CN110963791B - 自释釉诱发剂、自释釉陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的自释釉诱发剂、自释釉陶瓷砖及其制备方法，在不对现有陶瓷砖的生产工艺做出重大改变的基础上，重点对坯体配方组成、自释釉诱发剂的配方组成及喷剂量等进行调整与优化，从而使制备的产品表面光滑细腻、呈轻微凹凸状，用WGG60‑E4光泽度计测量表面光泽度为4～8，用30倍放大镜观察产品断面均匀一致，无坯釉分界层，产品平整度好、强度高、耐污性强、表面装饰的图案纹理清晰自然、色彩鲜艳、仿石逼真，无针孔、气泡等缺陷。由于该产品不用施釉，且高温煅烧后表面完全达到了有釉陶瓷砖的使用性能和装饰性能，从而减少了传统有釉陶瓷砖釉料的加工环节，节约了资源；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。

Description

自释釉诱发剂、自释釉陶瓷砖及其制备方法

技术领域：

本发明涉及釉面砖的制备技术领域，尤其是指一种自释釉诱发剂、自释釉陶瓷砖及其制备方法。

背景技术：

传统的有釉陶瓷砖的制备均是在陶瓷坯体上再施一层釉料，经高温煅烧而成，而这层釉料是根据坯体性能要求，利用天然矿物原料及某些化工原料按比例配合，在高温作用下熔融而覆盖在坯体表面的富有光泽的玻璃质层。这层釉可以改善坯体的表面性能，提高陶瓷砖产品的使用性能，增加产品的美感，但由于传统有釉陶瓷砖的釉是一层玻璃质层，其表面硬度、耐磨度不够高，不能经久耐用。且陶瓷砖坯体与这层釉存在热膨胀差异，因此会存在后期变形，甚至釉面龟裂、脱落等缺陷。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种自释釉诱发剂、自释釉陶瓷砖及其制备方法，在不对现有陶瓷砖生产工艺做出重大改变的基础上，通过对坯体的配方组成、自释釉诱发剂的配方组成及自释釉诱发剂的喷剂量的优化，从而使陶瓷砖在不施釉的条件下经高温煅烧后能在表面自释出一层光滑细腻的表面层，且这层光滑细腻的表面层不但具有传统有釉陶瓷砖表面釉层的使用性能及装饰性能，而且在硬度、耐磨度、抗龟裂等性能比传统有釉陶瓷砖的表面釉层更优越，且不存在坯体与釉层热膨胀差异，经久耐用；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

本发明的一种自释釉陶瓷砖的制备方法，其包括以下步骤：

A、坯体的制备：

坯体的组分的重量百分比为：

SiO₂ 66.5％～69.5％，Al₂O₃ 15％～18％，CaO 1％～4％，Fe₂O₃+TiO₂ 1％～2％,MgO 1％～3％，K₂O 2％～4％，Na₂O 1％～3％,Li₂O 0.2％～0.6％，灼烧减量3％～5％；所有的组分之和为100％；

将含上述组分的粘土、陶瓷废渣、透辉石、滑石、玻璃粉、锂辉石以及外加重量百分比为1％～3％的辅助原料，再加入适量的水经球磨细碎成细度为250目筛的筛余为质量百分比为1％～3％，含质量百分比为33％～36％水分的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含质量百分比为5.5％～7.5％水分的粉料，用自动液压机压制成型，干燥窑干燥，即得坯体；

其中所述的陶瓷废渣包括陶瓷抛光砖、仿古砖和釉面砖生产过程中各工序产生的废水经处理后压榨的污泥渣；

其中所述的玻璃粉为各种废玻璃经破碎而成的粉；

其中所述的外加辅助原料包括水玻璃、五水偏硅酸钠和三聚磷酸钠；

B、自释釉诱发剂的制备：

自释釉诱发剂的重量份组分为：

水60～100份，陶瓷胶辊印油50～90份，促进剂25～35份，氧化锌1～3份，水玻璃10～30份，添加剂2～4份；

按上述自释釉诱发剂的重量份组分称取相应的水、陶瓷胶辊印油、促进剂、氧化锌、水玻璃、添加剂一起入研磨机中研磨均匀，过筛即得自释釉诱发剂；

其中所述的促进剂为硼酸、硼砂、碳酸钾、硝酸钾、碳酸钠、硝酸钠中的一种或几种混合；

其中所述的添加剂包括三聚磷酸钠和羧甲基纤维素；

C、产品的制备及烧成：

将步骤A制备得到的坯体，先喷适量的水，然后再喷施步骤B得到的自释釉诱发剂，自释釉诱发剂的喷剂量为380～560g/m²，再根据产品设计需要用丝网版或胶印辊或喷墨印花机进行印花装饰，然后经过施底浆，再进入辊道窑烧成，最高烧成温度范围为1125℃～1150℃，烧成时间范围为60～90分钟，经过磨边、分级工序，最后制得成品。

本发明的自释釉陶瓷砖的制备方法的进一步优化为：

根据前面所述的自释釉陶瓷砖的制备方法制备得到的自释釉陶瓷砖成品陶瓷砖表面光滑细腻，呈微凹凸状，用WGG60-E4光泽度计测量产品表面的光泽度为4～8，但在斜光或射灯照射下，发出强烈的金属光泽，用30倍放大镜观察产品断面，整个断面均匀一致，无坯釉分界层。

本发明还涉及一种自释釉陶瓷砖，其根据前面所述的自释釉陶瓷砖的制备方法或优化制备方法制备得到。

本发明还涉及一种自释釉诱发剂的制备方法，其包括以下制备步骤：

a.自释釉诱发剂的重量份组分为：

水60～100份，陶瓷胶辊印油50～90份，促进剂25～35份，氧化锌1～3份，水玻璃10～30份，添加剂2～4份；

其中的促进剂为硼酸、硼砂、碳酸钾、硝酸钾、碳酸钠、硝酸钠中的一种或几种混合；

其中的添加剂包括三聚磷酸钠和羧甲基纤维素；

b.按上述自释釉诱发剂的重量份组分称取相应的水、胶辊印油、促进剂、氧化锌、水玻璃、添加剂一起入研磨机中研磨均匀，过筛即得自释釉诱发剂。

本发明的自释釉诱发剂的制备方法的进一步优化为：

所述的自释釉诱发剂在自释釉陶瓷砖中的喷剂量为380～560g/m²。

本发明还涉及一种自释釉诱发剂，其根据前面所述的自释釉诱发剂的制备方法或优化制备方法制备得到。

将本发明的自释釉诱发剂添加到自释釉陶瓷砖中后，可以使制备得到的后面所述的自释釉陶瓷砖。

本发明的自释釉陶瓷砖及其制备方法，制造的陶瓷砖产品表面光滑细腻，呈微凹凸状，用WGG60-E4光泽度计测量产品表面的光泽度为4～8，但在斜光或射灯照射下，发出强烈的金属光泽，表面质量好、无针孔、气泡等缺陷，自释釉陶瓷砖产品的平整度好、强度高、耐磨度高、耐污性强、图案颜色鲜艳、纹理细腻、清晰自然、仿石逼真，用30倍放大镜观察产品断面，整个断面均匀一致，无坯釉分界层，不像传统有釉陶瓷砖一样有清晰的釉层分界面，整体艺术感强；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。

本发明的自释釉陶瓷砖及其制备方法，通过对坯体的配方组成的优化，一方面保证了坯体配方中添加了大量的陶瓷废渣及玻璃粉的湿坯强度及干燥性能，不会因压制成型后的湿坯体强度不够而造成的后续工序因机械输送所产生的烂坯及裂坯现象；另一方面又保证了陶瓷废渣在高温煅烧时因大量气体的排放，而不会造成的产品结构疏松所带来变形严重甚至发泡等缺陷。因为经本发明人研究发现陶瓷废渣中夹带有大量的碳化硅磨头屑等杂质，这些杂质烧成活性不高，在高温中会放出大量的CO₂等有害气体，这些气体会破坏坯体中的粒子粘接链，从而使砖体结构疏松、致密度差，而造成产品变形严重甚至出现发泡严重；也不会因为添加了玻璃粉而使坯体在高温中因熔融能力过强而造成软塌变形，因此配方中添加了适量的粘土、透灰石原料，粘土、透灰石原料一方面保证了产品的可塑性，确保了生坯强度，另一方面又保证了生坯的骨架，保证了产品结构；同时配方中还添加了滑石、玻璃粉、锂辉石原料，这些原料在高温中起到了熔剂的作用，能够及时将因大量气体排放时所造成的结构疏松状态重新粘接起来，从而保证了产品的致密强度；再者，滑石、玻璃粉、锂辉石、透灰石以及陶瓷废渣中的釉料成份在高温中还能够与喷在其表面的自释釉诱发剂中的促进剂与氧化锌形成如釉状的最低共熔物，使产品表面光滑细腻，保证了产品表面的使用性能及装饰性能。自释釉诱发剂的配方组成、自释釉诱发剂中促进剂的优选及喷剂量的优化，一方面保证了印花图案的清晰度和发色，另一方面，在高温中自释釉诱发剂中的促进剂、氧化锌及水玻璃能够与坯体中的成份反应，形成近似釉的最低共熔物，从而使产品表面光滑细腻，保证了产品的防污性能、使用性能及装饰性能；同时适量的喷剂量还保证了坯体表面的粉料颗粒外围与自释釉诱发剂反应，赋予这些颗粒的表面光泽及光滑度，形成了无数个凹透镜和凸透镜，从而保证了微凹凸颗粒表面对光的折射和反射双重作用，呈现强烈的金属光泽，而不会深入到坯体的内部，破坏坯体的内部结构，因为自释釉诱发剂中的促进剂均是水溶性的盐类，这些水溶性的盐类是强熔剂，如量过大，会因熔融能力过强而破坏产品结构，造成产品变形及起泡等缺陷，并会对印刷的图案造成破坏，使装饰的图案模糊，纹理不清晰等缺陷产生。

综合而言，本发明的自释釉陶瓷砖及其制备方法有如下优点：

1、由于优化了坯体的配方组成、自释釉诱发剂的配方组成、自释釉诱发剂中促进剂的优选及喷剂量的调整与优化，从而解决了用陶瓷废渣及废玻璃粉制造的自释釉陶瓷砖产品会带来的质量问题，使制备的陶瓷砖产品平整度好、强度高，表面光滑细腻，耐污性强，无针孔、气泡等缺陷，用WGG60-E4光泽度计测量表面光泽度为4～8，在斜光或射灯照射下，表面发出强烈的金属光泽，用30倍放大镜观察产品断面均匀一致，不像传统有釉陶瓷砖存在明显的坯釉分界层，再加上表面装饰的图案纹理清晰自然、色彩丰富、仿石逼真，整体艺术感强。

2、该产品不用施釉，高温煅烧后达到了传统有釉陶瓷砖的表面使用性能及装饰性能，因不用施釉，因此减少了传统有釉陶瓷砖的釉料加工工序，节约了釉料生产成本。

3、该产品表面平整度、断裂模数、抗折强度、耐磨性、耐酸碱性、耐污性、抗热震性、放射性、铅镉溶出量均达到GB/T4100-2015、GB6566-2010及HJ/T297-2006标准要求。

4、该产品采用现有的陶瓷砖生产工艺，易于实现产业化规模，并在坯体配方中使用了陶瓷废渣及废玻璃粉，使得在降低生产成本的同时又达到了节能减排的目的，同时也为陶瓷废渣、玻璃工业废渣在陶瓷砖生产中的循环利用走出了一条新路。

附图说明：

图1为制备本发明的自释釉陶瓷砖的工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1一种自释釉陶瓷砖的制备方法

一种自释釉陶瓷砖的制备方法，其包括以下步骤：

A、制备坯体：

坯体的化学组成成份如表1。

表1、坯体的化学组成成分表(重量百分比，％)

组分	SiO<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaO	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+TiO<sub>2</sub>	MgO	K<sub>2</sub>O	Na<sub>2</sub>O	Li<sub>2</sub>O	灼烧减量
										1#	66.5	15	4	1	3	4	1	0.6	4.9
2#	68	16.6	2.5	1.5	2	3	3	0.4	3
										3#	69.5	18	1	2	1	2	2	0.2	4.3
4#	67	16.5	3	1.5	2.6	2.5	2.6	0.3	4
										5#	67.5	16	2	1	3	3.5	1.5	0.5	5

制备坯体：按表1的化学组成成分选取相应比例的粘土、陶瓷废渣、透辉石、滑石、玻璃粉、锂辉石以及外加重量百分比为1％～3％的辅助原料进行配料；再加入适量的水经球磨细碎成细度为250目筛的筛余质量百分比为1％～3％，含质量百分比为33％～36％的水分的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含质量百分比为5.5％～7.5％水分的粉料，用自动液压机压制成型，干燥窑干燥，即得坯体；

其中的陶瓷废渣包括陶瓷抛光砖、仿古砖和釉面砖生产过程中各工序产生的废水经处理后压榨的污泥渣；

其中的玻璃粉为各种废玻璃经破碎而成的粉；

其中的外加辅助原料包括水玻璃、五水偏硅酸钠和三聚磷酸钠；

B、制备自释釉诱发剂：

自释釉诱发剂配方组成成分如表2：

表2、自释釉诱发剂配方组成成分表(重量份)

组分	水	陶瓷胶辊印油	促进剂	氧化锌	水玻璃	添加剂
							1#	60	90	30	3	30	2
2#	80	70	25	2	20	3
							3#	100	50	35	1	10	4
4#	70	80	28	2.5	25.5	3
							5#	90	60	32	1.5	15	2.5

制备自释釉诱发剂：按表2自释釉配方组成表称取相应的水、陶瓷胶辊印油、促进剂、氧化锌、水玻璃以及添加剂一起入研磨机中研磨均匀，过筛除铁即得自释釉诱发剂；

其中的促进剂为硼酸、硼砂、碳酸钾、硝酸钾、碳酸钠、硝酸钠中的一种或几种混合；

其中的添加剂包括三聚磷酸钠和羧甲基纤维素；

C、制备产品：

将步骤A得到的坯体，先喷适量的水清洗干净坯体表面的灰尘，然后再喷施步骤B得到的自释釉诱发剂，喷剂量为380～560g/m²，再根据需要用丝网版或胶印辊或喷墨印花机进行印花装饰，然后经过施底浆，再进入辊道窑烧成，最高烧成温度范围为1125℃～1150℃，烧成时间范围为60～90分钟，经过磨边、分级工序，最后制得自释釉陶瓷砖成品。

本发明通过上述一种自释釉陶瓷砖的制备方法，制备得到的陶瓷砖产品表面光滑细腻，呈微凹凸状，用WGG60-E4光泽度计测量表面的光泽度为4～8，在斜光或射灯照射下，发出强烈的金属光泽，产品装饰的图案纹理清晰自然、色彩鲜艳，仿石逼真，表面质量好，无针孔、气泡等缺陷，产品平整度好，耐污性强、强度高、耐磨度高，使用范围广，用30倍放大镜观察产品断面均匀一致，没有坯釉分界层，经检测产品各项指标如表3。

表3：产品质量检验结果

综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

以上所述实施例或说明书内的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本发明中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

本发明中的各种优化技术方案，除非另外说明，否则各种优化的技术方案之间可以相互进行结合。

除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。

说明书以及实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

本发明中使用各种原料、试剂、组分，除非另外说明，均为本领域内常用的相应原材料。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

Claims (6)

1.一种自释釉陶瓷砖的制备方法，其特征在于：

其包括以下步骤：

A、坯体的制备：

坯体的组分的重量百分比为：

SiO₂ 66.5％～69.5％，Al₂O₃ 15％～18％，CaO 1％～4％，Fe₂O₃+TiO₂ 1％～2％,MgO1％～3％，K₂O 2％～4％，Na₂O 1％～3％,Li₂O 0.2％～0.6％，灼烧减量3％～5％；所有的组分之和为100％；

将含上述组分的粘土、陶瓷废渣、透辉石、滑石、玻璃粉、锂辉石以及外加重量百分比为1％～3％的辅助原料，再加入适量的水经球磨细碎成细度为250目筛的筛余为质量百分比为1％～3％，含质量百分比为33％～36％水分的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含质量百分比为5.5％～7.5％水分的粉料，用自动液压机压制成型，干燥窑干燥，即得坯体；

其中所述的陶瓷废渣包括陶瓷抛光砖、仿古砖和釉面砖生产过程中各工序产生的废水经处理后压榨的污泥渣；

其中所述的玻璃粉为各种废玻璃经破碎而成的粉；

其中所述的外加辅助原料包括水玻璃、五水偏硅酸钠和三聚磷酸钠；

B、自释釉诱发剂的制备：

自释釉诱发剂的重量份组分为：

水60～100份，陶瓷胶辊印油50～90份，促进剂25～35份，氧化锌1～3份，水玻璃10～30份，添加剂2～4份；

按上述自释釉诱发剂的重量份组分称取相应的水、陶瓷胶辊印油、促进剂、氧化锌、水玻璃、添加剂一起入研磨机中研磨均匀，过筛即得自释釉诱发剂；

其中所述的促进剂为硼酸、硼砂、碳酸钾、硝酸钾、碳酸钠、硝酸钠中的一种或几种混合；

其中所述的添加剂包括三聚磷酸钠和羧甲基纤维素；

C、产品的制备及烧成：

将步骤A制备得到的坯体，先喷适量的水，然后再喷施步骤B得到的自释釉诱发剂，自释釉诱发剂的喷剂量为380～560g/m²，再根据产品设计需要用丝网版或胶印辊或喷墨印花机进行印花装饰，然后经过施底浆，再进入辊道窑烧成，最高烧成温度范围为1125℃～1150℃，烧成时间范围为60～90分钟，经过磨边、分级工序，最后制得成品。

2.根据权利要求1所述的自释釉陶瓷砖的制备方法，其特征在于：

根据所述的自释釉陶瓷砖的制备方法制备得到的自释釉陶瓷砖成品陶瓷砖表面光滑细腻，呈微凹凸状，用WGG60-E4光泽度计测量产品表面的光泽度为4～8，但在斜光或射灯照射下，发出强烈的金属光泽，用30倍放大镜观察产品断面，整个断面均匀一致，无坯釉分界层。

3.一种自释釉陶瓷砖，其特征在于：

其根据权利要求1或2所述的自释釉陶瓷砖的制备方法制备得到。

4.一种自释釉诱发剂的制备方法，其特征在于：

其包括以下制备步骤：

a.自释釉诱发剂的重量份组分为：

水60～100份，陶瓷胶辊印油50～90份，促进剂25～35份，氧化锌1～3份，水玻璃10～30份，添加剂2～4份；

其中的促进剂为硼酸、硼砂、碳酸钾、硝酸钾、碳酸钠、硝酸钠中的一种或几种混合；

其中的添加剂包括三聚磷酸钠和羧甲基纤维素；

b.按上述自释釉诱发剂的重量份组分称取相应的水、胶辊印油、促进剂、氧化锌、水玻璃、添加剂一起入研磨机中研磨均匀，过筛即得自释釉诱发剂。

5.根据权利要求4所述的自释釉诱发剂的制备方法，其特征在于：

所述的自释釉诱发剂在自释釉陶瓷砖中的喷剂量为380～560g/m²。

6.一种自释釉诱发剂，其特征在于：

其根据权利要求4或5所述的自释釉诱发剂的制备方法制备得到。

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