CN108773999A

CN108773999A - 一种可诱生负离子面釉、瓷砖及瓷砖的制备工艺

Info

Publication number: CN108773999A
Application number: CN201811054156.2A
Authority: CN
Inventors: 祁明; 钟保民
Original assignee: Foshan Dongpeng Ceramic Co Ltd
Current assignee: Foshan Donghua Shengchang New Material Co ltd; Foshan Dongpeng Ceramic Co Ltd
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2018-11-09
Anticipated expiration: 2038-09-11
Also published as: CN108773999B

Abstract

本发明公开了一种可诱生负离子的面釉，包含以质量百分比计的钠辉石3~4%、α‑Al₂O₃ 8~13%、萤石5~7%、钛白粉10~15%和重晶石1~3%，余量为基础面釉料。本发明还公开了具有上述可诱生负离子的面釉的瓷砖及其制备工艺。通过在面釉添加钠辉石、萤石和重晶石，来激发面釉的α‑Al₂O₃和钛白粉中的氧化钛以使得砖面产生电场，电离空气中的水分等物质来产生负离子。面釉中没有电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

Description

一种可诱生负离子面釉、瓷砖及瓷砖的制备工艺

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种可诱生负离子面釉、瓷砖及瓷砖的制备方法。

背景技术

随着工业的发展，空气污染越来越严重，空气中含有各种对人体有害的物质，所以空气的质量越来越受到人民的关注。以及人民生活水平的逐步提高，对居住环境的空气的质量要求越来高。因此建筑材料的环保以及功能养生化越来越受到人们的重视。近年在国内外兴起的负离子室内装修材料制品，比如负离子涂料、负离子板材、负离子瓷砖等。这类材料制品不含有害化学物质，除了具有净化室内空气、祛除甲醛、祛除烟味等功能特点外，还有促进血液循环，使人精力充沛，健康长寿等作用。

现在市场上做的负离子砖有两种：一种（中国专利公开号CN1587186A）是在陶瓷釉料层中引入了锂电气石、镁电气石，纳米TiO₂以及其他稀土复合盐类，经陶瓷辊道窑在温度1080℃～1200℃下烧成，从而获得负离子瓷砖；另外一种（中国专利公开号CN 206308273U）在陶瓷砖的胚体表面向外依次附着的面釉层、Ce₂O₃层、TiO₂层、CeO₂层、保护层，在温度1300-1350℃下烧成，从而获得负离子瓷砖。上述的生产的负离子瓷砖是用的电气石，应用局限，不能应用到喷墨渗透工艺的砖里面，因为添加的电气石跟墨水的助色剂反应，影响砖面的发色效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可诱生负离子面釉，具有应用范围广的特点。

本发明的另一目的在于提出一种可诱生负离子的瓷砖，具有负离子诱生量大的特点。

本发明的再一目的在于提出一种可诱生负离子的瓷砖的制备工艺，具有简单易控制的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种可诱生负离子的面釉，包含以质量百分比计的稀钠辉石3 ~4%、α-Al₂O₃ 8~ 13%、萤石5~7%、钛白粉10 ~ 15%和重晶石1 ~ 3%，余量为基础面釉料；

萤石包含以质量百分比计的3~6%二氧化钍、2~4%二氧化铈和2~3%二氧化钛；钠辉石包含以质量百分比计的3~6%二氧化钍、2~4%二氧化铈和2~3%二氧化钛。

通过合理的利用钠辉石、萤石的α射线的α粒子的能量以及α-Al₂O₃和氧化钛使得砖面直接产生一个电场，电离空气中的水分等物质来产生负离子。面釉中没有电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

由于钠辉石和莹石伴随有放射性元素和稀土元素存在，钠辉石和萤石均包含钍元素和铈元素。通过重晶石吸收掉了其他射线后以α射线为主，α射线由于氦的原子核衰变产生的，α射线产生的能量就会通过α-Al₂O₃和氧化钛进行传导。

进一步的，基础面釉料包含占面釉总量质量百分比的烧氧化锌5 ~ 10%、钠长石粉15 ~ 30%、高铝钾砂8 ~ 10%、锆英砂10 ~ 25%、球粘土7 ~ 15%、锂辉石粉8~ 15%、石英0 ~5%和氧化镁3~ 5%。基础面釉料的设置不会对α射线的电离作用产生影响，保证较好的电离效果，进而保证有较好的负离子诱生效果。基础面釉料中无电气石，不影响陶瓷墨水发色。

进一步的，面釉的烧成温度为1080~1200℃。该面釉具有常规的烧成温度，采用现有的烧成温度控制即可完成烧制，更易于工艺控制。

具有上述的可诱生负离子的的瓷砖，包括坯体和面釉层，面釉层由诱生负离子的面釉形成。因此，砖面具有诱生负离子的功能，面釉层的陶瓷墨水有更好的发色效果。

进一步的，面釉层上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置有装饰层。面釉层不影响陶瓷膜墨水的发色，装饰层可通过喷墨渗透工艺设置，产品种类多样化。

进一步的，坯体和面釉层之间还设置有底釉层。底釉层能遮盖砖坯色，有助于面釉发色，釉面的色彩及装饰图案表现更丰富。底釉层采用常规底釉形成，无电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

一种可诱生负离子瓷砖的制备工艺，包括以下步骤：

制备面釉浆：将可诱生负离子面釉的原料按配比混入球磨机中行湿法球磨，获得面釉浆；

制备砖坯：采用现有的坯体原料制成砖坯；

施釉：在砖坯的表面施面釉浆；

入窑烧成，烧成温度为1080～1200℃。

采用常规烧成温度，采用现有的烧成温度控制即可完成烧制，更易于工艺控制。该可诱生负离子瓷砖的制备工艺步骤简单易控制。

进一步的，还包括表面装饰步骤：在具有面釉浆的砖坯上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置装饰层。底釉层和面釉层不影响陶瓷膜墨水的发色，装饰层可通过喷墨渗透工艺设置，产品种类多样化。

进一步的，在施面釉浆步骤之前还包括施底釉步骤。

进一步的，面釉浆细度为：325目筛余0.8~1.2，面釉浆比重1.88~1.99、流速35~40s。面釉浆中的颗粒较小，各原料的分布更均匀，釉浆的比重和流速限定提高釉浆的挂坯效果，便于施釉操作。

本发明的有益效果为：

1、通过合理的利用钠辉石、萤石的α射线的α粒子的能量以及α-Al₂O₃和氧化钛使得砖面直接产生一个电场，电离空气中的水分等物质来产生负离子。面釉中没有电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

2、砖面的装饰图案可通过喷墨渗透工艺设置，使得产品种类多样化。

3、制成的瓷砖诱生负离子量大，如0.3m²砖在0.25m³空间里面能诱生的负离子达到2100以上。

4、由于瓷砖的砖面具有诱生负离子功能，所以有净化室内空气、祛除甲醛、祛除烟味等功能特点外，还有促进血液循环，使人精力充沛，健康长寿等作用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。

一种可诱生负离子的面釉，包含以质量百分比计的钠辉石3 ~4%、α-Al₂O₃ 8~ 13%、萤石5~7%、钛白粉10 ~ 15%和重晶石1 ~ 3%，余量为基础面釉料；

钠辉石、萤石和重晶石能产生α射线。α粒子是一种放射性粒子，由两个质子及两个中子组成，并不带任何电子，亦即等同于氦-4的内核，或电离化后的氦-4，He²⁺。通常具有放射性而原子量较大的化学元素，会透过α衰变放射出α粒子，从而变成较轻的元素，直至该元素稳定为止。由于α粒子的体积比较大，又带两个正电荷，有很强的电离本领，这种性质既可利用，也有可能带来一定破坏性，大量的吸入对人体内组织有一定破坏作用。因此，它的能量散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的，人类的皮肤或一张纸已能隔阻α粒子，α粒子释放出的放射性同位素在人体外部不构成危险。因此，如果能够合理的利用衰变过程中产生α粒子的放射性材料，利用其释放出的α粒子的强电离作用，同时，做到将该放射性元素完全固封在基材内，是完全可以被利用来制造负离子瓷砖的。

通过合理的利用钠辉石、萤石的α射线的α粒子的能量以及α-Al₂O₃和氧化钛使得砖面直接产生一个电场，电离空气中的水分等物质来产生负离子。通过合理的利用衰变过程中产生α粒子的放射性材料，利用其释放出的α粒子的强电离作用，同时，做到将该放射性元素完全固封在基材内，是完全可以被利用来制造负离子瓷砖的。通过在面釉添加钠辉石、萤石、重晶石，来激发面釉的α-Al₂O₃和钛白粉中的氧化钛使得砖面产生电场，电离空气中的水分等物质来产生负离子。面釉中没有电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

自然界的钠辉石、萤石伴随有放射性元素和稀土元素的存在。本发明中釉料加入一定量的矿物质能达到需要放射性能量，工人在操作的时候大大的减少被辐射的风险。而矿物中含有的放射性元素和稀土元素成分不稳定，有的元素β射线、γ射线、χ射线很强，而重晶石具有吸收高能量高穿透力射线β射线、γ射线、χ射线的作用，因此重晶石吸收β射线、γ射线、χ射线，避免釉料在使用中产生危害，通过在釉料中添加重晶石来筛选α射线，保证釉料中α射线存在，通过重晶石吸收掉了后以α射线为主，α射线由于氦的原子核衰变产生的，α射线产生的能量就会通过α-Al₂O₃和氧化钛进行传导。

重晶石化学组成为Ba（SO4），正交(斜方)晶系，晶体常成厚板状，表观密度大，对于波长短弱电离的β射线、γ射线、χ射线的粒子具有吸附的作用，而重晶石对于高电离的α射线的粒子吸附能力很弱。医院及核电站通常采用重晶石混凝土建筑来防辐射。

优选的，基础面釉料包含占面釉总量质量百分比的烧氧化锌5 ~ 10%、钠长石粉15~ 30%、高铝钾砂8 ~ 10%、锆英砂10 ~ 25%、球粘土7 ~ 15%、锂辉石粉8~ 15%、石英0 ~ 5%和氧化镁3~ 5%。基础面釉料的设置不会对α射线的电离作用产生影响，保证较好的电离效果，进而保证有较好的负离子诱生效果。基础面釉料中无电气石，不影响陶瓷墨水发色。高铝钾砂、氧化镁这些带金属的材料，作为一种传导的介质，把α能量传导出来电离空气中的水汽，钠长石和锂辉石起到降温作用（添加了铝，温度变高了，需要降下来），锆英砂提高白度，石英增加玻璃相，球粘土增加釉料的和坯体的结合避免产生分离。

可诱生负离子的面釉的烧成温度为1080~1200℃。该面釉具有常规的烧成温度，采用现有的烧成温度控制即可完成烧制，更易于工艺控制。

具有上述的可诱生负离子的的瓷砖，包括坯体和面釉层，面釉层由可诱生负离子的面釉形成。因此，砖面具有诱生负离子的功能，面釉层的陶瓷墨水有更好的发色效果。

面釉层上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置有装饰层。面釉层不影响陶瓷膜墨水的发色，装饰层可通过喷墨渗透工艺设置，产品种类多样化。

坯体和面釉层之间还设置有底釉层。底釉层能遮盖砖坯色，有助于面釉发色，釉面的色彩及装饰图案表现更丰富。底釉层采用常规底釉形成，无电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

一种可诱生负离子瓷砖的制备工艺，包括以下步骤：

制备砖坯：采用现有的坯体原料制成砖坯；

施釉：在砖坯的表面施面釉浆；

入窑烧成，烧成温度为1080～1200℃。

优选的，还包括表面装饰步骤：在具有面釉浆的砖坯上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置装饰层。底釉层和面釉层不影响陶瓷膜墨水的发色，装饰层可通过喷墨渗透工艺设置，产品种类多样化。

在施面釉浆步骤之前还包括施底釉步骤。

面釉浆细度为：325目筛余0.8~1.2，面釉浆比重1.88~1.99、流速35~40 s。面釉浆中的颗粒较小，各原料的分布更均匀，釉浆的比重和流速限定提高釉浆的挂坯效果，便于施釉操作。

重晶石吸收α、β、γ、X射线的原理及实验数据如下。

射线的衰减主要是通过电子的弹性碰撞（康普顿效应），当这些射线经过某种高密度的材料时其能量可被减弱，当某种高密度的材料量达到一定程度的话，射线就会被完全吸收。重晶石跟釉料一起球磨一定的粒度，分散到釉料里面的，并不是做釉料里面单独做一个防辐射隔断层，当加入一定量的重晶石是能够吸收一部分α、β、γ、X射线，并不是完全吸收完他们，而根据α、β、γ、X射线的波长来说，α、β、γ、X射线的波长从长到短，α的射线波长最长，弹性碰撞概率相对β、γ、X射线的比较小，所以α被吸收的量就会比较少。

根据选用的材料中伴随的主要是二氧化钍，主要射线是α射线，可能还会伴随着少量的、β、γ、X射线，所以添加的重晶石的量不是很多。

在釉料添加以质量百分比计钠辉石8 %和萤石6%的时候加入不同量的重晶石，余量为常规釉料原料。实验步骤及结果如下：

在釉料中按比例添加钠辉石、萤石和重晶石后进行球磨获得釉浆，然后取100克的釉浆进行烘干，烘干后的釉料在直径为16cm圆盘中尽量摊平，在环境25±5℃、湿度40±5%下采用射线仪器进行辐射量检测，射线仪器是CEM公司的DT-9501型号，检测结果如下表所示。

根据上表可知，随着重晶石添加量的增加，β、γ、X射线的辐射量明显下降，而α射线的辐射量略有下降，体现出重晶石筛选α射线的特点。

以下通过实施例进一步解释本发明。

实施例1

一种可诱生负离子面釉，以质量百分比计的原料配方如下表所示：

上述面釉的烧成温度为1080～1100℃。

具有上述的可诱生负离子面釉的瓷砖，包括由下至上依次设置的坯体、底釉层和面釉层，底釉层由常规底釉形成，面釉层由可诱生负离子的面釉形成。面釉层上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置有装饰层。

上述可诱生负离子瓷砖的制备工艺，包括以下步骤：

制备面釉：将面釉的原料按配比混入球磨机中行球磨，获得面釉浆，面釉浆细度为：325目筛余0.8~1.2，面釉浆比重1.88~1.99、流速35~40 s；

制备砖坯：采用现有的坯体原料制成砖坯；

施釉：在砖坯的表面施底釉浆，之后在底釉浆上布施面釉浆；

表面装饰：在具有面釉的砖坯上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置装饰层。

入窑烧成，烧成温度为1080～1100℃。

实施例2

本实施例的可诱生负离子面釉、由上述的可诱生负离子面釉的瓷砖、以及可诱生负离子瓷砖的制备工艺与实施例1基本相同，不同之处在于，可诱生负离子面釉以质量百分比计的原料配方如下表所示：

可诱生负离子面釉的烧成温度为为1080～1150℃。可诱生负离子瓷砖的烧成温度为1080～1150℃。

实施例3

可诱生负离子面釉的烧成温度为1100～1150℃。可诱生负离子瓷砖的烧成温度为1100～1150℃。

实施例4

可诱生负离子面釉的烧成温度为1150～1200℃。可诱生负离子瓷砖的烧成温度为1150～1200℃。

实施例5

实施例1~5中的可诱生负离子瓷砖的诱生负离子数量、系数以及图案色彩表现程度如下表所示：

对比例1

以中国专利公开号CN1587186A的技术方案为对比例1，一种可释放负离子的健康陶瓷砖生产方法，步骤如下：

（1）10~25% 的熔块、3~10%的纳米复合负离子粉体、30~50%的锂瓷石、5~10%的硅酸锆、15~30% 的高岭土、6~15%的石英混料入球磨机中湿法球磨，过325 目筛后制成浆状底轴；

（2）将35~90% 的熔块、5~30%的高岭土、0.1~10% 的氧化铝、0.1~10%的氧化锌、0.1~15%硅酸锆混入球磨机中湿法球磨，过325目筛后制成浆状面釉；

（3）将上述（1）、（2）中制备的底釉以及面釉采用淋釉或喷涂方式先后施于陶瓷坯体上；

（4）将施釉后的陶瓷砖坯体在陶瓷辊道窑内烧成，烧成温度1080~1200 ℃ ，烧成周期40~85 分钟；

其中，纳米复合负离子粉体的矿物成分为:锂电气石占20~40%、镁电气石占10~20% ，纳米TiO₂ 占20~40% ，其他稀土复合盐类占5~12% 。

对比例1中制得的陶瓷砖负离子释放量为150~630个/cm³，当在面釉上以喷墨渗透工艺设置图案装饰后，烧成的陶瓷砖图案色彩暗淡。

因此，本发明的可诱生负离子面釉及瓷砖有以下效果：

1、通过合理的利用衰变过程中产生α粒子的放射性材料，利用其释放出的α粒子的强电离作用，同时，做到将该放射性元素完全固封在基材内，是完全可以被利用来制造负离子瓷砖的。通过在面釉添加锂辉石、萤石和重晶石，来激发面釉的α-Al₂O₃和钛白粉中的氧化钛使得砖面产生电场，电离空气中的水分等物质来产生负离子。面釉中没有电气石等影响助色剂发色的材料，不影响陶瓷墨水的发色，可以应用到喷墨渗透技术的瓷砖上。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可诱生负离子的面釉，其特征在于，包含以质量百分比计的钠辉石3 ~4%、α-Al₂O₃ 8~ 13%、萤石5~7%、钛白粉10 ~ 15%和重晶石1 ~ 3%，余量为基础面釉料；

所述萤石包含以质量百分比计的3~6%二氧化钍、2~4%二氧化铈和2~3%二氧化钛；所述钠辉石包含以质量百分比计的3~6%二氧化钍、2~4%二氧化铈和2~3%二氧化钛。

2.根据权利要求1所述的可诱生负离子的面釉，其特征在于，所述基础面釉料包含占面釉总量质量百分比的烧氧化锌5 ~ 10%、钠长石粉15 ~ 30%、高铝钾砂8 ~ 10%、锆英砂10 ~25%、球粘土7 ~ 15%、锂辉石粉8~ 15%、石英0 ~ 5%和氧化镁3~ 5%。

3.根据权利要求1所述的可诱生负离子的面釉，其特征在于，所述面釉的烧成温度为1080~1200℃。

4.具有权利要求1、2或3所述的可诱生负离子的面釉的瓷砖，其特征在于，包括坯体和面釉层，所述面釉层由所述可诱生负离子的面釉形成。

5.根据权利要求4所述的可诱生负离子瓷砖，其特征在于，所述面釉层上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置有装饰层。

6.根据权利要求4所述的可诱生负离子瓷砖，其特征在于，所述坯体和面釉层之间还设置有底釉层。

7.一种权利要求4所述的可诱生负离子瓷砖的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

制备面釉浆：将所述可诱生负离子面釉的原料按配比混入球磨机中行湿法球磨，获得面釉浆；

制备砖坯：采用现有的坯体原料制成砖坯；

施釉：在砖坯的表面施面釉浆；

入窑烧成，烧成温度为1080～1200℃。

8. 根据权利要求7所述的可诱生负离子瓷砖的制备工艺，其特征在于，还包括表面装饰步骤：在具有面釉浆的砖坯上通过喷墨渗透工艺、喷墨打印、滚筒印花和/或网版印花的方式设置装饰层。

9. 根据权利要求7 所述的可诱生负离子瓷砖的制备工艺，其特征在于，在所述施面釉浆步骤之前还包括施底釉步骤。

10. 根据权利要求7所述的可诱生负离子瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述面釉浆细度为：325目筛余0.8~1.2，所述面釉浆比重1.88~1.99、流速35~40 s。