CN108996905B - 一种高硬度耐磨陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

一种高硬度耐磨陶瓷砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高硬度耐磨陶瓷砖，其自下而上包括坯体、底釉层、装饰层和高硬度耐磨抛釉层，所述高硬度耐磨抛釉层的化学成分按重量百分比计包括68～75％的SiO2、10～13％的Al2O3、0.05～0.1％的Fe2O3、0.01～0.03％的TiO2、1～3％的CaO、2～4％的MgO、2～5％的K2O、1.5～3％的Na2O、0.1～0.3的Li2O、1～2.5％的BaO和2.5～4％的烧失。本发明通过控制釉料中的化学组分，获得高硅釉料，从而保证后期形成高硬度耐磨抛釉层。本发明还公开了该陶瓷砖的制备方法，其通过原料的纳米化工艺和高硅釉料的粒径粗细匹配解决后期形成釉层时容易缩釉等釉面缺陷，从而大大了提高陶瓷砖釉面的硬度和耐磨性。

Description

一种高硬度耐磨陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷领域，特别涉及一种耐磨陶瓷砖。
背景技术
陶瓷砖作为室内装修最重要的组成部分，其性能的差异直接影响着应用范围。作为铺地的陶瓷砖，需要具备更好的强度及耐磨性能。特别是公共场所的底面铺贴，硬度和耐磨尤为重要。随着陶瓷砖品类的不断扩展，抛釉砖逐渐成为市场的主流产品，被广泛应用于家装和工程建筑的装修。
近年来，市面上出现了一系列高硬度耐磨产品，如金刚釉、耐磨砖等。目前提升硬度和耐磨主要是调节釉料的成分，增加玻璃网络结构的致密性，如增加釉料中硅、铝的含量。但传统的一次烧抛釉陶瓷砖烧成温度均在1200℃左右，过多的增加硅、铝含量，会导致釉料的温度上升，造成粘度过大，砖面熔不平或气泡不易排出等问题。而日用瓷在使用过程中需经受如刀叉等硬质金属的长期刮插，其硬度和耐磨性能比陶瓷砖釉面高很多。主要原因是日用瓷烧成温度高，其釉料多为生料釉，且釉料中二氧化硅的含量高达70％以上。如将高硅釉用于陶瓷砖上，其釉面硬度可显著提高。但直接应用存在以下问题，高硅釉的熔融温度高，而陶瓷砖的烧成温度较日用瓷低80～150℃，同时，日用瓷高温保温时间长，而陶瓷砖的烧成周期较短。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种高硬度耐磨陶瓷砖，同时提供该陶瓷砖的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：一种高硬度耐磨陶瓷砖，其自下而上包括坯体、底釉层、装饰层和高硬度耐磨抛釉层，所述高硬度耐磨抛釉层的化学成分按重量百分比计包括68～75％的SiO2、10～13％的Al2O3、0.05～0.1％的Fe2O3、0.01～0.03％的TiO2、1～3％的CaO、2～4％的MgO、2～5％的K2O、1.5～3％的Na2O、0.1～0.3的Li2O、1～2.5％的BaO和2.5～4％的烧失。
一种如上所述的高硬度耐磨陶瓷砖的制备方法，其包括如下工艺步骤：
1)将高硬度耐磨抛釉层的抛釉原料与分散剂和水混合置于球磨机中球磨至细度为325目筛余小于0.5，过筛除铁，得粗粒径抛釉浆料；
2)取部分粗粒径抛釉浆料，加入分散剂后置于陶瓷纳米砂磨机中进行超细研磨，至中位径小于200nm，得超细粒径抛釉浆料；
3)将步骤1)所得粗粒径抛釉浆料与步骤2)所得超细粒径抛釉浆料按原料质量比为1:2～1:3混合并置于高速分散机中搅拌，得抛釉料浆；
4)取陶瓷生产用的陶瓷生坯，经施底釉得底釉层、印装饰图案得装饰层，将步骤3)所得抛釉料浆布施于装饰图案上，后经干燥、烧成和后处理，得高硬度耐磨陶瓷砖成品。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述的分散剂为羧甲基纤维素钠和/或水玻璃，分散剂加入量为粗粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.2～0.4％。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)中所述的粗粒径抛釉浆料的含水率为35～45％。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)中所述的分散剂为六偏磷酸钠，分散剂的加入量为超细粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.5～1.5％。
作为上述方案的进一步改进，步骤4)中所述印装饰图案采用淋釉或丝网印刷的方式。
作为上述方案的进一步改进，步骤4)中所述干燥的干燥温度为150～190℃。
作为上述方案的进一步改进，步骤4)中所述烧成的烧成温度为1180～1230℃。
作为上述方案的进一步改进，步骤4)中所述后处理包括抛光、切边和防污处理。
本发明的有益效果是：
本发明通过控制釉料中的化学组分，获得高硅釉料，从而保证后期形成高硬度耐磨抛釉层。
本发明通过原料的纳米化工艺，将高硅釉料进行超细研磨，降低其细度，增加其颗粒的比表面积，从而降低了釉料的熔融温度。同时，通过高硅釉料的粒径粗细匹配解决后期形成釉层时容易缩釉等釉面缺陷，实现了高温釉料的低温使用，从而大大了提高陶瓷砖釉面的硬度和耐磨性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种高硬度耐磨陶瓷砖，其自下而上包括坯体、底釉层、装饰层和高硬度耐磨抛釉层，所述高硬度耐磨抛釉层的化学成分按重量百分比计包括74.20％的SiO2、10.38％的Al2O3、0.1％的Fe2O3、0.01％的TiO2、2.69％的CaO、2.33％的MgO、3.25％的K2O、2.47％的Na2O、0.18％的Li2O、1.62％的BaO和2.77％的烧失。
制备方法：
1)将高硬度耐磨抛釉层的抛釉原料与加入量为粗粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.4％的水玻璃和水混合，使得其混合物的含水率为35％，后置于球磨机中球磨至细度为325目筛余小于0.5，过筛除铁，得粗粒径抛釉浆料；
2)取部分粗粒径抛釉浆料，加入加入量为超细粒径抛釉浆料中固相成分重量的1.5％的六偏磷酸钠，后置于陶瓷纳米砂磨机中进行超细研磨，至中位径小于200nm，且浆料中100nm以下不低于15％时，得超细粒径抛釉浆料；
3)将步骤1)所得粗粒径抛釉浆料与步骤2)所得超细粒径抛釉浆料按原料质量比为1:3混合并置于高速分散机中搅拌，得抛釉料浆；
4)取陶瓷生产用的陶瓷生坯，经施底釉得底釉层、滚筒印刷装饰图案得装饰层，将步骤3)所得抛釉料浆采用淋釉布施于装饰图案上，后经190℃干燥、1180℃烧成、抛光、切边和防污处理工艺，得实施例1高硬度耐磨陶瓷砖成品。
实施例2
一种高硬度耐磨陶瓷砖，其自下而上包括坯体、底釉层、装饰层和高硬度耐磨抛釉层，所述高硬度耐磨抛釉层的化学成分按重量百分比计包括72.10％的SiO2、11.91％的Al2O3、0.05％的Fe2O3、0.03％的TiO2、1.92％的CaO、3.70％的MgO、3.09％的K2O、2.09％的Na2O、0.13％的Li2O、1.40％的BaO和3.58％的烧失。
制备方法：
1)将高硬度耐磨抛釉层的抛釉原料与加入量为粗粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.2％的羧甲基纤维素钠和水混合，使得其混合物的含水率为45％，后置于球磨机中球磨至细度为325目筛余小于0.5，过筛除铁，得粗粒径抛釉浆料；
2)取部分粗粒径抛釉浆料，加入加入量为超细粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.5％的六偏磷酸钠，后置于陶瓷纳米砂磨机中进行超细研磨，至中位径小于200nm，且浆料中100nm以下不低于15％时，得超细粒径抛釉浆料；
3)将步骤1)所得粗粒径抛釉浆料与步骤2)所得超细粒径抛釉浆料按原料质量比为1:2混合并置于高速分散机中搅拌，得抛釉料浆；
4)取陶瓷生产用的陶瓷生坯，经施底釉得底釉层、丝网印刷装饰图案得装饰层，将步骤3)所得抛釉料浆采用淋釉布施于装饰图案上，后经150℃干燥、1230℃烧成、抛光、切边和防污处理工艺，得实施例2高硬度耐磨陶瓷砖成品。
实施例3
一种高硬度耐磨陶瓷砖，其自下而上包括坯体、底釉层、装饰层和高硬度耐磨抛釉层，所述高硬度耐磨抛釉层的化学成分按重量百分比计包括69.55％的SiO2、12.04％的Al2O3、0.05％的Fe2O3、0.03％的TiO2、3.10％的CaO、3.24％的MgO、2.74％的K2O、2.54％的Na2O、0.25的Li2O、2.50％的BaO和3.96％的烧失。
制备方法：
1)将高硬度耐磨抛釉层的抛釉原料与加入量为粗粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.2％的羧甲基纤维素钠和0.2％的水玻璃的混合物，同时加入水混合，使得其混合物的含水率为40％，后置于球磨机中球磨至细度为325目筛余小于0.5，过筛除铁，得粗粒径抛釉浆料；
2)取部分粗粒径抛釉浆料，加入加入量为超细粒径抛釉浆料中固相成分重量的1.2％的六偏磷酸钠，后置于陶瓷纳米砂磨机中进行超细研磨，至中位径小于200nm，且浆料中100nm以下不低于15％时，得超细粒径抛釉浆料；
3)将步骤1)所得粗粒径抛釉浆料与步骤2)所得超细粒径抛釉浆料按原料质量比为1:2.6混合并置于高速分散机中搅拌，得抛釉料浆；
4)取陶瓷生产用的陶瓷生坯，经施底釉得底釉层、丝网印刷装饰图案得装饰层，将步骤3)所得抛釉料浆采用淋釉布施于装饰图案上，后经170℃干燥、1200℃烧成、抛光、切边和防污处理工艺，得实施例2高硬度耐磨陶瓷砖成品。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (8)

1.一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：自下而上包括坯体、底釉层、装饰层和高硬度耐磨抛釉层，所述高硬度耐磨抛釉层的化学成分按重量百分比计包括68~75%的SiO2、10~13%的Al2O3、0.05~0.1%的Fe2O3、0.01~0.03%的TiO2、1~3%的CaO、2~4%的MgO、2~5%的K2O、1.5~3%的Na2O、0.1~0.3的Li2O、1~2.5%的BaO和2.5~4%的烧失；
所述高硬度耐磨陶瓷砖的制备方法包括如下工艺步骤：
1）将高硬度耐磨抛釉层的抛釉原料与分散剂和水混合置于球磨机中球磨至细度为325目筛余小于0.5，过筛除铁，得粗粒径抛釉浆料；
2）取部分粗粒径抛釉浆料，加入分散剂后置于陶瓷纳米砂磨机中进行超细研磨，至中位径小于200nm，得超细粒径抛釉浆料；
3）将步骤1）所得粗粒径抛釉浆料与步骤2）所得超细粒径抛釉浆料按原料质量比为1:2~1:3混合并置于高速分散机中搅拌，得抛釉料浆；
4）取陶瓷生产用的陶瓷生坯，经施底釉得底釉层、印装饰图案得装饰层，将步骤3）所得抛釉料浆布施于装饰图案上，后经干燥、烧成和后处理，得高硬度耐磨陶瓷砖成品。
2.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤1）中所述的分散剂为羧甲基纤维素钠和/或水玻璃，分散剂加入量为粗粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.2~0.4%。
3.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤1）中所述的粗粒径抛釉浆料的含水率为35~45%。
4.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤2）中所述的分散剂为六偏磷酸钠，分散剂的加入量为超细粒径抛釉浆料中固相成分重量的0.5~1.5%。
5.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤4）中所述印装饰图案采用淋釉或丝网印刷的方式。
6.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤4）中所述干燥的干燥温度为150~190℃。
7.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤4）中所述烧成的烧成温度为1180~1230℃。
8.根据权利要求1所述的一种高硬度耐磨陶瓷砖，其特征在于：步骤4）中所述后处理包括抛光、切边和防污处理。
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