CN111018483A - 一种超白透光、生态健康的陶瓷大板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超白透光、生态健康的陶瓷大板及其制备方法。所述超白透光、生态健康的陶瓷大板的制备方法，包括以下步骤：（1）将坯体粉料压制成坯体；（2）在步骤（1）得到的坯体表面喷墨打印；（3）在喷墨打印后的坯体表面施干粒釉；（4）高温烧成；（5）在高温烧成后的陶瓷表面施抗菌釉；（6）低温烧成。

Description

一种超白透光、生态健康的陶瓷大板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超白透光、生态健康的陶瓷大板及其制备方法，属于陶瓷砖生产制造技术领域。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高，消费要求也逐渐高端化、环保和健康的要求也越来越高，而陶瓷产品作为人们家居装修的重要组成部分，也向着高端、环保和健康方向发展。“白如玉”的陶瓷历来是社会高端精致生活的追求，现在生产超白砖主要办法主要是通过添加大量的硅酸锆来增加坯体的白度，但是硅酸锆中含有放射性元素，当使用量较多时将会导致陶瓷放射性超标。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种超白透光、生态健康的陶瓷大板的制备方法，包括以下步骤：
(1)将坯体粉料压制成坯体；
(2)在步骤(1)得到的坯体表面喷墨打印；
(3)在喷墨打印后的坯体表面施干粒釉；
(4)高温烧成；
(5)在高温烧成后的陶瓷表面施抗菌釉；
(6)低温烧成。
较佳地，所述坯体粉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 65-70％，Al2O315-20％，Fe2O3 0-0.2％，TiO2 0.1-0.2％，CaO 1-4％，MgO 0.1-0.6％，K2O 2-3％，Na2O 2-4％，烧失4-5％。
较佳地，所述坯体粉料的原料配方包括：以质量百分比计，中温砂40-60％、钾长石0-14％、钠长石0-20％、球土20-25％、钙长石0-10％、熔融石英0-20％、石英：1-5％；优选地，所述坯体粉料还包括坯体增强剂0.1-0.5％。
较佳地，所述干粒釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 50-55％、Al2O3 17-23％、CaO 10-15％、MgO 0.5-1％、K2O 1-1.5％、ZnO 3-5％、SrO 1-1.6％、ZrO2 0.4-0.8％，烧失0.35-0.5％。
较佳地，步骤(4)中，高温烧成的最高烧成温度为1190-1220℃，烧成时间为50-150min。
较佳地，所述抗菌釉包括4～15wt％的抗菌剂。
较佳地，所述抗菌剂的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 3-5％、Al2O3 10-15％、CaO 3-7％、MgO 0.1-0.7％、Na2O 6-10％、ZnO 60-65％、AgO1-2％。
较佳地，所述抗菌釉还包括釉料，所述釉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO250-55％、Al2O3 10-15％、CaO 8-15％、MgO 2.5-3.2％、ZnO 2-3％、K2O 2-3％、Na2O 2-3％，烧失0.3～0.5％％。
较佳地，步骤(6)中，低温烧成的最高烧成温度为700-1000℃，烧成时间为40-60min。
较佳地，所述钙长石中钙长石的晶体含量为80-90％。
较佳地，所述熔融石英的制备过程为：将63-80％石英、10-19％纯碱、18-30％方解石在1100℃-1500℃，保温2-5h高温下制得。
较佳地，所述干粒釉的比重为1.3-1.35，所述干粒釉的施加量为200～300g/m2。
较佳地，所述抗菌釉的比重为1.3-1.35，所述干粒釉的施加量为150～250g/m2。
本发明通过选用白度较高的单一原材料、流速好的黏土，得到无锆、白度高透光坯体，同时使用喷墨打印和喷干粒釉的方式，在高温下烧成，然后在将混有抗菌剂釉料喷在陶瓷表面，最后在低温下进行第二次煅烧，得到超白透光和具有抗菌效果的陶瓷大板。
另一方面，本发明还提供了上述任一种制备方法得到的超白透光、生态健康的陶瓷大板。所述陶瓷大板的规格为长(1500-2500)mm x宽(800-1300)mm x厚(4-12)mm，抗菌率大于90％。一些实施方式中，所述陶瓷大板的白度大于等于70，可见光透射比大于等于1.7-2.0。
附图说明
图1为本发明一实施方式超白透光、生态健康的陶瓷大板的制备流程图。
图2为实施例1所获超白透光、生态健康的陶瓷大板的砖面效果图。
图3为针状高岭土的扫描电镜图片。
图4为片状高岭土的扫描电镜图片。
图5为对比例3砖面出现的分层效果图。
图6为对比例5砖面出现的面裂效果图。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。以下各百分含量如无特别说明均指质量百分含量。
图1示出本发明超白透光、生态健康的陶瓷大板的制备流程。以下具体说明其制备方法。
首先制备坯体粉料。所述坯体粉料的制备过程可为：按照上述配比称配料，球磨，除铁，陈腐，喷雾造粒，得到坯体粉料。坯体粉料的水分范围控制在8.5～9.5％。
所述坯体的化学组成可包括：以质量百分比计SiO2 65-70％，Al2O3 15-20％，Fe2O30-0.2％，TiO2 0.1-0.2％，CaO 1-4％，MgO 0.1-0.6％，K2O 2-3％，Na2O 2-4％，烧失4-5％。配方含量中铁含量较低的时候坯体白度高。
上述所述坯体的原料配方可包括：以质量百分比计，中温砂40-60％、钾长石0-14％、钠长石0-20％、球土20-25％、钙长石0-10％、自制熔融石英0-20％、石英：1-5％、坯体增强剂0.1-0.5％。其中，中温砂是原材料砂类钾钠含量较高，一般钠含量2～3％左右。优选地，所述钙长石的晶体含量为80-90％。通过将钙长石晶体引入配方中，提高配方的钙长石晶体含量，从而提高透光率。例如，钙长石的制备过程可为：将方解石、氧化铝粉、石英粉按照摩尔比0.8-1.2:0.81.2:1.8-2.2的比例混合在1200-1300℃烧成，烧成时间2-6h，制得钙长石晶体含量为80-90％的钙长石。本发明采用自制钙长石的晶体含量显著高于市售钙长石(钙长石晶体含量一般为40-50％)，由于钙长石晶体的折射率和玻璃的折射率接近，采用钙长石晶体含量高的自制合成钙长石，可以显著提高陶瓷大板坯体的透光性能。
又，所述熔融石英可为自制熔融石英。所述熔融石英的制备过程可为：将63-80％石英、10-19％纯碱、18-30％方解石在1100℃-1500℃，保温2-5h高温下制得。通过添加熔融石英降低铝含量增加了坯体透光性。
另外，所述球体优选为针状高岭土。采用塑性强的针状球土解决了成型难的问题。本发明为了提高超白砖的透光性，通过添加熔融石英降低铝含量增加了坯体透光性，且解决了针对石英含量高，膨胀系数大容易风裂的问题，通过添加钙长石的方式增加坯体的钙长石的含量增加坯体的透光性；采用针状高岭土提高坯体的压制的成型性能。
一些实施方式中，所述坯体粉料的颗粒级配为：30目以下20-30％、30-60目：60-70％、60-80目：2-8％、80目以上：0-5％。
然后，将坯体粉料压制成坯体。一些实施方式中，坯体厚度可为5.5～13.5mm。
然后，可将坯体干燥，例如在干燥窑中干燥。干燥温度可为200～250℃，干燥时间可为50～80min，干燥坯水分控制在0.2-0.3％以内。
依据设计需要在坯体上印刷图案。可以采用数码喷墨打印机打印图案。使用的陶瓷墨水可有但不限于青色棕色米色黄色等。具体装饰图案、纹理和颜色效果依据设计要求而定。
随后在坯体上施干粒釉。干粒釉的施加方式可为喷釉。所述干粒釉优选为哑光干粒釉。所述干粒釉的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2 50-55％、Al2O3 17-23％、CaO10-15％、MgO 0.5-1％、K2O 1-1.5％、ZnO 3-5％、SrO 1-1.6％、ZrO2 0.4-0.8％，烧失0.35～0.5％。一些实施方式中，所述干粒釉的比重为1.3-1.35，所述干粒釉的施加量为200～300g/m2。
将施干粒釉的坯体高温烧成。高温烧成的最高烧成温度为1190-1220℃，烧成时间为50-150min。
同时，现有为了使陶瓷具有抗菌效果，通过在釉料中添加抗菌剂，覆盖在陶瓷表面后，同时煅烧得到，但是在高温煅烧下降低了抗菌效果。
在高温烧成后的坯体上施抗菌釉。抗菌釉的施加方式可为喷釉。所述抗菌釉可由釉料和抗菌剂球磨得到。所述抗菌釉可包括质量分数5-15％的抗菌剂。其中，抗菌剂是含有银、锌等金属离子和细菌反应使其丧失活性。一些实施方式中，抗菌釉浆比重为1.3-1.35，施加量为150～250g/m2。
一些实施方式中，所述抗菌剂的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 3-5％、Al2O310-15％、CaO 3-7％、MgO 0.1-0.7％、Na2O 6-10％、ZnO 60-65％、AgO 1-2％。
又，所述釉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 50-55％、Al2O3 10-15％、CaO8-15％、MgO 2.5-3.2％、ZnO 2-3％、K2O 2-3％、Na2O 2-3％，烧失0.3～0.5％％。
将施抗菌釉的坯体低温烧成。低温烧成的最高烧成温度为700-1000℃，烧成时间为40-60min。现有技术通常将抗菌剂和釉料混合施加在坯体表面，然后一次烧成方式，这导致抗菌剂活性降低；而本发明采用二次烧成的方式，避免抗菌剂在高温烧成阶段的损失，提高抗菌效果。
本发明通过选用白度较高的单一原材料、流速好的黏土，也就是流速好白度高的黏土，通过配方的调整得到无锆、白度高、塑性好、透光的坯体；由于坯体白度较高，采用不淋面釉的方式，直接喷墨打图、喷干粒釉，从而节省成本、解决后期白线问题达到通体效果和不影响坯体的透光性；采用二次烧成方式，避免了抗菌剂在高温烧成下挥发，增加了坯体的抗菌效果。一些实施方式中，陶瓷大板的规格可为长1800mmx宽900mm x厚5.5(10.5)mm、长2400mm x宽1200mm x厚5.5(10.5)mm等。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
超白透光、生态健康的陶瓷大板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称料：中温砂：56％、钠长石：2％、针状高岭土：20％、自制钙长石(钙长石晶体含量90％)：7％、熔融石英：10％、石英：5％。并向上述原料中加入0.2％的坯体增强剂，球磨15h混合均匀，得到混合料。
步骤二：除铁、陈腐：将浆料进行除铁，浆料除铁后陈腐24h。
步骤三：喷雾造粒：使用喷雾塔进行喷雾造粒，得到坯体粉料。
步骤四：压制成型：将坯体粉料压机压制成型，获得坯体，并将坯体干燥。
步骤五：喷墨打印。
步骤六：喷干粒釉：所述干粒釉的比重是1.35，施加量为250g/m2。
步骤七：辊道窑烧成，最高烧成温度1213℃，烧成时间95min。
步骤八：按比例称取釉料和抗菌剂(釉料：抗菌剂＝100:5)混合球磨得到抗菌釉浆料。
步骤九：喷抗菌釉浆：所述抗菌釉的比重是1.35，施加量为200g/m2。
步骤十：辊道窑烧成，最高烧成温度800℃，烧成时间45min。
按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.045％；按国家标准GB/T2680-1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》测试可见光透射比为1.7；使用白度仪测得坯体白度为70°；抗菌的测试方法为采用大肠杆菌配成含菌量为6×106-10×106cfu/mL的细菌悬浮液后,将抗菌陶瓷用无菌水清洗干净后，将上述配置好的细菌悬浮液滴加到清洗后的抗菌陶瓷上，保证菌液均匀的分散在陶瓷表面，并用培养皿盖住，防止蒸发，在静至12-15h后，用稀释平板涂布法计算活菌数，计算得到抗菌率为95％。
对比例1
和实施例1相比，区别在于：在喷墨打印前，增加在陶瓷坯体表面喷面釉的工艺步骤。所述面釉的化学成分是：SiO2 56.59％、Al2O3 25.16％、CaO 0.28％、MgO 0.18％、K2O4.44％、Na2O 2.73％、ZrO2 5.82％。上述面釉的比重是1.64，施加量是500-600g/m2。
按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％；按国家标准GB/T2680-1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》测试可见光透射比为0.4，这可能是因为面釉中添加大量的锆，呈白色乳浊状，不透明；且面釉含有锆晶体，其折射率和玻璃相差较大，会消耗光的能量。；使用白度仪测得坯体白度为70°；抗菌的测试方法为采用大肠杆菌配成含菌量为6×106-10×106cfu/mL的细菌悬浮液后,将抗菌陶瓷用无菌水清洗干净后，将上述配置好的细菌悬浮液滴加到清洗后的抗菌陶瓷上，保证菌液均匀的分散在陶瓷表面，并用培养皿盖住，防止蒸发，在静至12-15h后，用稀释平板涂布法计算活菌数，计算得到抗菌率为95％。
对比例2
陶瓷大板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称料：中温砂：56％、钠长石：2％、针状高岭土：20％、自制钙长石：7％、熔融石英：10％、石英：5％。并向上述原料中加入0.2％的坯体增强剂，球磨15h混合均匀，得到混合料。
步骤二：除铁、陈腐：将浆料进行除铁，浆料除铁后陈腐24h。
步骤三：喷雾造粒：使用喷雾塔进行喷雾造粒，得到坯体粉料。
步骤四：压制成型：将坯体粉料压机压制成型，获得坯体，并将坯体干燥。
步骤五：喷墨打印。
步骤六：喷抗菌釉：所述抗菌釉的比重是1.35，施加量为200g/m2。将干粒釉和抗菌剂按(干粒釉：抗菌剂＝100:5)混合球磨得到抗菌釉。干粒釉和抗菌剂的化学组成同实施例1。
步骤七：辊道窑烧成，最高烧成温度1213℃，烧成时间95min。
按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％；按国家标准GB/T2680-1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》测试可见光透射比为1.70；使用白度仪测得坯体白度为70°；抗菌的测试方法为采用大肠杆菌配成含菌量为6×106-10×106cfu/mL的细菌悬浮液后,将抗菌陶瓷用无菌水清洗干净后，将上述配置好的细菌悬浮液滴加到清洗后的抗菌陶瓷上，保证菌液均匀的分散在陶瓷表面，并用培养皿盖住，防止蒸发，在静至12-15h后，用稀释平板涂布法计算活菌数，计算得到抗菌率为80％。
对比例3
和实施例1相比，区别在于：对比例3将针状高岭土换为片状高岭土。针状高岭土、片状高岭土的扫描电镜图片分别如图3、图4所示。
该对比例在压制过程中出现部分分层(如图5所示)和烂砖现象。这是由于针状高岭土晶体的针状晶体交叉排列，有利于减少压机成型分层；而片状球体因为其本身具有层状结构导致压制过程中材料的结合力不够容易出现分层。
对比例4
和实施例1相比，区别在于，对比例4的钙长石含量为0％。
按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％；按国家标准GB/T2680-1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》测试可见光透射比为0.7；使用白度仪测得坯体白度为70°。
对比例5
和实施例1相比，区别在于：对比例5将熔融石英替换为石英。
该对比例在高温烧制过程中出现面裂现象(如图6所示)。
对比例6
和实施例1相比，区别在于，将自制钙长石替换为市售钙长石，其中市售钙长石的钙长石晶体含量为40％。
由于该实施例中钙长石晶体减少导致透光率降低，按国家标准GB/T2680-1994《建筑玻璃可见光透射比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关窗玻璃参数的测定》测试可见光透射比1.2。

Claims (10)

1.一种超白透光、生态健康的陶瓷大板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将坯体粉料压制成坯体；
（2）在步骤（1）得到的坯体表面喷墨打印；
（3）在喷墨打印后的坯体表面施干粒釉；
（4）高温烧成；
（5）在高温烧成后的陶瓷表面施抗菌釉；
（6）低温烧成。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述坯体粉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 65-70%，Al2O3 15-20%，Fe2O3 0-0.2%，TiO2 0.1-0.2%，CaO 1-4%，MgO 0.1-0.6%，K2O 2-3%，Na2O 2-4%，烧失4-5%。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述坯体粉料的原料配方包括：以质量百分比计，中温砂40-60%、钾长石0-14%、钠长石0-20%、球土20-25%、钙长石0-10%、熔融石英0-20%、石英：1-5%；优选地，所述坯体粉料还包括坯体增强剂0.1-0.5%。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述干粒釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 50-55%、Al2O3 17-23%、CaO 10-15%、MgO 0.5-1%、K2O 1-1.5%、ZnO 3-5%、SrO 1-1.6%、ZrO2 0.4-0.8%，烧失0.35-0.5%。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，高温烧成的最高烧成温度为1190-1220℃，烧成时间为50-150min。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌釉包括4～15wt%的抗菌剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 3-5%、Al2O3 10-15%、CaO 3-7%、MgO 0.1-0.7%、Na2O 6-10%、ZnO 60-65%、AgO1-2%。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌釉还包括釉料，所述釉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2 50-55%、Al2O3 10-15%、CaO 8-15%、MgO2.5-3.2%、ZnO 2-3%、K2O 2-3%、Na2O 2-3%，烧失0.3～0.5%%。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（6）中，低温烧成的最高烧成温度为700-1000℃，烧成时间为40-60min。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的制备方法得到的超白透光、生态健康的陶瓷大板，其特征在于，所述陶瓷大板的规格为长（1500-2500）mm x宽（800-1300）mm x厚（4-12）mm，抗菌率大于90%。
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