CN108996909B - 一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖及其制备方法。该制备方法先制得不同色彩、不同大小、不同形状的颜色颗粒，并将其混合；加入环保添加剂实现不同颜色颗粒相互混合而不相溶；将混合的颜色颗粒喷涂在陶瓷外墙砖坯体上；在烧成过程中颜色颗粒中的低熔点组分熔融铺展，使得不同颜色颗粒的边缘自然熔合，在瓷砖上留下大小不一、形状不同、凹凸不平的无机物颜色颗粒点，从而制得了仿花岗岩斑纹、表面呈凹凸不平的颗粒感的陶瓷外墙砖。该陶瓷外墙砖性能高于相关国家标准要求，不仅有助于减少建筑行业对花岗岩石材的过度开采使用，还能为消费者提供逼真的仿花岗岩斑纹的外墙砖，满足消费者对花岗岩装饰效果的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷外墙砖，特别是涉及一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖及其制备方法；属于建筑陶瓷材料领域。
背景技术
随着我国人民生活水平不断提高，广大消费者对建筑装饰材料的要求也越来越高。特别是在建筑物外墙领域，普通的硅砖墙面或水泥墙面已不能满足消费者的装饰审美需求。在建陶行业迅猛发展的大环境下，消费者越来越热衷于石材或仿石材的外墙面。尤其是花岗岩石材以及仿花岗岩斑纹的板材或涂料，愈加受消费者青睐。天然花岗岩是不可再生石材，价格较贵，且由于其硬度大，加工较困难。所以天然花岗岩难以在外墙领域广泛使用。因此，近几年市场上出现了仿花岗岩斑纹的板材和涂料。
中国发明专利CN102417343B公开了一种仿砂岩的外墙砖生产工艺。其主要工艺为将一定细度的砂石颗粒悬浮在釉浆中并喷涂在陶瓷坯体上，在一定条件下煅烧制得具有仿砂岩效果的外墙砖。该发明的缺点为：所选砂石颜色单一，无法在外墙砖表明形成丰富的图案，因而难以模拟真实石材的表面纹理；且砂石颗粒与坯体热膨胀系数失配，在煅烧过程中容易出现二者结合不紧密甚至砂石脱落的情况。
中国发明专利CN103482903B公开了一种仿花岗岩贴片石的制备方法。其主要工艺为将带有颜色的石料粉末喷涂在离型膜上形成斑点或花纹，叠层喷涂要仿制的花岗岩基色的混合浆体，覆盖斑点或花纹形成饰面砂胶层；将玻璃纤维网平铺嵌入在饰面砂胶层内；在饰面砂胶层上叠层批刮相应颜色的混合浆体形成加强砂胶层；在喷涂有斑点或者花纹的一侧涂覆耐候保护层。该方法虽然能制备出仿花岗岩纹理的贴片石，但其工艺复杂，且所制得的仿花岗岩贴片石未经高温或高压处理，远不及天然花岗岩的强度和硬度。
中国实用新型专利CN203961195U公开了一种仿花岗岩效果的柔性饰面砖。其特点是包括有仿真层和增强层，其中所述的仿真层由透明清漆层、点状颗粒仿真层和底色层从外向内依次构成，所述的增强层中设置有增强纤维层。虽然该柔性饰面砖可以实现仿花岗岩的纹理，但其硬度和耐候性都远不及花岗岩石材，难以应用于建筑物外墙。
中国发明专利CN105294020B公开了一种仿真花岗岩板材的制备方法。其主要包括以下工艺：1)测量分析天然花岗岩；2)根据步骤1)中所分析的颜色，调成半干料备用；3)根据步骤1)中所分析的颗粒大小，制成相应的大小的半干混凝土颗粒；4)根据步骤1)中所分析的颗粒比例，将制成的半干混凝土颗粒按照相应的比例添加到低速搅拌器中，混合均匀；5)将搅拌好的物料通过给料器给入压制机，通过压制机压制成型，放在平整托板上进行保养，待保养20天以上，强度在80％以上后，把水泥板进行打磨、抛光、修边，然后包装成型即可；该仿真花岗岩板材的制备方法加工时间较短、运送成本低、制造成本低，且外型变化性不受限。但该仿真花岗岩板材主要以混凝土压制而成，其破坏强度、断裂模数、吸水率都无法满足外墙砖的标准，因而难以应用于建筑物外墙的装饰。
中国发明专利CN103497609B公开了一种仿花岗岩斑纹漆及仿花岗岩的制备方法。其所述制备方法包括刷底漆、制备斑纹片和液态多彩基料、斑纹漆复配、喷涂斑纹漆等步骤；其所述斑纹漆及制得的仿花岗岩具有如下优点：斑纹片为固体状态，稳定性好；复配好的斑纹片漆耐水性好、96h泡水无任何变化；在制备仿花岗岩时，喷涂后干燥速度较快，施工时降低天气因素影响；制备好的仿花岗岩漆无流挂、发花现象，而且具备有弹性、抗开裂等优点。但用该仿花岗岩斑纹漆制得的仿花岗岩图案耐候性差，因而难以应用于建筑物外墙的装饰，且其无法实现真实花岗岩石材表面凹凸不平的颗粒感。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种仿花岗岩斑纹、表面呈凹凸不平的颗粒感且满足外墙砖国家标准的陶瓷外墙砖。
本发明的另一目的在于提供一种简单易行、工艺稳定、可以大批量生产的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法。
本发明首先制得不同色彩、不同大小、不同形状的颜色颗粒，并按一定比例将其混合；通过加入环保添加剂实现不同颜色颗粒相互混合而不相溶；然后将混合的颜色颗粒喷涂在陶瓷外墙砖坯体上；在干燥和烧成过程中水分和有机添加物挥发或燃烧，颜色颗粒中的低熔点组分在高温下熔融铺展，使得不同颜色颗粒的边缘自然熔合，在瓷砖上留下大小不一、形状不同、凹凸不平的无机物颜色颗粒点，从而制得了仿花岗岩斑纹、表面呈凹凸不平的颗粒感的陶瓷外墙砖。该外墙砖满足陶瓷外墙砖国家标准，可广泛应用在各类建筑物外墙上。本发明不仅有助于减少建筑行业对真实花岗岩石材的过度开采使用，还能为消费者提供一种逼真的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖，满足消费者对花岗岩装饰效果的需求。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
1)原料混合：按质量份数计，取钙长石粉5～15份，透明釉粉30～40份，水40～60份，陶瓷色料0.1～5份，锆石粉0.05～0.2份，混合，球磨至粒径为0.2～5μm，得到颜色颗粒混合物；
2)制备凝胶状颜色浆料：按质量份数计，在颜色颗粒混合物中加入防腐剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～0.5份，增稠剂2～5份，混合并搅拌均匀得到初级颜色浆料；然后在初级颜色浆料中加入保护胶2～5份，促凝剂0.1～0.5份，混合并搅拌均匀得到凝胶状颜色浆料；所述的保护胶为胶性硅酸镁铝和胶性硅酸镁锂中的一种；所述的促凝剂为工业明胶、海藻胶和透明硅胶中的一种；
3)造粒：采用过筛、机械切割或机械搅拌方式将凝胶状颜色浆料分割成不同大小、不同形状的凝胶状颜色颗粒，然后将凝胶状颜色颗粒加入悬浮剂溶液中并混合均匀，得到凝胶状颜色颗粒悬浮浆；所述凝胶状颜色颗粒的粒径为1～15mm；
4)颗粒悬浮浆混合：至少更换一次步骤1)的陶瓷色料，然后重复步骤1)的工艺，得到不同于步骤1)颜色的颜色颗粒混合物；再依次重复步骤2)和步骤3)的工艺，得到不同色彩的凝胶状颜色颗粒悬浮浆；将不同色彩的凝胶状颜色颗粒悬浮浆混合，得到混合且不相溶的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆；
5)喷浆：将步骤4)所得的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆喷淋在陶瓷外墙砖坯体表面；
6)干燥：将步骤5)喷淋过多彩凝胶状颜色颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体干燥；
7)烧成：将步骤6)干燥过的陶瓷外墙砖坯体入窑烧成，控制烧成温度为1100～1250℃，烧成时间为15～40分钟，得到仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖。
为更好的实现本发明目的，优选地，步骤1)中所述陶瓷色料为普通釉用色料，包括氧化锌、二氧化钛、钴黑、氧化铁红、包裹镨黄、镨黄、氧化铁棕、铁铬锰锌棕、铁铬棕、锑锡灰、钴灰和锆灰色料中的一种或多种。
优选地，步骤2)中所述的防腐剂为卡松、布罗波尔和二溴氰基乙酰胺中的一种；所述的消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性硅消泡剂和聚硅氧烷消泡剂中的一种；所述的增稠剂为羧甲基纤维素(CMC)，羟乙基纤维素(HEC)，羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羧甲基淀粉钠(CMS)中的一种。
优选地，步骤3)中所述的凝胶状颜色颗粒的形状包括规则和不规则形状。
优选地，步骤3)中所述的悬浮剂为羧甲基纤维素(CMC)、海藻酸钠、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸钠和膨润土中的一种或多种。
优选地，步骤5)中所述的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆在陶瓷外墙砖坯体表面的喷淋量为150～800g/m2。
优选地，步骤5)中所述陶瓷外墙砖坯体的上表面平整或预压有凹凸不平的纹理。
优选地，步骤6)中所述的干燥是在80～300℃下干燥10～60分钟。
一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖，由上述制备方法制得；所述仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖由底坯层和面釉层紧密结合构成；其中所述底坯层厚度为3～10mm，所述面釉层厚度为0.2～2mm；所述面釉层由不同大小、不同形状的颜色颗粒点密排熔合而成；呈现凹凸不平的花岗岩斑纹效果。
优选地，所述陶瓷外墙砖的破坏强度≥1100N，断裂模数≥30MPa，吸水率为0.5～3％，满足陶瓷外墙砖国家标准。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1)本发明提供了一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖，该外墙砖不仅满足陶瓷外墙砖的国家标准，且表面具有逼真的花岗岩斑纹以及真实花岗岩石材的颗粒感，提升了外墙砖的装饰效果。
2)本发明可通过调整颜色颗粒的大小、形状以及不同颜色颗粒的配比，在陶瓷砖上实现不同的图案纹理，拓宽了陶瓷砖的装饰效果。
3)本发明提供了一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，该方法简单易行、工艺稳定、绿色环保、生产成本低。
4)本发明有助于减少真实花岗岩石材的使用，减少对石材资源的过度开发。
5)本发明提供的一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖及其制备方法可为其它陶瓷砖或外墙砖的研发提供思路和经验。
附图说明
图1为实施例1制得的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆实物照片；
图2为喷淋过多彩凝胶状颜色颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体表面示意图；
图3为实施例1制得的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖实物照片；
图4为本发明实施例1制得的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖截面示意图。
图中示出：底坯层1、面釉层2和颜色颗粒点3。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下结合附图和实施例对本发明进一步阐述，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例描述的范围。
实施例1
一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)制备白色颗粒悬浮浆
a)白色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉40份，水40份，氧化锌色料0.1份，锆石粉0.2份，将上述原料混合并球磨3h至中位径为0.69μm，得到白色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量百分比计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状白色浆料：以质量份数计，在白色颗粒原料混合物中加入上海桑迪SD818-II
防腐剂0.1份，大田化学PA-311消泡剂0.1份，CMC增稠剂2份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的白色浆料；然后在白色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶2份，海藻胶促凝剂0.1份，搅拌1h得到凝胶状白色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状白色浆料均分为3份，取1份凝胶状白色浆料过4目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成较大粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；再取1份凝胶状白色浆料过20目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成中等粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状白色浆料过40目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成较小粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；从而得到3种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒。然后将该3种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒一起加入质量分数为5wt％的PVA溶液中并在150转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状白色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状白色颗粒和PVA溶液的质量比为1：1.25。在该搅拌条件下，既能保证3种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒混合均匀，又能防止因搅拌速度过大或搅拌力度过大导致凝胶状白色颗粒被搅碎。
(2)制备棕色颗粒悬浮浆
a)棕色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉40份，水40份，铁铬锰锌棕色料0.2份，锆石粉0.2份，将上述物质混合并球磨2h至中位径为1.21μm，得到棕色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状棕色浆料：以质量份数计，在棕色颗粒原料混合物中加入上海桑迪SD818-II防腐剂0.1份，大田化学PA-311消泡剂0.1份，CMC增稠剂2份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的棕色浆料；然后在棕色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶2份，海藻胶促凝剂0.1份，搅拌1h得到凝胶状棕色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状棕色浆料均分为4份，取1份凝胶状棕色浆料过4目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状棕色浆料切割成较大粒径的凝胶状棕色颗粒，筛余量为零；再取2份凝胶状棕色浆料过12目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状棕色浆料切割成中等粒径的凝胶状棕色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状棕色浆料过20目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状棕色浆料切割成较小粒径的凝胶状棕色颗粒，筛余量为零；从而得到3种不同粒度分布的凝胶状棕色颗粒。然后将该3种不同粒度分布的凝胶状棕色颗粒一起加入质量分数为5wt％的PVA溶液中并在150转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状棕色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状棕色颗粒和PVA溶液的质量比为1：1.25。
(3)制备黑色颗粒悬浮浆
a)黑色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉40份，水40份，钴黑色料5份，锆石粉0.2份，将上述物质混合并球磨4h至中位径为0.45μm，得到黑色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状黑色浆料：以质量份数计，在黑色颗粒原料混合物中加入上海桑迪SD818-II防腐剂0.1份，大田化学PA-311消泡剂0.1份，CMC增稠剂2份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的黑色浆料；然后在黑色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶2份，海藻胶促凝剂0.1份，搅拌1h得到凝胶状黑色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状黑色浆料均分为5份，取1份凝胶状黑色浆料过4目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成较大粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；再取3份凝胶状黑色浆料过8目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成中等粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状黑色浆料过120目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成较小粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；从而得到3种不同粒度分布的凝胶状黑色颗粒。然后将该3种不同粒度分布的凝胶状黑色颗粒一起加入质量分数为5wt％的PVA溶液中并在150转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状黑色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状黑色颗粒和PVA溶液的质量比为1：1.25。
(4)颗粒悬浮浆混合：将上述步骤(1)、(2)和(3)所制备的白色、棕色、黑色凝胶状色彩颗粒悬浮浆按重量比1：1.5：1.25混合并在100转/分钟条件下搅拌10分钟得到多彩凝胶状颗粒混合浆。图1为实施例1制得的多彩凝胶状颗粒混合浆实物照片，该多彩凝胶状颗粒混合浆中的凝胶状色彩颗粒粒径介于1～15mm，主要呈现不规则形状，且凝胶状颗粒混合后互不相溶，可保证烧成过程中在陶瓷外墙砖面釉层上形成不同大小、不同形状的颜色颗粒点。
(5)喷浆：将步骤(4)所制备的多彩凝胶状颗粒混合浆喷淋在表面平整的陶瓷外墙砖坯体表面，该外墙砖坯体厚度为10mm，喷淋量为780g/m2。图2所示为实施例1喷淋过多彩凝胶状颜色颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体表面示意图。从图2可以看出，不同大小、不同形状的凝胶状颜色颗粒均匀分布在陶瓷外墙砖坯体表面，多彩凝胶状颜色颗粒在喷淋过程中没有遭到破坏，且在该喷淋量下坯体表面的多彩凝胶状颜色颗粒密度适中，有助于呈现更加自然逼真的花岗岩斑纹效果。
(6)干燥：将步骤(5)喷淋过多彩凝胶状颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体在300℃下干燥10分钟。混合浆及陶瓷坯体中的大部分水和部分有机添加物在干燥过程中挥发并经气体处理装置过滤，不对空气造成污染。
(7)烧成：将步骤(6)干燥过的陶瓷外墙砖坯体入辊道窑烧成，烧成温度为1100℃，烧成时间为40分钟，得到仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖。图3所示是实施例1制得的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖实物照片。从图3可以看出，该陶瓷外墙砖表面由不同色彩、不同大小、不同形状的颜色颗粒点密排熔合而成，呈现出凹凸不平的花岗岩斑纹效果。在高温烧成过程中，颜色颗粒中的钙长石、透明釉组分熔融并在陶瓷外墙砖坯体上铺展，使得各颜色颗粒点的边缘自然熔合，而颜色颗粒中的陶瓷色料组分具备较强的耐高温能力，经高温烧成后其呈色不会变化，从而在烧成后的陶瓷外墙砖表面形成逼真的花岗岩斑纹效果。
在烧成过程中残留的有机物燃烧形成二氧化碳和氮氧化物，尾气经气体处理装置过滤，不对空气造成污染；不同色彩的无机物颜色颗粒点铺展且边缘互相熔合，坯体和面釉层紧密结合并致密化。该仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的底坯层1在致密化后厚度变为9.4mm，面釉层2的厚度为1.9mm。面釉层2由不同大小、不同形状的颜色颗粒点3密排熔合而成，呈现凹凸不平的花岗岩斑纹效果，如图4所示。与中国发明专利CN102417343B相比，本发明制备的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的表面颜色颗粒点的色彩、大小、形状都可调控，且各颜色颗粒点的边缘自然熔合，从而呈现出更加自然逼真的花岗岩斑纹效果；与中国发明专利CN103497609B相比，本发明制备的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的表面呈现凹凸不平的效果，更接近天然花岗岩的真实触感，且该仿花岗岩斑纹的效果由无机原料经高温煅烧后实现，因而耐候性、耐酸碱性都大大提高。
按照国家标准GB/T 4100-2015《陶瓷砖附录H(规范性附录)干压陶瓷砖(0.5％＜E≤3％BIb类)》测得的该仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的破坏强度为1193N，断裂模数为35.5MPa，吸水率为3％，明显高于GB/T 4100-2015对破坏强度≥1100N、断裂模数≥30MPa的要求。与中国发明专利CN103482903B、CN105294020B，以及中国实用新型专利CN203961195U相比，本实施例制得的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖采用普通陶瓷原料制成，产品原料价格低廉，制备工艺简单易行；同时本发明制得的陶瓷外墙砖经高温烧结而成，在高温烧成过程中，气孔排除，样品致密度大大提高，使得该陶瓷外墙砖的结构性能远高于采用上述背景技术中现有专利技术提供的方法所制得的产品，因而可广泛应用在各类建筑物外墙上。
实施例2
一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，包含以下步骤：
(1).制备白色颗粒悬浮浆
a)白色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉15份，透明釉粉30份，水45份，二氧化钛色料1份，锆石粉0.05份，将上述物质混合并球磨0.5h至中位径为5.0μm，得到白色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状白色浆料：以质量份数计，在白色颗粒原料混合物中加入陶氏DOWICIL QK-20防腐剂0.3份，中联邦B-315消泡剂0.3份，CMS增稠剂3份，混合并在1500转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的白色浆料；然后在白色浆料中加入胶性硅酸镁锂保护胶2份，透明硅胶促凝剂0.3份，搅拌1h得到凝胶状白色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状白色浆料均分为3份，取2份凝胶状白色浆料过12目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成较大粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状白色浆料过80目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成较小粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；从而得到2种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒。然后将该2种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒一起加入质量分数为0.5wt％的聚丙烯酸钠溶液中并在200转/分钟条件下搅拌8分钟，得到凝胶状白色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状白色颗粒和聚丙烯酸钠溶液的质量比为1：1.3。
(2).制备灰色颗粒悬浮浆
a)灰色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉15份，透明釉粉30份，水45份，钴灰色料5份，锆石粉0.05份，将上述物质混合并球磨6h至中位径为0.21μm，得到灰色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状灰色浆料：以质量份数计，在灰色颗粒原料混合物中加入陶氏DOWICIL QK-20防腐剂0.3份，中联邦B-315消泡剂0.3份，CMS增稠剂3份，混合并在1500转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的灰色浆料；然后在灰色浆料中加入胶性硅酸镁锂保护胶2份，透明硅胶促凝剂0.3份，搅拌1h得到凝胶状灰色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状灰色浆料均分为3份，取1份凝胶状灰色浆料过4目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状灰色浆料切割成较大粒径的凝胶状灰色颗粒，筛余量为零；再取1份凝胶状灰色浆料过8目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状灰色浆料切割成中等粒径的凝胶状灰色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状灰色浆料过16目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状灰色浆料切割成较小粒径的凝胶状灰色颗粒，筛余量为零；从而得到3种不同粒度分布的凝胶状灰色颗粒。然后将该3种不同粒度分布的凝胶状灰色颗粒一起加入质量分数为0.5wt％的聚丙烯酸钠溶液中并在200转/分钟条件下搅拌8分钟，得到凝胶状灰色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状灰色颗粒和聚丙烯酸钠溶液的质量比为1：1.3。
(3)制备棕色颗粒悬浮浆
a)棕色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉15份，透明釉粉30份，水45份，氧化铁棕色料0.1份，锆石粉0.05份，将上述物质混合并球磨1.2h至中位径为1.64μm，得到棕色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状棕色浆料：以质量份数计，在棕色颗粒原料混合物中加入陶氏DOWICIL QK-20防腐剂0.3份，中联邦B-315消泡剂0.3份，CMS增稠剂3份，混合并在1500转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的棕色浆料；然后在棕色浆料中加入胶性硅酸镁锂保护胶2份，透明硅胶促凝剂0.3份，搅拌1h得到凝胶状棕色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状棕色浆料均分为5份，取4份凝胶状棕色浆料过4目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状棕色浆料切割成较大粒径的凝胶状棕色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状棕色浆料过20目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状棕色浆料切割成较小粒径的凝胶状棕色颗粒，筛余量为零；从而得到2种不同粒度分布的凝胶状棕色颗粒。然后将该2种不同粒度分布的凝胶状棕色颗粒一起加入质量分数为0.5wt％的聚丙烯酸钠溶液中并在200转/分钟条件下搅拌8分钟，得到凝胶状棕色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状棕色颗粒和聚丙烯酸钠溶液的质量比为1：1.3。
(4)制备黑色颗粒悬浮浆
a)黑色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉15份，透明釉粉30份，水45份，钴黑色料2份，锆石粉0.05份，将上述物质混合并球磨1h至中位径为2.16μm，得到黑色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状黑色浆料：以质量份数计，在棕色颗粒原料混合物中加入陶氏DOWICIL QK-20防腐剂0.3份，中联邦B-315消泡剂0.3份，CMS增稠剂3份，混合并在1500转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的黑色浆料；然后在黑色浆料中加入胶性硅酸镁锂保护胶2份，透明硅胶促凝剂0.3份，搅拌1h得到凝胶状黑色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状黑色浆料均分为3份，取1份凝胶状黑色浆料过8目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成较大粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；剩余的2份凝胶状黑色浆料过20目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成较小粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；从而得到2种不同粒度分布的凝胶状黑色颗粒。然后将该2种不同粒度分布的凝胶状黑色颗粒一起加入质量分数为0.5wt％的聚丙烯酸钠溶液中并在200转/分钟条件下搅拌8分钟，得到凝胶状黑色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状黑色颗粒和聚丙烯酸钠溶液的质量比为1：1.3。
(5)颗粒悬浮浆混合：将上述步骤所制备的白色、灰色、棕色、黑色凝胶状色彩颗粒悬浮浆按重量比0.6：0.5：1：0.3混合并在80转/分钟条件下搅拌15分钟得到多彩凝胶状颗粒混合浆。
(6)喷浆：将步骤(5)所制备的多彩凝胶状颗粒混合浆喷淋在预压有凹凸不平纹理的陶瓷外墙砖坯体表面，该外墙砖坯体厚度为3.5mm，喷淋量为150g/m2。
(7)干燥：将步骤(6)喷淋过多彩凝胶状颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体在80℃下干燥60分钟。
(8)烧成：将步骤(7)干燥过的陶瓷外墙砖坯体入辊道窑烧成，烧成温度为1250℃，烧成时间为15分钟，得到仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖。该仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的底坯层在致密化后厚度变为3.2mm，面釉层厚度为0.2mm。按照与实施例1同样的国家标准测得的该仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的破坏强度为1152N，断裂模数为39.7MPa，吸水率为0.9％。
实施例3
一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，包含以下步骤：
(1)制备白色颗粒悬浮浆
a)白色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉30份，水60份，氧化锌色料0.1份，锆石粉0.1份，将上述物质混合并球磨2h至中位径为1.17μm，得到白色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状白色浆料：以质量份数计，在白色颗粒原料混合物中加入德蓝化工DL-T201防腐剂0.5份，德国毕克BYK-088消泡剂0.5份，HEC增稠剂5份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的白色浆料；然后在白色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶5份，透明硅胶促凝剂0.5份，搅拌1h得到凝胶状白色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状白色浆料均分为3份，取2份凝胶状白色浆料过6目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成较大粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状白色浆料过10目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状白色浆料切割成较小粒径的凝胶状白色颗粒，筛余量为零；从而得到2种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒。然后将该2种不同粒度分布的凝胶状白色颗粒一起加入质量分数为2wt％的CMC溶液中并在200转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状白色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状白色颗粒和CMC溶液的质量比为1：1.2。
(2)制备灰色颗粒悬浮浆
a)灰色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉30份，水60份，锆灰色料2份，锆石粉0.1份，将上述物质混合并球磨1h至中位径为2.06μm，得到灰色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状灰色浆料：以质量份数计，在灰色颗粒原料混合物中加入德蓝化工DL-T201防腐剂0.5份，德国毕克BYK-088消泡剂0.5份，HEC增稠剂5份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的灰色浆料；然后在灰色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶5份，透明硅胶促凝剂0.5份，搅拌1h得到凝胶状灰色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状灰色浆料均分为3份，取1份凝胶状灰色浆料过4目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状灰色浆料切割成较大粒径的凝胶状灰色颗粒，筛余量为零；再取1份凝胶状灰色浆料过8目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状灰色浆料切割成中等粒径的凝胶状灰色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状灰色浆料过16目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状灰色浆料切割成较小粒径的凝胶状灰色颗粒，筛余量为零；从而得到3种不同粒度分布的凝胶状灰色颗粒。然后将该3种不同粒度分布的凝胶状灰色颗粒一起加入质量分数为2wt％的CMC溶液中并在200转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状灰色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状灰色颗粒和CMC溶液的质量比为1：1.2。
(3)制备黑色颗粒悬浮浆
a)黑色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉30份，水60份，钴黑色料1份，锆石粉0.1份，将上述物质混合并球磨0.5h至中位径为4.87μm，得到黑色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状黑色浆料：以质量份数计，在黑色颗粒原料混合物中加入德蓝化工DL-T201防腐剂0.5份，德国毕克BYK-088消泡剂0.5份，HEC增稠剂5份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的黑色浆料；然后在黑色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶5份，透明硅胶促凝剂0.5份，搅拌1h得到凝胶状黑色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状黑色浆料均分为3份，取1份凝胶状黑色浆料过8目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成较大粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；再取1份凝胶状黑色浆料过20目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成中等粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；剩余的1份凝胶状黑色浆料过40目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状黑色浆料切割成较小粒径的凝胶状黑色颗粒，筛余量为零；从而得到3种不同粒度分布的凝胶状黑色颗粒。然后将该3种不同粒度分布的凝胶状黑色颗粒一起加入质量分数为2wt％的CMC溶液中并在200转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状黑色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状黑色颗粒和CMC溶液的质量比为1：1.2。
(4)制备黄色颗粒悬浮浆
a)黄色颗粒原料混合：以质量份数计，取钙长石粉5份，透明釉粉30份，水60份，镨黄色料0.5份，锆石粉0.1份，将上述物质混合并球磨1h至中位径为2.42μm，得到黄色颗粒原料混合物；球磨时，磨球与该步骤a)原料的重量之比为3:1，并以原料质量分数计，加入0.25wt％的三乙醇胺作为助磨剂；
b)制备凝胶状黄色浆料：以质量份数计，在黄色颗粒原料混合物中加入德蓝化工DL-T201防腐剂0.5份，德国毕克BYK-088消泡剂0.5份，HEC增稠剂5份，混合并在2000转/分钟条件下搅拌2h得到混合均匀的黄色浆料；然后在黄色浆料中加入胶性硅酸镁铝保护胶5份，透明硅胶促凝剂0.5份，搅拌1h得到凝胶状黄色浆料；
c)造粒：按质量份数计，将凝胶状黄色浆料均分为3份，取1份凝胶状黄色浆料过16目筛，通过抖动或振动筛子并利用筛网的切割作用将该凝胶状黄色浆料切割成较大粒径的凝胶状黄色颗粒，筛余量为零；剩余的2份凝胶状黄色浆料过30目筛，利用筛网的切割作用将该凝胶状黄色浆料切割成较小粒径的凝胶状黄色颗粒，筛余量为零；从而得到2种不同粒度分布的凝胶状黄色颗粒。然后将该2种不同粒度分布的凝胶状黄色颗粒一起加入质量分数为2wt％的CMC溶液中并在200转/分钟条件下搅拌10分钟，得到凝胶状黄色颗粒悬浮浆；其中所述凝胶状黄色颗粒和CMC溶液的质量比为1：1.2。
(5)颗粒悬浮浆混合：将上述步骤所制备的白色、灰色、黑色、黄色凝胶状色彩颗粒悬浮浆按重量比1：1：0.5：0.2混合并在120转/分钟条件下搅拌8分钟得到多彩凝胶状颗粒混合浆。
(6)喷浆：将步骤(5)所制备的多彩凝胶状颗粒混合浆喷淋在预压有凹凸不平纹理的陶瓷外墙砖坯体表面，该外墙砖坯体厚度为7.6mm，喷淋量为420g/m2。
(7)干燥：将步骤(6)喷淋过多彩凝胶状颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体在300℃下干燥10分钟。
(8)烧成：将步骤(7)干燥过的陶瓷外墙砖坯体入辊道窑烧成，烧成温度为1250℃，烧成时间为35分钟，得到仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖。该仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的底坯层在致密化后厚度变为7.2mm，面釉层厚度为0.9mm；按照与实施例1同样的国家标准测得的该仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的破坏强度为1230N，断裂模数为43.4MPa，吸水率为0.6％，显著高于GB/T 4100-2015对破坏强度≥1100N、断裂模数≥30MPa的要求。
以上结合附图和具体实施例对本发明进行了描述，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，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，这些方式都落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
1)原料混合：按质量份数计，取钙长石粉5～15份，透明釉粉30～40份，水40～60份，陶瓷色料0.1～5份，锆石粉0.05～0.2份，混合，球磨至粒径为0.2～5μm，得到颜色颗粒混合物；
2)制备凝胶状颜色浆料：按质量份数计，在颜色颗粒混合物中加入防腐剂0.1～0.5份，消泡剂0.1～0.5份，增稠剂2～5份，混合并搅拌均匀得到初级颜色浆料；然后在初级颜色浆料中加入保护胶2～5份，促凝剂0.1～0.5份，混合并搅拌均匀得到凝胶状颜色浆料；所述的保护胶为胶性硅酸镁铝和胶性硅酸镁锂中的一种；所述的促凝剂为工业明胶、海藻胶和透明硅胶中的一种；
3)造粒：采用过筛、机械切割或机械搅拌方式将凝胶状颜色浆料分割成不同大小、不同形状的凝胶状颜色颗粒，然后将凝胶状颜色颗粒加入悬浮剂溶液中并混合均匀，得到凝胶状颜色颗粒悬浮浆；所述凝胶状颜色颗粒的粒径为1～15mm；
4)颗粒悬浮浆混合：至少更换一次步骤1)的陶瓷色料，然后重复步骤1)的工艺，得到不同于步骤1)颜色的颜色颗粒混合物；再依次重复步骤2)和步骤3)的工艺，得到不同色彩的凝胶状颜色颗粒悬浮浆；将不同色彩的凝胶状颜色颗粒悬浮浆混合，得到混合且不相溶的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆；
5)喷浆：将步骤4)所得的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆喷淋在陶瓷外墙砖坯体表面；
6)干燥：将步骤5)喷淋过多彩凝胶状颜色颗粒混合浆的陶瓷外墙砖坯体干燥；
7)烧成：将步骤6)干燥过的陶瓷外墙砖坯体入窑烧成，控制烧成温度为1100～1250℃，烧成时间为15～40分钟，得到仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖。
2.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述陶瓷色料为普通釉用色料，包括氧化锌、二氧化钛、钴黑、氧化铁红、包裹镨黄、镨黄、氧化铁棕、铁铬锰锌棕、铁铬棕、锑锡灰、钴灰和锆灰色料中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的防腐剂为卡松、布罗波尔和二溴氰基乙酰胺中的一种；所述的消泡剂为聚醚类消泡剂、有机硅消泡剂、聚醚改性硅消泡剂和聚硅氧烷消泡剂中的一种；所述的增稠剂为羧甲基纤维素，羟乙基纤维素，羟丙基甲基纤维素和羧甲基淀粉钠中的一种。
4.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的凝胶状颜色颗粒的形状包括规则和不规则形状。
5.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的悬浮剂为羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠和膨润土中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述的多彩凝胶状颜色颗粒混合浆在陶瓷外墙砖坯体表面的喷淋量为150～800g/m2。
7.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述陶瓷外墙砖坯体的上表面平整或预压有凹凸不平的纹理。
8.根据权利要求1所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于，步骤6)中所述的干燥是在80～300℃下干燥10～60分钟。
9.一种仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖，其特征在于，其由权利要求1-8任一项所述制备方法制得；所述仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖由底坯层和面釉层紧密结合构成；其中所述底坯层厚度为3～10mm，所述面釉层厚度为0.2～2mm；所述面釉层由不同大小、不同形状的颜色颗粒点密排熔合而成；呈现凹凸不平的花岗岩斑纹效果。
10.根据权利要求9所述的仿花岗岩斑纹的陶瓷外墙砖，其特征在于，所述陶瓷外墙砖的破坏强度≥1100N，断裂模数≥30MPa，吸水率为0.5～3％。
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