CN111003939A - 一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒及其制备方法以及陶瓷抛光砖 - Google Patents

一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒及其制备方法以及陶瓷抛光砖 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，为暖色调和/或银白色颗粒，其表面包覆有涂层。此外，还公开了上述陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒的制备方法以及陶瓷抛光砖。本发明采用具有暖色调和/或银白色的颗粒，结合抛光后颗粒表面呈金属光泽，有效提高了陶瓷砖的表面装饰效果和档次，并且易与陶瓷砖颜色相匹配，极大地拓展了其装饰应用范围；同时，通过包覆在颗粒表面的涂层，能够保证陶瓷砖的强度和热稳定性，从而有效提升了陶瓷砖的质量和性能。本发明制备工艺简单、适用范围广，能够有效提升陶瓷砖产品的竞争力，对陶瓷抛光砖行业的发展具有极大的推动作用。

Description

一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒及其制备方法以及陶瓷 抛光砖
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒及其制备方法以及陶瓷抛光砖。
背景技术
随着建筑陶瓷行业的飞速发展以及需求的不断提高，对于表面具有装饰效果的陶瓷砖日益受到青睐，如何提高陶瓷砖表面装饰效果的技术也不断研发和出现。目前，现有技术通常采用的是等离子喷涂金属钛离子的方法，即通过金属钛离子与密闭设备中的氮气反应，生成黄金光泽的氮化钛，沉积在陶瓷砖表面而形成金黄色的装饰薄膜。该技术已在建筑陶瓷领域广泛应用，但仍然存在着产量低、成本高、装饰手段单一、难以连续规模化生产(或产量低)等问题。近年来，也研究开发了通过在陶瓷砖表层镶嵌金属硅、金属铬颗粒以实现表面装饰的方法，这些颗粒经抛光后呈现金属光泽，从而在陶瓷砖表面形成星星点点的装饰效果。然而，由于金属硅、金属铬颗粒是黑色的，因而大大缩小了与瓷砖的配色范围，限制了其装饰应用。此外，金属硅颗粒与陶瓷砖相容性差，容易脱落；并且，与陶瓷砖的膨胀系数相差大，容易产生微裂纹，进而导致陶瓷砖脆性增加，严重影响了陶瓷砖的品质。因此，在建筑陶瓷行业急需研发一种装饰效果好、色调好(最好是暖色调)、易与陶瓷砖颜色相匹配、并有助于提高陶瓷砖品质的装饰颗粒，以提高陶瓷产业产品装饰效果和档次，进而推动和促进陶瓷抛光砖行业的发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，在提高陶瓷砖表面装饰效果和档次的同时，保证陶瓷砖的强度和热稳定性，从而有效提升陶瓷砖的质量和性能。本发明的另一目的在于提供上述陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒的制备方法以及陶瓷抛光砖。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，为暖色调和/或银白色颗粒，其表面包覆有涂层。本发明采用具有暖色调和/或银白色的装饰颗粒，结合抛光后颗粒表面可呈现金属光泽，以提供陶瓷砖的表面装饰效果；并通过包覆在颗粒表面的涂层，以提高装饰颗粒与陶瓷之间的结合和相容性。
上述方案中，本发明所述颗粒为氮化钛陶瓷颗粒和/或金属钛颗粒和/或金属铝颗粒。
进一步地，本发明所述涂层煅烧后其化学成分由基础成分75～100wt％和添加成分0～25wt％构成；所述基础成分为Al2O3、SiO2、ZrO2、SnO2、TiO2中的一种或其组合；所述添加成分为B2O3、P2O5、Fe2O3、RO、R2O中的一种或其组合，所述RO、R2O分别为二价金属氧化物、一价金属氧化物。
上述方案中，本发明所述颗粒呈任意形体，如球体、近似球体，以及椭球体、长条状、长方体、立方体、五角星体等任意形体，其等效直径为0.2～5mm(等效直径是指与任意形体的体积相同的球体的直径)；优选地，为1.0～2.5mm。所述氮化钛陶瓷中氮化钛的含量为70～100wt％；所述金属钛中钛的含量为80～100wt％；所述金属铝中铝的含量为75～100wt％。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的上述陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氮化钛陶瓷和/或金属钛和/或金属铝加工成等效直径为0.2～5mm的任意形体颗粒；
(2)以含Al3+、Si4+、Zr4+、Sn4+、Ti4+、B3+、P5+、Fe3+、R2+、R+中的一种或其组合的水性分散体、有机浆料、或溶胶作为涂覆液，其中，所述含Al3+、Si4+、Zr4+、Sn4+、Ti4+中的一种或其组合空气中煅烧后形成的氧化物占75～100wt％，所述含B3+、P5+、Fe3+、R2+、R+中的一种或其组合空气中煅烧后形成的氧化物占0～25wt％；所述R2+、R+分别为二价金属离子、一价金属离子；所述涂覆液的浓度为5～60wt％(浓度是指涂覆液干燥和空气中煅烧后固体的重量占涂覆液总重量的百分比)；
(3)利用所述涂覆液对所述步骤(1)已加工的颗粒进行喷涂、浸涂，得到表面具有涂覆膜的颗粒；
(4)将所述表面具有涂覆膜的颗粒在60～180℃温度下烘干，即制备得到包覆有涂层的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒；或者，烘干后，再于450～600℃温度下煅烧，即制备得到包覆有涂层的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒。
进一步地，本发明所述步骤(2)中涂覆液的制备方法如下：
按照以下配比Al2O3 1～5wt％和/或ZrO2 1～5wt％、SiO2 70～75wt％、B2O3 10～13wt％、K2O 2wt％、Na2O 2wt％、CaO 3～5wt％、MgO 3～5wt％进行混合后，经熔融制成熔块；然后将所述熔块破碎，按照以下配比熔块5～60wt％、丙烯酸乳液5～10wt％、水30～85wt％、无水乙醇5～10wt％混合，经球磨至平均粒径为10～30μm和超细研磨至平均粒径为1～10μm，制成水性分散体作为涂覆液；或者，将含Si 10～39wt％的有机硅化合物，按照重量比有机硅化合物∶有机溶剂＝5～65∶35～95溶于有机溶剂中，制成有机浆料作为涂覆液；或者，以含Sn化合物为原料制备的溶胶作为涂覆液。
上述方案中，本发明所述有机硅化合物为有机硅油、有机硅橡胶、有机硅树脂；所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、120溶剂油、乙醇。
进一步地，为完全包覆颗粒以阻止高温下氧离子扩散进入该颗粒表层，同时也避免涂层太厚而导致煅烧后产生开裂或剥离现象，本发明所述涂层的厚度以0.1～400μm为宜。
上述方案中，根据物料、涂层等处理量的不同，本发明所述步骤(4)中煅烧时间为5～60min。
本发明提供的一种陶瓷抛光砖，其表层镶嵌有上述包覆有涂层的装饰颗粒，抛光后所述颗粒的抛光表面呈金属光泽。
本发明提供的上述陶瓷抛光砖的制造方法为：将所述包覆有涂层的装饰颗粒通过二次布料布于陶瓷砖生坯表层，经成形、干燥、烧成、抛光，颗粒的抛光表面呈金属光泽，即制得表层镶嵌有金属光泽颗粒的陶瓷抛光砖。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明基于暖色调的氮化钛陶瓷颗粒和/或银白色的金属钛颗粒、金属铝颗粒，陶瓷砖的表层装饰效果和产品档次明显提高。由于颗粒表面包覆了涂层，使得颗粒与陶瓷层的结合和相容性也明显提高，能够很好地保持陶瓷砖的强度和热稳定性；并且极大地减缓了氮化钛陶瓷颗粒、金属钛颗粒、金属铝颗粒的高温氧化速率，致使其暖色调金属光泽和银白色金属光泽能够保存下来。
(2)本发明装饰颗粒易与陶瓷砖颜色相匹配，并且制备工艺简单、适用范围广，能够有效提升陶瓷砖产品的竞争力，对陶瓷抛光砖行业的发展具有极大的推动作用。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例一：
1、本实施例一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，为表面包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒，其制备方法的步骤如下：
(1)将氮化钛陶瓷加工成等效直径为1mm的任意形体颗粒；
(2)按照以下配比Al2O3 5wt％、SiO2 73wt％、B2O3 10wt％、K2O 2wt％、Na2O2wt％、CaO 3wt％、MgO 5wt％进行混合后，在1600℃温度下熔融制成熔块；然后将上述熔块破碎，按照以下配比熔块25wt％、丙烯酸乳液5wt％、水60wt％、无水乙醇10wt％混合，经球磨至平均粒径为20μm后，超细研磨至平均粒径为5μm，制成浓度为25wt％的水性分散体作为涂覆液；
(3)将上述涂覆液对步骤(1)已加工的颗粒进行二次浸涂，得到表面具有涂覆膜的颗粒；
(4)将上述表面具有涂覆膜的颗粒在110℃温度下烘干后，在500℃温度下煅烧20min，即制备得到包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒，涂层厚度为100μm。
2、本实施例一种陶瓷抛光砖，其制造方法为：将上述包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒，通过二次布料布于陶瓷砖生坯表层，经成形、干燥、烧成、抛光，颗粒的抛光表面呈金属光泽，即制得表层镶嵌有金黄色金属光泽氮化钛陶瓷颗粒的陶瓷抛光砖。
实施例二：
1、本实施例一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，为表面包覆有涂层的银白色金属钛颗粒，其制备方法的步骤如下：
(1)将金属钛陶瓷加工成等效直径为2mm的任意形体颗粒；
(2)按照以下配比ZrO2 5wt％、SiO2 70wt％、B2O3 13wt％、K2O 2wt％、Na2O2wt％、CaO 5wt％、MgO 3wt％进行混合后，在1550℃温度下熔融制成熔块；然后将上述熔块破碎，按照以下配比熔块40wt％、丙烯酸乳液10wt％、水40wt％、无水乙醇10wt％混合，经球磨至平均粒径为15μm后，超细研磨至平均粒径为3μm，制成浓度为40wt％的水性分散体作为涂覆液；
(3)将上述涂覆液对步骤(1)已加工的颗粒进行浸涂，得到表面具有涂覆膜的颗粒；
(4)将上述表面具有涂覆膜的颗粒在150℃温度下烘干后，在550℃温度下煅烧15min，即制备得到包覆有涂层的银白色金属钛颗粒，涂层厚度为150μm。
2、本实施例一种陶瓷抛光砖，其制造方法为：将上述包覆有涂层的银白色金属钛颗粒，通过二次布料布于陶瓷砖生坯表层，经成形、干燥、烧成、抛光，颗粒的抛光表面呈金属光泽，即制得表层镶嵌有银白色金属光泽金属钛颗粒的陶瓷抛光砖。
实施例三：
1、本实施例一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，为表面包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒、银白色金属钛颗粒和银白色金属铝颗粒，其制备方法的步骤如下：
(1)将氮化钛陶瓷、金属钛和金属铝加工成等效直径为2mm的任意形体颗粒；
(2)将含Si 35wt％的有机硅树脂，按照重量比有机硅树脂∶甲苯＝35∶65溶于甲苯溶剂中，制成有机浆料作为涂覆液；
(3)将上述涂覆液对步骤(1)已加工的颗粒进行喷涂或浸涂，得到表面具有涂覆膜的颗粒；
(4)将上述表面具有涂覆膜的颗粒在90℃温度下烘干后，在480℃温度下煅烧25min，即制备得到包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒、银白色金属钛颗粒和银白色金属铝颗粒，涂层厚度为200μm。
2、本实施例一种陶瓷抛光砖，其制造方法为：将上述包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒、银白色金属钛颗粒和银白色金属铝颗粒，通过二次布料布于陶瓷砖生坯表层，经成形、干燥、烧成、抛光，颗粒的抛光表面呈金属光泽，即制得表层镶嵌有金黄色金属光泽氮化钛陶瓷颗粒、银白色金属光泽金属钛颗粒和银白色金属光泽金属铝颗粒的陶瓷抛光砖。
实施例四：
1、本实施例一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，为表面包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒和银白色金属钛颗粒，其制备方法的步骤如下：
(1)将氮化钛陶瓷和金属钛加工成等效直径为2mm的任意形体颗粒；
(2)将五水结晶四氯化锡17g溶于100mL水中，然后加入浓度为2mol/L的氨水于其中，生成氢氧化锡沉淀；多次用去离子水反复洗涤氢氧化锡沉淀后，加入一定量2mol/L过氧化氢和聚乙二醇3g，充分搅拌至形成浅蓝色透明溶胶作为涂覆液；
(3)将上述涂覆液对步骤(1)已加工的颗粒进行喷涂或浸涂，得到表面具有涂覆膜的颗粒；
(4)将上述表面具有涂覆膜的颗粒在120℃温度下烘干后，在560℃温度下煅烧10min，即制备得到包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒和银白色金属钛颗粒，涂层厚度为50μm。
2、本实施例一种陶瓷抛光砖，其制造方法为：将上述包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒和银白色金属钛颗粒，通过二次布料布于陶瓷砖生坯表层，经成形、干燥、烧成、抛光，颗粒的抛光表面呈金属光泽，即制得表层镶嵌有金黄色金属光泽氮化钛陶瓷颗粒和银白色金属光泽金属钛颗粒的陶瓷抛光砖。
实施例五：
本实施例一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒及其制备方法和陶瓷抛光砖，与实施例三不同之处在于：本实施例装饰颗粒的制备方法中，所述步骤(4)中将表面具有涂覆膜的颗粒在90℃温度下烘干后，即制备得到包覆有涂层的金黄色氮化钛陶瓷颗粒、银白色金属钛颗粒和银白色金属铝颗粒。

Claims (10)

1.一种陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，其特征在于：所述颗粒为暖色调和/或银白色，其表面包覆有涂层。
2.根据权利要求1所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，其特征在于：所述颗粒为氮化钛陶瓷颗粒和/或金属钛颗粒和/或金属铝颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，其特征在于：所述涂层煅烧后其化学成分由基础成分75～100wt％和添加成分0～25wt％构成；所述基础成分为Al2O3、SiO2、ZrO2、SnO2、TiO2中的一种或其组合；所述添加成分为B2O3、P2O5、Fe2O3、RO、R2O中的一种或其组合，所述RO、R2O分别为二价金属氧化物、一价金属氧化物。
4.根据权利要求1或2所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌装饰颗粒，其特征在于：所述颗粒呈任意形体，其等效直径为0.2～5mm。
5.根据权利要求2所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒，其特征在于：所述氮化钛陶瓷中氮化钛的含量为70～100wt％；所述金属钛中钛的含量为80～100wt％；所述金属铝中铝的含量为75～100wt％。
6.权利要求1-5之一所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将氮化钛陶瓷和/或金属钛和/或金属铝加工成等效直径为0.2～5mm的任意形体颗粒；
(2)以含Al3+、Si4+、Zr4+、Sn4+、Ti4+、B3+、P5+、Fe3+、R2+、R+中的一种或其组合的水性分散体、有机浆料、或溶胶作为涂覆液，其中，所述含Al3+、Si4+、Zr4+、Sn4+、Ti4+中的一种或其组合空气中煅烧后形成的氧化物占75～100wt％，所述含B3+、P5+、Fe3+、R2+、R+中的一种或其组合空气中煅烧后形成的氧化物占0～25wt％；所述R2+、R+分别为二价金属离子、一价金属离子；所述涂覆液的浓度为5～60wt％；
(3)利用所述涂覆液对所述步骤(1)已加工的颗粒进行喷涂、浸涂，得到表面具有涂覆膜的颗粒；
(4)将所述表面具有涂覆膜的颗粒在60～180℃温度下烘干，即制备得到包覆有涂层的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒；或者，烘干后，再于450～600℃温度下煅烧，即制备得到包覆有涂层的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒。
7.根据权利要求6所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中涂覆液的制备为，按照以下配比Al2O3 1～5wt％和/或ZrO2 1～5wt％、SiO2 70～75wt％、B2O3 10～13wt％、K2O 2wt％、Na2O 2wt％、CaO 3～5wt％、MgO 3～5wt％进行混合后，经熔融制成熔块；然后将所述熔块破碎，按照以下配比熔块5～60wt％、丙烯酸乳液5～10wt％、水30～85wt％、无水乙醇5～10wt％混合，经球磨至平均粒径为10～30μm和超细研磨至平均粒径为1～10μm，制成水性分散体作为涂覆液；或者，将含Si 10～39wt％的有机硅化合物，按照重量比有机硅化合物∶有机溶剂＝5～65∶35～95溶于有机溶剂中，制成有机浆料作为涂覆液；或者，以含Sn化合物为原料制备的溶胶作为涂覆液。
8.根据权利要求6所述的陶瓷抛光砖表层镶嵌用装饰颗粒的制备方法，其特征在于：所述涂层的厚度为0.1～400μm。
9.一种陶瓷抛光砖，其特征在于：所述抛光砖的表层镶嵌有权利要求1-5之一所述的包覆有涂层的装饰颗粒，抛光后所述颗粒的抛光表面呈金属光泽。
10.权利要求9所述的陶瓷抛光砖的制造方法，其特征在于：将所述包覆有涂层的装饰颗粒通过二次布料布于陶瓷砖生坯表层，经成形、干燥、烧成、抛光，颗粒的抛光表面呈金属光泽，即制得表层镶嵌有金属光泽颗粒的陶瓷抛光砖。
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