CN110228323A - 一种钛瓷珐琅装饰板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛瓷珐琅装饰板，包括：钢板基材、瓷釉层、钛瓷涂层和背衬材料。其通过以下方法制备：(1)将瓷釉干粉通过静电干法或湿法工艺披覆于钢板基材上，高温烧成，得到珐琅板；(2)将钛瓷原浆料通过喷枪均匀地喷涂在珐琅板的瓷釉层上，低温固化，得到钛瓷珐琅板。该产品不仅具有基础珐琅固有的特性和优点，还具有钛瓷材料所拥有的丰富色彩、固化温度低、不易爆瓷等特点，同时在制作工艺上相较传统的彩色珐琅板烧成温度大大降低，节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及装饰材料技术领域，更具体的说是涉及一种钛瓷珐琅装饰板及其制备方法。
背景技术
目前，随着我国建筑装饰珐琅工业的不断发展，建筑装饰珐琅板已经可以在很多公共场合如地铁、隧道、公交站亭、公共设施等外墙装饰上看到它的身影。传统的珐琅装饰板虽然有很多优点，但是脆性较大、破损处钢板易生锈、色彩不够丰富、珐琅成色温度高等缺点却一直存在。而随着科学技术的不断革新，各种新式材料也随着市场的需求不断被科研工作者们开发出来。特别是在建筑涂料等行业发展更是日新月异，各种优异性能的新式材料层出不穷，石墨烯钛瓷材料就是其中的一种，它是一种具有石墨烯和陶瓷特性的无毒、半永久性无极涂覆新材料，具有固化温度低、颜色多彩绚丽、不易爆瓷等特点，但是单纯的钛瓷还存在包覆性差、瓷层厚度低、密着差等缺陷。
因此，开发出一种色彩丰富、固化温度低、不易爆瓷的钛瓷珐琅装饰板是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种钛瓷珐琅装饰板及其制备方法，该产品不仅具有基础珐琅固有特性和优点，还具有钛瓷材料所拥有的丰富色彩、固化温度低、不易爆瓷等特点，同时在制作工艺上相较传统的彩色珐琅板烧成温度大大降低，节约了能源。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
钛瓷珐琅装饰板，包括：钢板基材、瓷釉层、钛瓷涂层和背衬材料；
瓷釉层涂覆于钢板基材上；
钛瓷涂层喷涂于瓷釉层上远离钢板基材的一侧；
背衬材料压接于钢板基材上远离瓷釉层的一侧。
本发明的有益效果在于：本发明钛瓷珐琅装饰板将珐琅与钛瓷优点相结合，使得钛瓷珐琅装饰板既具有珐琅良好的密着、包裹性、质感，和耐腐蚀、易清洁、耐候性好等优良的理化性能，同时又拥有钛瓷多彩绚丽的颜色、低温固化、不易爆瓷等各种性能，也将进一步符合市场对新式材料的需求。
进一步，上述钢板基材为1.0-2.0mm厚珐琅低碳钢材；
优选地，珐琅低碳钢材的化学成分为：碳≤0.008，锰≤0.40，磷≤0.020，硫≤0.030，硅≤0.030，屈服强度：130-210N/mm2，抗拉强度：270-350N/mm2，断裂延伸率>40％。
采用上述进一步的有益效果在于，该钢板基材含碳量低、杂质少、柔韧性好，适合珐琅装饰板的生产。
进一步，上述瓷釉层的厚度为100-200μm；珐琅瓷釉颜色易以白色为主。
采用上述进一步的有益效果在于，便于钛瓷层涂料呈色。
进一步，上述钛瓷涂层的厚度为40-80μm；钛瓷的色彩可通过自主调色实现多种丰富的颜色。
进一步，上述背衬材料为铝蜂窝、硅酸钙板、竹木纤维集成板或PVC复合板中的任意一种。
上述钛瓷珐琅装饰板的制备方法为：首先钣金车间对钢板基材进行折弯成型，再通过珐琅釉料对钢板基材进行披覆形成珐琅层，然后在珐琅层的基础上采用低温固化的方式将多彩的钛瓷与珐琅层进行结合，最后通过背衬材料、压接成型等工序得到钛瓷珐琅装饰板。
具体包括以下步骤：
(1)将瓷釉干粉通过静电干法或湿法工艺披覆于钢板基材上，高温烧成，得到珐琅板；
(2)将钛瓷原浆料通过喷枪均匀地喷涂在步骤(1)中得到的珐琅板的瓷釉层上，低温固化，得到钛瓷珐琅板。
进一步，上述步骤(1)中，瓷釉干粉为干法釉粉或湿法釉粉，干法釉粉包括干法底釉和干法钛釉，湿法釉粉包括湿法底釉和湿法钛釉。
静电干法施釉是指：釉粉在一定压力的压缩空气作用下悬浮于压缩空气中，经气力输送在通过一个高压电场时，空气中的电子撞击釉粉颗粒，使釉粉带负电；釉粉和坯体分别带负电荷和正电荷，在电荷吸引力作用下，带负电的釉粉向坯体运动,并在坯体的表面积聚，当釉粉和坯体之间的电势差等于零时，釉粉不再向坯体坯体方向运动，从而完成完成施釉过程，可以在坯体上形成0.1-1mm厚的釉层。使用静电干法施釉工艺得到的釉层颗粒堆积比较疏松，为烧成过程中气体的排除提供了大量的通道,烧后的釉面结构致密，降低了气泡、针孔等缺陷，使釉面平整光滑。
湿法施釉是指：用喷枪把釉浆施于金属板胚上，喷涂的厚度在100-200μm；枪嘴与被喷物间的距离为15-20cm；喷枪的移动速度为3-6cm/秒；枪嘴与被喷物之间的角度为90°±10°。
高温烧成为：烧成温度780-850℃，时间3.5-4.5min，烧成后瓷釉层厚度为100-200μm。
进一步，上述步骤(2)中，低温固化为：固化温度100-200℃，时间10-20min，固化后钛瓷涂层厚度为40-80μm。
进一步，上述钛瓷原浆料的主要成分为有机树脂和氧化钛等部分无机成分，组成成分主要有：纳米二氧化硅：30-50％，纳米氧化钛：10-20％，有机树脂：10-20％，石墨烯：1-5％，无水乙醇：5-15％，颜料0-5％，有机分散剂：1-5％，其中，有机树脂可以选择PU树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂中的一种或者任意几种；有机分散剂可以选择苯乙烯、无水乙醇、乙醚中的任一种。
进一步，上述步骤(2)还包括对钛瓷原浆料进行调色。颜料一般用量为钛瓷原浆料总量的0-5％，颜料的成分为有机颜料，将有机颜料加到其他原料组成的浆料中，人工搅拌均匀即可。
进一步，上述钛瓷珐琅装饰板的制备方法还包括步骤(3)：在钛瓷珐琅板的背面压接背衬材料，压接压力为1-4吨，压接时间为6-10小时，优选为8小时。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种钛瓷珐琅装饰板及其制备方法，具有以下优点：
1、本发明钛瓷与珐琅板相结合的钛瓷珐琅装饰板，既保持了珐琅材料原有的优异性能又具有钛瓷的各项优异性能；
2、钛瓷通过颜色调配，可实现比搪瓷色素更加丰富的色彩，与珐琅基材结合后解决了珐琅板色彩不够丰富的问题；
3、本发明钛瓷珐琅装饰板的钛瓷彩釉层替代了原有珐琅彩釉层需要高温烧成的难题，实现了低温(100-200℃)固化，相较传统珐琅板材料的批量生产，本发明烧成温度大大降低，节约了能源；
4、本发明钛瓷珐琅装饰板避免了单纯钛瓷涂层材料边角、刀口过薄引起生锈问题，同时也避免了单纯彩色珐琅板边角过厚引起的爆瓷；
5、本发明钛瓷珐琅装饰板未来将可广泛应用于室内外建筑、汽车、家电、轨道交通等多个领域。
附图说明
图1为本发明钛瓷珐琅装饰板的结构示意图；
图标：1-钢板基材；2-瓷釉层；3-钛瓷涂层；4-背衬材料。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
钛瓷珐琅装饰板，如图1所示，包括：钢板基材1、瓷釉层2、钛瓷涂层3和背衬材料4；瓷釉层2涂覆于钢板基材1上，钛瓷涂层3喷涂于瓷釉层2上远离钢板基材1的一侧，背衬材料4压接于钢板基材1上远离瓷釉层2的一侧。
钢板基材1为1.0-2.0mm厚的珐琅低碳钢材，化学成分为：碳≤0.008，锰≤0.40，磷≤0.020，硫≤0.030，硅≤0.030，屈服强度：130-210N/mm2，抗拉强度：270-350N/mm2，断裂延伸率>40％。该钢板基材含碳量低、杂质少、柔韧性好，适合珐琅装饰板的生产。
在本发明的一些实施例中，瓷釉层2的厚度为100-200μm，珐琅瓷釉颜色易以白色为主，便于钛瓷层涂料呈色。
在本发明的另一些实施例中，钛瓷涂层3的厚度为40-80μm，钛瓷的色彩可通过自主调色实现多种丰富的颜色。
在本发明的其他实施例中，背衬材料4为铝蜂窝、硅酸钙板、竹木纤维集成板或PVC复合板中的任意一种。
上述实施例中，钛瓷珐琅装饰板的制备方法具体包括以下步骤：
(1)钢板基材的选取：选用1.0-2.0mm厚珐琅低碳钢材，并进行前处理，得到钢板基材；
(2)瓷釉层的涂覆：将瓷釉干粉通过静电干法或湿法工艺涂覆于步骤(1)中得到的钢板基材上，然后将涂覆有瓷釉干粉的钢板基材放在温度为780-850℃的烧成炉中烧成3.5-4.5min，至瓷釉层厚度为100-200μm，得到珐琅板；
(3)钛瓷涂层的喷涂：首先对钛瓷原浆浆料进行调色，然后将调配好的钛瓷浆料通过喷枪均匀地喷涂在步骤(2)中得到的珐琅板上，然后将喷涂有钛瓷浆料的珐琅板放在温度为100-200℃的烧成炉中固化10-20min，至钛瓷涂层厚度为40-80μm，得到钛瓷珐琅板；
(4)背衬材料的压制：将步骤(3)中得到的的钛瓷珐琅板的背面及背衬材料地表面均匀地涂抹上固化胶水，两者粘合后放在平整的冷压台上启动压机压接，压接压力为1-4吨，压接时间为8小时，即得钛瓷珐琅装饰板。
实施例1
(1)钢板基材的选取：
选用1.0mm厚珐琅低碳钢材，并折弯成型，得到钢板基材；
(2)瓷釉层的涂覆：
将干法底釉和干法钛釉通过静电干法工艺涂覆于步骤(1)中得到的钢板基材上，放在温度为780℃的烧成炉中高温烧成3.5min，至瓷釉层厚度为100μm，得到珐琅板；
(3)钛瓷涂层的喷涂：
钛瓷原浆料由以下原料制成：纳米二氧化硅50％，纳米氧化钛20％，PU树脂20％，石墨烯4％，无水乙醇4％，有机分散剂1％、有机颜料1％；
将有机颜料加到浆料(纳米二氧化硅，纳米氧化钛，PU树脂，石墨烯，无水乙醇，有机分散剂)中人工搅拌均匀进行调色，实现各种多彩的颜色，然后将调配好的钛瓷浆料通过喷枪均匀地喷涂在步骤(2)中得到的珐琅板上，放在温度为100℃的烧成炉中低温固化10min，至钛瓷涂层厚度为40μm，得到钛瓷珐琅板；
(4)背衬材料的压制：
将步骤(3)中得到的的钛瓷珐琅板的背面及背衬材料地表面均匀地涂抹上固化胶水，两者粘合后放在平整的冷压台上启动压机压接，压接压力为1吨，压接时间为6小时，即得钛瓷珐琅装饰板。
实施例2
(1)钢板基材的选取：
选用2.0mm厚珐琅低碳钢材，并折弯成型，得到钢板基材；
(2)瓷釉层的涂覆：
将湿法底釉和湿法钛釉通过湿法工艺涂覆于步骤(1)中得到的钢板基材上，放在温度为850℃的烧成炉中高温烧成4.5min，至瓷釉层厚度为200μm，得到珐琅板；
(3)钛瓷涂层的喷涂：
钛瓷原浆料由以下原料制成：纳米二氧化硅30％，纳米氧化钛20％，PU树脂20％，石墨烯5％，无水乙醇15％，有机分散剂5％、有机颜料5％；
将有机颜料加到浆料(纳米二氧化硅，纳米氧化钛，PU树脂，石墨烯，无水乙醇，有机分散剂)中人工搅拌均匀进行调色，实现各种多彩的颜色，然后将调配好的钛瓷浆料通过喷枪均匀地喷涂在步骤(2)中得到的珐琅板上，放在温度为200℃的烧成炉中低温固化20min，至钛瓷涂层厚度为80μm，得到钛瓷珐琅板；
(4)背衬材料的压制：
将步骤(3)中得到的的钛瓷珐琅板的背面及背衬材料地表面均匀地涂抹上固化胶水，两者粘合后放在平整的冷压台上启动压机压接，压接压力为4吨，压接时间为10小时，即得钛瓷珐琅装饰板。
实施例3
(1)钢板基材的选取：
选用1.5mm厚珐琅低碳钢材，并折弯成型，得到钢板基材；
(2)瓷釉层的涂覆：
将干法底釉和干法钛釉通过静电干法工艺涂覆于步骤(1)中得到的钢板基材上，放在温度为800℃的烧成炉中高温烧成4min，至瓷釉层厚度为150μm，得到珐琅板；
(3)钛瓷涂层的喷涂：
钛瓷原浆料由以下原料制成：纳米二氧化硅50％，纳米氧化钛12％，PU树脂10％，石墨烯5％，无水乙醇15％，有机分散剂5％，有机颜料3％；
将有机颜料加到浆料(纳米二氧化硅，纳米氧化钛，PU树脂，石墨烯，无水乙醇，有机分散剂)中人工搅拌均匀进行调色，实现各种多彩的颜色，然后将调配好的钛瓷浆料通过喷枪均匀地喷涂在步骤(2)中得到的珐琅板上，放在温度为150℃的烧成炉中低温固化15min，至钛瓷涂层厚度为60μm，得到钛瓷珐琅板；
(4)背衬材料的压制：
将步骤(3)中得到的的钛瓷珐琅板的背面及背衬材料地表面均匀地涂抹上固化胶水，两者粘合后放在平整的冷压台上启动压机压接，压接压力为2吨，压接时间为8小时，即得钛瓷珐琅装饰板。
性能检测
各取一块实施例3制备的钛瓷珐琅装饰板和普通珐琅板，分别对其色彩丰富性、耐冲击性、包覆性、密著性和加工工艺进行检测，结果如表1所示。
表1钛瓷珐琅板和普通珐琅板性能对比参数
由表1可知，本发明钛瓷珐琅装饰板和普通珐琅板在性能方面具有以下优点：
1、颜色丰富性方面：
普通珐琅板只能做到一般的色彩，在颜色丰富性上远不如钛瓷珐琅板；而钛瓷珐琅板可以做到普通珐琅色彩达不到的颜色如紫色、桃红、亮绿等颜色。
2、板块耐冲击性方面：
普通珐琅板在100g钢球一米自由落下有明显爆瓷现象，板块有轻微变形；而钛瓷珐琅板在100g钢球一米自由落下无爆瓷现象，板面只有轻微变形。
3、板块包覆性方面：
普通珐琅板由于成分原因涂覆厚度只能40-80μm，在喷涂时边角包覆性上较差，刀口和R角都会有明显的透底；而钛瓷珐琅板通过珐琅与钛瓷结合，以包覆性更好的珐琅瓷层为底，再涂覆上钛瓷层，边角和刀口边都可以包覆的很好。
4、密著性方面：
钛瓷珐琅板和普通珐琅板的密著性均良好。
5、加工工艺：
普通珐琅板高温烤制，不能修复；而钛瓷珐琅板低温固化，易修复。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种钛瓷珐琅装饰板，其特征在于，包括：钢板基材(1)、瓷釉层(2)、钛瓷涂层(3)和背衬材料(4)；
瓷釉层(2)披覆于钢板基材(1)上；钛瓷涂层(3)涂覆于瓷釉层(2)上；背衬材料(4)压接于钢板基材(1)上远离瓷釉层(2)的一侧。
2.根据权利要求1的一种钛瓷珐琅装饰板，其特征在于，钢板基材(1)为1.0-2.0mm厚低碳钢材。
3.根据权利要求1的一种钛瓷珐琅装饰板，其特征在于，瓷釉层(2)的厚度为100-200μm；钛瓷涂层(3)的厚度为40-80μm。
4.根据权利要求1的一种钛瓷珐琅装饰板，其特征在于，背衬材料(4)为铝蜂窝、硅酸钙板、竹木纤维集成板或PVC复合板中的任意一种。
5.一种钛瓷珐琅装饰板的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将瓷釉干粉通过静电干法或湿法工艺披覆于钢板基材上，高温烧成，得到珐琅板；
(2)将钛瓷原浆料通过喷枪均匀地喷涂在步骤(1)中得到的珐琅板的瓷釉层上，低温固化，得到钛瓷珐琅板。
6.根据权利要求5的一种钛瓷珐琅装饰板的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高温烧成为：烧成温度780-850℃，时间3.5-4.5min，烧成后瓷釉层厚度为100-200μm。
7.根据权利要求5的一种钛瓷珐琅装饰板的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，低温固化为：固化温度100-200℃，时间10-20min，固化后钛瓷涂层厚度为40-80μm。
8.根据权利要求5的一种钛瓷珐琅装饰板的制备方法，其特征在于，还包括步骤(3)在钛瓷珐琅板的背面压接背衬材料，压接压力为1-4吨，压接时间为6-10小时。
9.根据权利要求6至8任一项的一种钛瓷珐琅装饰板的制备方法，其特征在于，钛瓷原浆料包括有以下重量百分数的原料：纳米二氧化硅30-50％，纳米氧化钛10-20％，有机树脂10-20％，石墨烯1-5％，无水乙醇5-15％，颜料0-5％，有机分散剂1-5％。
10.根据权利要求6至8任一项的一种钛瓷珐琅装饰板的制备方法，其特征在于，步骤(2)还包括对钛瓷原浆料进行调色。
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