项目名称：黑色包裹炭黑陶瓷色料的关键制备技术研发

推荐单位：景德镇陶瓷大学

候 选 人：常启兵，王霞，汪永清，包启富，董伟霞，周健儿

项目简介（不超800字）：

黑色陶瓷色料是一类最重要的陶瓷装饰色料，混合尖晶石型材料是现仅有的黑色陶瓷色料，但存在重金属离子和受釉料组成影响而呈色不稳定的问题。硅酸锆包裹炭黑色料是最新发展的一种新型环境友好、发色稳定的黑色陶瓷色料，但包裹率不高，导致色料颜色不黑是其尚未工业应用的主要原因。本项目掌握了黑色ZrSiO4包裹炭黑色料的关键制备技术，主要发明点如下：

发明点1. 发展出溶胶-凝胶-燃烧（喷雾干燥）制备技术，并解决包裹色料包裹机理问题：以无机原料制备Zr(OH)4和Si(OH)4溶胶，通过快速蒸发溶胶中溶剂，制备出黑色ZrSiO4包裹炭黑色料，色度值：L* = 19.27（如该值超过35则包裹炭黑色料呈灰色），a* = 0.29，b* = −0.49。认识了Zr(OH)4+Si(OH)4胶粒在快速脱除溶剂过程中的凝胶化过程及ZrSiO4前驱体（炭黑颗粒表面的Zr(OH)4+Si(OH)4凝胶层）转变为致密ZrSiO4包裹层的机理。

发明点2. 发展出挥发水解制备技术：以ZrCl4为原料，利用在包裹物表面的ZrCl4乙醇溶液随乙醇挥发后，ZrCl4水解并进一步与氨气反应，在被包裹物表面形成致密氢氧化锆包覆层；进而与硅源溶液混合，通过调节pH值而在氢氧化锆包覆层表面形成原硅酸包覆层，经煅烧得到硅酸锆包裹陶瓷色料。硅酸锆包裹炭黑色料的色度L*值为24.85，包裹率达到95%。

发明点3. 发展出介孔塌陷制备技术：以无机锆盐和模板剂为原料得到模板剂-氧化锆溶胶，经凝胶化、预烧使模板剂碳化而获得一次粉体；再加入硅溶胶混合、凝胶化后得到二次粉体；二次粉体在非氧化气氛下煅烧，即得到硅酸锆包裹炭黑色料，其明度值L*＝20～29。

发明点4. 发展出原位分解-沉淀制备技术：以碳酸锆铵溶液为锆源，利用碳酸锆铵溶液随温度提升而自发分解的性质，控制温度在着色剂颗粒表面形成氧化锆沉积；然后将氧化锆包裹物加入硅源溶液混合均匀，调节pH 值获得沉淀，经干燥处理得到陶瓷色料前驱体；在非氧化气氛下煅烧即得到硅酸锆包裹陶瓷色料粉体（L*＝23～27）。此方法可以包裹炭黑（包裹率为85%）或者包裹硫硒化镉色料粉体（包裹率达到50%）。

上述方法制备的硅酸锆包裹炭黑色料呈黑色，且稳定于多种釉料中。

本成果获得授权发明专利5项，发表SCI/EI收录论文8篇。培养硕士4名。

黑色陶瓷色料约占陶瓷色料市场份额的25%，其市场总量约100亿元。本课题所发展的黑色陶瓷色料，如果能占据1/10的市场，其市场份额达到10亿元，市场前景广阔，具有较好的经济效益。项目所形成的包裹色料制备技术，为进一步开发新的包裹色料奠定基础，如包裹有机颜料，会进一步丰富陶瓷色料的呈色种类，具有良好的市场预期，能进一步拓展陶瓷色料市场份额。

以上项目拟申报2019年度高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖，特予公示。

公示期：2019年4月16日至2019年4月21日，公示期内如对公示内容有异议，请向景德镇陶瓷大学科学技术处反映。

联系人及联系电话：刘卫  江毅 0798-8499229

景德镇陶瓷大学科学技术处

2019年4月16日