工艺参数对机械活化辅助NHSG法制备C@ZrSiO4色料的影响
2020-01-13汤惠东江伟辉刘健敏蓝善芳
胡 庆,汤惠东,江伟辉, ,刘健敏,陈 婷,江 峰,冯 果,蓝善芳
(1.景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,景德镇 333403;2.国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心, 景德镇 333001)
1 引 言
黑色陶瓷色料以其高贵、优雅的装饰效果和纯正的颜色,在陶瓷装饰领域扮演着重要的角色,被广泛的应用于陶瓷坯体、釉料和喷墨打印等领域[1-2]。最近,使用绿色、廉价、易获得的炭黑作为着色剂,以具有高折射率(1.93~2.01)、较高的化学稳定性和高温稳定性的硅酸锆作为包裹材料,形成硅酸锆包裹炭黑(C@ZrSiO4)色料[3-4];其有望取代以重金属和过渡金属(Co, Cr, Fe, Mn,等)为着色剂的尖晶石型黑色色料[5-6],是一种绿色环保、低成本的新型黑色陶瓷色料,具有广阔的应用前景。
目前,制备C@ZrSiO4色料的方法主要有固相法[7]、共沉淀法[4]、溶胶-凝胶法[8]和非水解溶胶-凝胶(NHSG)法[9]等。其中,固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法制备C@ZrSiO4色料纯度低、呈色性能差和粒径大,大大限制了陶瓷色料的绿色发展。非水解溶胶-凝胶法由于以醇、醚和酯等有机物为溶剂,既能保留丰富的官能团为C@ZrSiO4色料制备提供碳源,又能不经水解而直接缩聚得到凝胶,有利于原料达到原子级的均匀混合,从而改善C@ZrSiO4色料呈色性能、降低合成温度和提高纯度。前驱体含碳基团是一种新型碳源,与商业炭黑相比[8],其与硅、锆有较强的结合力并易于分散于前驱体溶液中。本课题组以前驱体含碳基团为碳源,采用非水解溶胶-凝胶法制备了呈色性能较优的C@ZrSiO4色料,但其平均粒径依然较大[10],难以满足陶瓷装饰要求(平均粒径D50为1~20 μm)[11]。……
