1. 釉面细腻光滑，釉烧温度范围宽；

2. 釉与堇青石烧烤板的热膨胀系数相匹配，抗热震性能好，釉层经三次热震（400℃，水冷）后无裂纹出现；

3. 釉中未引入任何含铅原料，不存在重金属铅溶出的危害。

附图说明

图1是实施例1制备的堇青石烧烤板用低膨胀无光釉的照片；

图2是实施例5制备的堇青石烧烤板用低膨胀无光釉的照片。

具体实施方式

一种表面涂覆有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板的制备方法： 

（1）底釉浆的制备

1）称取底釉原料：锂辉石 50～75份、石英0～10份、白云石5～10份、滑石5～15份、碳酸锂 0～3份、高岭土3～7份、碳酸钡0～3份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.2～0.4%、0.2～0.5%和50～70%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余≤1.5%，得到底釉浆；

（2）面釉浆的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 50～75份、石英5～15份、白云石0～8份、高岭土3～10份、氧化锌0～5份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.2～0.4%、0.2～0.5%和50～70%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余≤1.5%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1200～1260℃烧制40～60分钟，出窑冷却，得到表面涂覆有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板。

优选的，上述底釉采用以下重量份的原料制备： 锂辉石 60～65份、石英3～6份、白云石6～9份、滑石7～11份、碳酸锂1.5～2.5份、高岭土4～5份、碳酸钡1.5～2.5份；

优选的，上述面釉采用以下重量份的原料制备：锂辉石 60～65份、石英8～13份、白云石5～8份、高岭土6～10份、氧化锌2～3份。

优选的，上述底釉或面釉中还含有适量着色剂。

优选的，在施釉前将底釉浆和面釉浆分别调比重至1.4～1.6g/cm³。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明内容。若无特别说明，以下份数均表示为重量份，百分数为质量百分比。

实施例1

（1）底釉浆的制备

1）称取底釉原料：锂辉石 50份、石英10份、白云石10份、滑石11份、碳酸锂 2份、高岭土6份、碳酸钡3份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1%，得到底釉浆，其比重为1.65g/cm³；

（2）面釉浆的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 58份、石英13份、白云石6份、高岭土10份、氧化锌2份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1%，，得到面釉浆，其比重为1.65g/cm³；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1200℃烧制60分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板。

本实施例烧制得到的堇青石烧烤板表面如图1所示，釉面略有少许针孔，经统计，烧制合格率达95%。

实施例2

（1）底釉浆的制备

1）称取底釉原料：锂辉石 60份、石英6份、白云石9份、滑石11份、碳酸锂 2.5份、高岭土4份、碳酸钡2.5份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.5%，得到底釉浆；

（2）面釉浆的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 60份、石英13份、白云石5份、高岭土10份、氧化锌2份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.5%，，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1200℃烧制60分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板，烧制合格率达96%。。

实施例 3

（1）底釉浆的制备

1）称取底釉原料：锂辉石 65份、石英3份、白云石6份、滑石7份、碳酸锂1.5份、高岭土5份、碳酸钡1.5份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.8%，得到底釉浆；

（2）面釉浆的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 65份、石英8份、白云石8份、高岭土60份、氧化锌3份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.8%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1200℃烧制60分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板，烧制合格率达96%。。

实施例4

（1）底釉的制备

1）称取底釉原料：锂辉石60份、石英9份、白云石6份、滑石7份、碳酸锂 3份、高岭土7份、碳酸钡2份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.5%，得到底釉浆；

（2）面釉的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 68份、石英6份、白云石5份、高岭土10份、氧化锌2份，钴蓝色料9份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.5%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1210℃烧制60分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板，烧制合格率达96%。

实施例5

（1）底釉的制备

1）称取底釉原料：锂辉石 72份、石英3份、白云石5份、滑石5份、碳酸锂2份、高岭土6份、碳酸钡2份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.5%，得到底釉浆；

（2）面釉的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 68份、石英5份、白云石3份、高岭土10份、钴黑10份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余0.5%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1220℃烧制55分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有细腻、无光，釉面黑色色调纯正的低膨胀无光釉的堇青石烧烤板。

本实施例烧制得到的堇青石烧烤板表面如图2所示，釉面略有少许针孔，经统计，烧制合格率达95%。

实施例6

（1）底釉的制备

1）称取底釉原料：锂辉石 75份、白云石10份、滑石5份、碳酸锂3份、高岭土7份、碳酸钡3份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1.5%，得到底釉浆；

（2）面釉的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 65份、石英15份、白云石8份、高岭土10份、氧化锌3份、镨黄5份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.25%、0.3%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1.5%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1230℃烧制50分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有无光、釉面呈淡黄色的低膨胀无光釉的堇青石烧烤板，经统计，烧制合格率达94%。

实施例7

（1）底釉的制备

1）称取底釉原料：锂辉石75份、石英10份、白云石5份、滑石5份、碳酸锂 3份、高岭土7份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.4%、0.5%和70%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1%，得到底釉浆；

（2）面釉的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 75份、石英15份、白云石8份、高岭土3份、红棕5份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.4%、0.5%和70%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1260℃烧制40分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板，烧制合格率达94%。

实施例8

（1）底釉的制备

1）称取底釉原料：锂辉石50份、石英10份、白云石10份、滑石15份、高岭土3份、碳酸钡3份，混合均匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为底釉原料总质量的0.2%、0.2%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1.5%，得到底釉浆；

（2）面釉的制备

1）称取面釉原料：锂辉石 50份、石英5份、高岭土10份、氧化锌5份、红棕5份，混合混匀；

2）往上述混合物中加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水，其质量分别为面釉原料总质量的0.2%、0.2%和50%，球磨成釉浆，控制釉浆细度为250目筛余1.5%，得到面釉浆；

（3）施釉

1）将底釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷于堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.15～0.3mm；

2）将面釉浆用水调比重至1.4～1.6g/cm³，喷在施好底釉的堇青石烧烤板坯体表面，施釉厚度为0.3～0.5mm；

（4）烧制

将施釉后的坯体送进窑，于1260℃烧制40分钟，出窑冷却，得到表面覆盖有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板，烧制合格率达90%。

下面对上述实施例制备的低膨胀无光釉作进一步的效果和性能检测。

一、抗热震性能

将分别涂有实施例1～3制备的低膨胀无光釉的堇青石烧烤板放置于加热炉中加热到400℃并保温30分钟。保温结束后，立即将试样完全浸入5～35℃流动的水槽中急剧冷却10分钟后取出，放置于空气中时间不小于5分钟。重复此过程三次，为便于检测处理后的情况，可将红色或蓝色染色墨水滴在试样的釉面上，1分钟后，用湿布抹去染色墨水，发现堇青石烧烤板表面的低膨胀无光釉均无裂纹出现。说明本发明制备的低膨胀无光釉具有很好的抗热震性能。

二、热膨胀系数测定

实验测得堇青石烧烤板20℃～1000℃平均热膨胀系数为：3.17×10^-6/℃，涂有实施例1～3制备的低膨胀无光釉20℃～1000℃平均热膨胀系数为：2.85×10^-6/℃。这说明釉的热膨胀系数略小于堇青石烧烤板的热膨胀系数，釉的热膨胀与堇青石烧烤板的热膨胀相匹配，使烧成后的釉层中产生不大的压应力，可以在提高釉的热稳性及力学强度的情况下而不出现裂纹。

三、抗渗透性能

为说明本发明的釉对堇青石烧烤板具有很好的抗渗透性能，特做透气度测量实验。

将堇青石烧烤板试样做成尺寸为Φ50×50的圆柱体，一种不涂釉，另一种是在圆柱试样上下表面涂有实施例1制备的低膨胀无光釉，各取三个试样做透气度实验，测得的实验数据如表1所示。

表1涂覆有低膨胀无光釉的堇青石烧烤板的透气度

表1中的数据说明釉层因填充并封堵了堇青石烧烤板表面的气孔，并具以其本身的高致密性，使得透气度大幅度的下降，这说明了釉能抵制有害物质通过气孔进入烧烤板内部，起保护层作用，从而保证了堇青石烧烤板长期使用而性能不下降。

综上所述，本发明提供一种符合现代堇青石烧烤板产品要求的新型低膨胀无光釉。本发明的低膨胀无光釉突破了现有的技术瓶颈，解决了堇青石烧烤板因其热膨胀系数及热应力的差异导致的热稳定性差的难题。具有以下优点：

1）该釉由底釉和面釉组成，底釉能填充堇青石烧烤板表面的气孔，并以自身的高致密性防止了有害物质向烧烤板内部渗透，起保护层的作用。

2）面釉与底釉成分相近，结合性良好，可生成发育良好的中间层，使得产品具有可耐400℃急冷的抗热震性能；且本发明釉与堇青石烧烤板的热膨胀系数相匹配，进一步增强了抗热震性能，釉层经三次热震（400℃急冷，水冷）后无裂纹出现。

3）该釉制备工艺简单、釉烧温度范围宽；烧成温度控制在1200～1260℃，烧成周期为40～60分钟。

4）该釉的热膨胀系数小，熔融性好，釉层能均匀光滑的铺展在堇青石烧烤板的表面，釉面细腻光滑。

5）釉中未引入任何含铅原料，不存在重金属铅溶出的危害。