CN113216445B - 一种感温变色的陶瓷背景墙及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑材料技术领域，公开了一种感温变色的陶瓷背景墙及其制备方法和应用，该陶瓷背景墙由下至上依次包括坯体层、面釉层、由透明釉料形成的透明釉层以及由感温变色蜡水形成的装饰层；透明釉层的表面形成有微孔结构；制备感温变色蜡水的原料包括：可逆感温变色材料；透明釉料中的化学成分按照质量百分比包括70～90％二氧化硅和4～6％碳酸盐。本发明陶瓷背景墙可随温度变化而变色，同时感温变色蜡水可以填充在微孔结构中，使得可逆感温变色材料与陶瓷背景墙结合紧密，不易脱落，提高装饰层的使用寿命，提高背景墙的装饰性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种感温变色的陶瓷背景墙及其制备方法和应用。
背景技术
背景墙，其材质一般有玻璃、陶瓷和木板等，是一种装饰于家庭客厅电视、沙发、玄关、卧室墙等的家庭装修艺术，风格多样，以其新颖的构思、先进的工艺，不但满足了消费者装饰装修的需要，更体现了艺术的气质，使之成为商业与艺术的完美结合。目前的陶瓷背景墙装饰效果单一，缺乏新颖性，容易产生视觉疲劳。针对该问题，为了提高装饰性，有些厂家研发出可随温度变化而变色的陶瓷背景墙，该类背景墙通常是在表面直接涂覆一层可变色涂料，在使用过程中会与外物接触产生磨损，导致涂料轻易脱落，影响变色效果。
发明内容
本发明目的在于提供一种感温变色的陶瓷背景墙，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层、面釉层、由透明釉料形成的透明釉层以及由感温变色蜡水形成的装饰层；所述透明釉层的表面形成有微孔结构；制备所述感温变色蜡水的原料包括：可逆感温变色材料；所述透明釉料中的化学成分按照质量百分比包括70～90％二氧化硅和4～6％碳酸盐。
优选地，可逆感温变色材料的温变值范围在-5～60℃之间。
优选地，制备所述感温变色蜡水的原料还包括：纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和增稠剂。
优选地，所述微孔结构的孔径大于1mm且小于20mm。
优选地，按照质量百分比计，制备所述透明釉料的原料包括： 20～25％石英、30～40％钾长石、2～4％氧化锌、2～6％硅灰石、12～15％烧滑石、10～15％高岭土、1～4％刚玉、5～10％锂辉石和4～6％碳酸盐。
本发明通过透明釉料中含有特定含量的二氧化硅和碳酸盐，具有协同作用，在烧结过程中黏度增加，产生的细小气泡靠表面张力聚集到一起形成气泡浮上液面排出，从而容易在釉面形成微孔结构。
优选地，所述碳酸盐包括碳酸钾、碳酸钠、碳酸钡、碳酸锶中的至少一种。
优选地，所述可逆感温变色材料为微胶囊处理后的可逆感温变色材料；优选地，所述可逆感温变色材料包括晶型转变型可逆感温变色材料、电子转移型可逆感温变色材料、分子链热运动型可逆感温变色材料。
晶型转变型可逆感温变色材料可采用金属离子化合物，例如 CuHgI4，其感温变色机理是：在一定的温度作用下发生晶形转变，其颜色随之发生变化，当冷却一段时间后晶格结构恢复原状，颜色也复原。
电子转移型可逆感温变色材料的感温变色机理是：在特定的温度环境条件下发生氧化还原反应，造成电子在不同组分中的转移，生成新的物质从而导致颜色的变化，当外界的温度环境影响消失，新的生成物也消失，物质颜色复原。
分子链热运动型可逆感温变色材料的感温变色机理是：当外界环境温度发生变化，分子链的热运动引起体系颜色的变化。例如采用磷脂酰胆碱通过光聚合法制备的聚二炔类衍生物，温度升高引起共扼体系长度的缩短，引起吸收光谱的蓝移，变为橙色，冷却后恢复到原来的蓝色。
本发明的第二个目的在于提供上述陶瓷背景墙的制备方法，包括如下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到所述坯体层；
2)于所述坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到所述面釉层；
3)于所述面釉层上布施所述透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，所述烧制成型的的温度为1100～1200℃，烧成时间40～60min；
4)对所述半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上所述感温变色蜡水，即得所述陶瓷背景墙。
本发明对所述的陶瓷坯体粉料、陶瓷面釉均没有特殊要求，均可采用常规技术中常用的陶瓷坯体粉料和陶瓷面釉。
优选地，所述透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将所述石英、钾长石、氧化锌、硅灰石、烧滑石、高岭土、刚玉、锂辉石和碳酸盐混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得所述透明釉料。
优选地，所述感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以所述可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；优选地，乙烯基自由基单体包括：苯乙烯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一种；乳化剂是指：RSO 3M的阴离子表面活性剂，其中R为包括苯在内C 8-18的烷基苯或C 8-18 的烷基，M为钠、钾或铵；油溶性引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化特戊酸特丁酯；
2)将所述可逆感温变色材料微胶囊、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和增稠剂搅拌均匀，即得所述感温变色蜡水。优选地，增稠剂包括海藻酸丙二醇酯、阿拉伯胶、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯中的至少一种。
本发明对可逆感温变色材料进行微胶囊处理的方法也可以采用原位聚合法或乳化聚合法。
本发明的第三个目的在于提供上述陶瓷背景墙在建筑领域的应用。优选地，将所述陶瓷背景墙用于室内或室外的装饰。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明感温变色的陶瓷背景墙具有透明釉层和由感温变色蜡水形成的装饰层，感温变色蜡水中含有可逆感温变色材料，透明釉层的表面形成有微孔结构，使得陶瓷背景墙可随温度变化而变色，同时感温变色蜡水可以填充在微孔结构中，使得可逆感温变色材料与陶瓷背景墙结合紧密，不易脱落，提高装饰层的使用寿命，提高背景墙的装饰性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
图1是本发明感温变色的陶瓷背景墙的剖面图。
图中，100-坯体层，200-面釉层，300-透明釉层，310-微孔结构， 400-装饰层。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层100、面釉层200、由透明釉料形成的透明釉层300以及由感温变色蜡水形成的装饰层400；透明釉层300的表面形成有微孔结构 310。
透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将20％石英、30％钾长石、2％氧化锌、6％硅灰石、12％烧滑石、 15％高岭土、1％刚玉、10％锂辉石和4％碳酸盐混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得透明釉料。该透明釉料中的化学成分二氧化硅的质量百分比在70～90％之间。碳酸盐选用碳酸钾。
感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以RSO 3M的阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；乙烯基自由基单体选用苯乙烯；油溶性引发剂选用偶氮二异丁腈；
2)按照质量百分比，将40％可逆感温变色材料微胶囊、52％纳米二氧化硅、5％纳米二氧化钛和3％增稠剂搅拌均匀，即得感温变色蜡水。增稠剂选用海藻酸丙二醇酯。
感温变色的陶瓷背景墙的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到坯体层；
2)于坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到面釉层；
3)于面釉层上布施透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，烧制成型的的温度为1100℃，烧成时间60min；
4)对半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上感温变色蜡水，即得陶瓷背景墙。
实施例2
如图1所示，一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层100、面釉层200、由透明釉料形成的透明釉层300以及由感温变色蜡水形成的装饰层400；透明釉层300的表面形成有微孔结构 310。
透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将25％石英、30％钾长石、3％氧化锌、2％硅灰石、12％烧滑石、 15％高岭土、4％刚玉、5％锂辉石和4％碳酸盐混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得透明釉料。该透明釉料中的化学成分二氧化硅的质量百分比在70～90％之间。碳酸盐选用碳酸钠和碳酸钡的混合物。
感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以RSO 3M的阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；乙烯基自由基单体选用甲基丙烯酸甲酯；油溶性引发剂选用偶氮二异庚腈；
2)按照质量百分比，将40％可逆感温变色材料微胶囊、55％纳米二氧化硅、3％纳米二氧化钛和2％增稠剂搅拌均匀，即得感温变色蜡水。增稠剂选用聚氧乙烯。
感温变色的陶瓷背景墙的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到坯体层；
2)于坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到面釉层；
3)于面釉层上布施透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，烧制成型的的温度为1200℃，烧成时间40min；
4)对半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上感温变色蜡水，即得陶瓷背景墙。
实施例3
如图1所示，一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层100、面釉层200、由透明釉料形成的透明釉层300以及由感温变色蜡水形成的装饰层400；透明釉层300的表面形成有微孔结构 310。
透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将20％石英、30％钾长石、2％氧化锌、6％硅灰石、12％烧滑石、 13％高岭土、1％刚玉、10％锂辉石和6％碳酸盐混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得透明釉料。该透明釉料中的化学成分二氧化硅的质量百分比在70～90％之间。碳酸盐选用碳酸钡和碳酸锶的混合物。
感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以RSO 3M的阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；乙烯基自由基单体选用甲基丙烯酸乙酯；油溶性引发剂选用过氧化特戊酸特丁酯；
2)按照质量百分比，将32％可逆感温变色材料微胶囊、60％纳米二氧化硅、5％纳米二氧化钛和3％增稠剂搅拌均匀，即得感温变色蜡水。增稠剂选用聚丙烯酸钠和聚氧乙烯的混合物。
感温变色的陶瓷背景墙的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到坯体层；
2)于坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到面釉层；
3)于面釉层上布施透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，烧制成型的的温度为1100℃，烧成时间50min；
4)对半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上感温变色蜡水，即得陶瓷背景墙。
对比例1(与实施例1的区别在于透明釉料中没有碳酸盐，透明釉层的表面没有形成微孔结构。)
一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层、面釉层、由透明釉料形成的透明釉层以及由感温变色蜡水形成的装饰层。
透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将24％石英、30％钾长石、2％氧化锌、6％硅灰石、12％烧滑石、 15％高岭土、1％刚玉、10％锂辉石混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得透明釉料。该透明釉料中的化学成分二氧化硅的质量百分比在70～90％之间。
感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以RSO 3M的阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；乙烯基自由基单体选用苯乙烯；油溶性引发剂选用偶氮二异丁腈；
2)按照质量百分比，将40％可逆感温变色材料微胶囊、52％纳米二氧化硅、5％纳米二氧化钛和3％增稠剂搅拌均匀，即得感温变色蜡水。增稠剂选用海藻酸丙二醇酯。
感温变色的陶瓷背景墙的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到坯体层；
2)于坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到面釉层；
3)于面釉层上布施透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，烧制成型的的温度为1100℃，烧成时间60min；
4)对半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上感温变色蜡水，即得陶瓷背景墙。
对比例2(与实施例1的区别在于透明釉料中的碳酸盐含量不在本发明限定范围。)
一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层、面釉层、由透明釉料形成的透明釉层以及由感温变色蜡水形成的装饰层；透明釉层的表面形成有微孔结构。
透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将20％石英、30％钾长石、2％氧化锌、6％硅灰石、12％烧滑石、12％高岭土、1％刚玉、10％锂辉石和7％碳酸盐混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得透明釉料。该透明釉料中的化学成分二氧化硅的质量百分比在70～90％之间。碳酸盐选用碳酸钾。
感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以RSO 3M的阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；乙烯基自由基单体选用苯乙烯；油溶性引发剂选用偶氮二异丁腈；
2)按照质量百分比，将40％可逆感温变色材料微胶囊、52％纳米二氧化硅、5％纳米二氧化钛和3％增稠剂搅拌均匀，即得感温变色蜡水。增稠剂选用海藻酸丙二醇酯。
感温变色的陶瓷背景墙的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到坯体层；
2)于坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到面釉层；
3)于面釉层上布施透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，烧制成型的的温度为1100℃，烧成时间60min；
4)对半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上感温变色蜡水，即得陶瓷背景墙。
对比例3(与实施例1的区别在于透明釉料中的碳酸盐含量不在本发明限定范围。)
一种感温变色的陶瓷背景墙，由下至上依次包括坯体层、面釉层、由透明釉料形成的透明釉层以及由感温变色蜡水形成的装饰层；透明釉层的表面形成有微孔结构。
透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将21％石英、30％钾长石、2％氧化锌、6％硅灰石、12％烧滑石、 15％高岭土、1％刚玉、10％锂辉石和3％碳酸盐混合，得混合料，将混合料放入球磨机中，加入氧化铝刚玉磨球和水进行球磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得透明釉料。该透明釉料中的化学成分二氧化硅的质量百分比在70～90％之间。碳酸盐选用碳酸钾。
感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以RSO 3M的阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；乙烯基自由基单体选用苯乙烯；油溶性引发剂选用偶氮二异丁腈；
2)按照质量百分比，将40％可逆感温变色材料微胶囊、52％纳米二氧化硅、5％纳米二氧化钛和3％增稠剂搅拌均匀，即得感温变色蜡水。增稠剂选用海藻酸丙二醇酯。
感温变色的陶瓷背景墙的制备方法，包括以下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到坯体层；
2)于坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到面釉层；
3)于面釉层上布施透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；其中，烧制成型的的温度为1100℃，烧成时间60min；
4)对半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上感温变色蜡水，即得陶瓷背景墙。
感温变色效果及使用寿命测试。
将实施例1-3以及对比例1-3制得的陶瓷背景墙分别置于-5～60℃的环境下进行测试，测试结果为：上述产品均能够在特定的温度下产生明显变化的颜色。
用毛巾对实施例1-3以及对比例1-3制得的陶瓷背景墙的表面进行擦拭，分别擦拭100-300次后再置于-5～60℃的环境下进行测试，测试结果为：擦拭100次后，实施例1-3及对比例1-3的变色程度与擦拭前基本一致；擦拭200次后，实施例1-3以及对比例2-3的变色程度与擦拭前基本一致，而对比例1的变色程度相比擦拭前变差，不易观察；擦拭300次后，实施例1-3的变色程度与擦拭前基本一致，而对比例1不随温度变化产生变色，对比例2-3的变色程度相比擦拭前变差，不易观察。测试结果表明，对比例1由于透明釉料中没有碳酸盐，透明釉层的表面没有形成微孔结构，导致由感温变色蜡水形成的装饰层与透明釉层结合不紧密，经过一定次数的擦拭后，容易脱落影响变色效果；对比例2-3由于透明釉料中的碳酸盐的含量不在本发明限定范围内，导致微孔结构不易形成，使得感温变色蜡水形成的装饰层与透明釉层结合不紧密，经过一定次数的擦拭后，容易脱落影响变色效果。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种陶瓷背景墙，其特征在于，由下至上依次包括坯体层、面釉层、由透明釉料形成的透明釉层以及由感温变色蜡水形成的装饰层；所述透明釉层的表面形成有微孔结构；制备所述感温变色蜡水的原料包括：可逆感温变色材料；所述透明釉料中的化学成分按照质量百分比包括70～90％二氧化硅和4～6％碳酸盐；
按照质量百分比计，制备所述透明釉料的原料包括：20～25％石英、30～40％钾长石、2～4％氧化锌、2～6％硅灰石、12～15％烧滑石、10～15％高岭土、1～4％刚玉、5～10％锂辉石和4～6％碳酸盐；
所述碳酸盐包括碳酸钾、碳酸钠、碳酸钡、碳酸锶中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的陶瓷背景墙，其特征在于，制备所述感温变色蜡水的原料还包括：纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和增稠剂。
3.根据权利要求1所述的陶瓷背景墙，其特征在于，所述微孔结构的孔径大于1mm且小于20mm。
4.根据权利要求1所述的陶瓷背景墙，其特征在于，所述可逆感温变色材料为微胶囊处理后的可逆感温变色材料。
5.根据权利要求1所述的陶瓷背景墙，其特征在于，所述可逆感温变色材料包括晶型转变型可逆感温变色材料、电子转移型可逆感温变色材料、分子链热运动型可逆感温变色材料。
6.权利要求1-5任一项所述的陶瓷背景墙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将陶瓷坯体粉料布于压机干压成型，得到所述坯体层；
2)于所述坯体层上布施一层陶瓷面釉，干燥，得到所述面釉层；
3)于所述面釉层上布施所述透明釉料，经过烧制成型，得到半成品陶瓷背景墙；
4)对所述半成品陶瓷背景墙进行抛光，再在表面打上所述感温变色蜡水，即得所述陶瓷背景墙。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述透明釉料的制备方法，包括如下步骤：
将所述石英、钾长石、氧化锌、硅灰石、烧滑石、高岭土、刚玉、锂辉石和碳酸盐混合，得混合料，将混合料进行研磨，再进行过筛，除铁，搅拌陈腐，即得所述透明釉料。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述感温变色蜡水的制备方法，包括以下步骤：
1)以所述可逆感温变色材料为核心，以乙烯基自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合介质，以阴离子表面活性剂为乳化剂，以油溶性引发剂催化聚合反应，以界面聚合包覆得到可逆感温变色材料微胶囊；
2)将所述可逆感温变色材料微胶囊、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和增稠剂搅拌均匀，即得所述感温变色蜡水。
9.权利要求1-5任一项所述的陶瓷背景墙在建筑领域的应用。
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