CN113979738A - 一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用 - Google Patents

一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用，曲面岩板的厚度为3～6mm，曲率半径≥100mm，圆弧中心角为0～180℃，曲面岩板包括釉层，釉层包括底釉层以及设置在底釉层上部的面釉层，按重量份计，底釉层的原料包括：EN‑1熔块81～90份、高岭土8～12份、石英2～7份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份；面釉层的原料包括：7#透明熔块30～45份、高岭土8份、石英0～7份、钠长石0～40份、钾长石0～15份、白云石0～5份、方解石0～5份、碳酸钡0～6份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份。曲面岩板采用的底面釉配方，在热弯重烧后，不产生底面釉釉裂，避免了无光重结晶及釉层失透现象的发生，拓宽了色域范围。

Description

一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及陶瓷岩板领域，尤其涉及一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法。
背景技术
近年来，随着人们对建筑物美观要求的提高，各生产厂家为提高产品的竞争力，不约而同地把眼光更多的瞄准到了产品外观的造型美感上，用天然石材或人造石材等各种曲面材料装饰建筑物的情况日益增多，用量较大。
用天然石材加工成曲面制品，加工量大，石材的利用率低，造成天然石材曲面制品的生产成本很高，且天然石材的装饰面色差大。大理石一般是沉积、变质岩石，主要成份是碳酸钙，理化性能差，硬度低，莫氏硬度3～4，将大理石料加工成弧面制品时，可采用带锯将石料切割成由多个平面组成且接近弧形的粗糙弧面板，再用机械或手工的方法将装饰面修正研磨抛光。由于大理石的理化性能差，硬度低，易风化，耐候性差，大理石的磨光表面持久性不好，一般历经数月至数年内，磨光表面失去光泽，颜色也会发生变化，装饰效果难以持久。花岗石是火成岩，多数理化性能优良，硬度高，莫氏硬度6～7，将花岗石料加工成弧面制品时，加工十分困难，到目前为止无法采用带锯加工，只能采用机械或手工的方法对花岗石块料进行打凿，以冲击和劈裂的方法去掉块料的多余部分，使其成为弧面板，一般一块石料只能打凿出一块弧面板，加工难度大，石材利用率很低，加工成本十分高昂，并且难以制成薄板，也增加了建筑施工的困难，加大了施工成本。
用人造石材加工曲面制品也存在许多问题，而采用亚克力PMMA、雪弗板、ABS装饰板等有机材料可以方便地制成曲面制品，但有机物耐候性差、易老化、易变形，难以满足建筑物的使用要求，尤其难用于建筑物的室外装饰；普通玻璃、微晶玻璃、玻璃陶瓷等产品虽然可顺利在较低温度热弯进行工业化生产，但其综合性能、装饰图案、质感、材料特性等综合效果在应用层面局限性很大，普遍不太理想；热弯玻璃在建筑、民用场合的使用非常广泛，建筑热弯玻璃主要用于建筑内外装饰，如采光顶、观光电梯、拱形走廊等。民用热弯玻璃主要用作玻璃家具、玻璃水族馆、玻璃洗手盆、玻璃柜台、玻璃装饰品等，但其材料特性决定其只能在特定的设计和特别装饰效果应用场合使用；微晶玻璃、玻璃陶瓷具有较好的热弯曲性能，可以实现包覆圆形的柱子，外加玉质通体质感，档次较高，但目前其后期加工的装饰手段和方法表现效果单一，很难表现细腻丰富石材纹理；普通大理石和微晶玻璃陶瓷复合板，其弯曲弧度也十分有限，很难实现包柱的功能。
上述的曲面材料存在着诸多的问题，而随着陶瓷岩板在现代建筑装饰领域的大量推广应用，陶瓷岩板加工成各种圆弧曲面板的需求越来越大。然而，现有的陶瓷岩板，除了陶瓷坯料一次烧成温度高、陶瓷坯体负重软化变形温度高外，行业内普遍存在其在弯曲过程中釉层中底釉面釉釉裂、并且得到的陶瓷曲面岩板色域范围太窄的技术瓶颈，导致无法制备出高弯曲度且广色域的陶瓷曲面岩板。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用，旨在解决现有陶瓷曲面岩板制备过程中存在的底釉面釉釉裂和色域范围窄的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明的第一方面，提供一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其中，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的厚度为3～6mm，曲率半径≥100mm，圆弧中心角为0～180℃，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板包括釉层，所述釉层包括底釉层以及设置在所述底釉层上部的面釉层，按重量份计，
所述底釉层的原料包括：
EN-1熔块81～90份、高岭土8～12份、石英2～7份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份；
所述面釉层的原料包括：
7#透明熔块30～45份、高岭土8份、石英0～7份、钠长石10～40份、钾长石0～15份、白云石0～5份、方解石0～5份、碳酸钡0～6份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份。
可选地，按重量百分数计，
所述底釉层原料的化学成分包括：
SiO2 55～60％、Al2O3 4～10％、K2O 5～6％、Na2O 0～1％、CaO 6～9％、MgO 2～5％、ZnO 5～10％、TiO2 0～9％、BaO 0～5％、Fe2O3 0～2％、ZrO2 1～5％、B2O3 2～8％；
所述面釉层原料的化学成分包括：
SiO2 55～72％、Al2O3 4～10％、Na2O 1～5.5％、K2O 2～4.5％、CaO 1～7％、MgO 0～5％、ZnO 1～5％、BaO 3～10％、Li2O 0～2％、B2O3 0～5％、TiO2 0～1％、Fe2O3 0.1～0.3％。
可选地，按重量份计，
所述EN-1熔块的化学成分包括：
SiO255～63份、Al2O34～10份、K2O 5～6份、Na2O 0～1份、CaO 6～9份、MgO 2～5份、ZnO 5～10份、TiO20～9.5份、BaO0～5份、Fe2O30～2份、ZrO21～5.5份、B2O32～10份。
可选地，按重量份计，
所述7#透明熔块的化学成分包括：
SiO2 48～53份、Al2O3 9～15份、K2O 3～5份、Na2O 1～5份、CaO 5～12份、MgO 2.0～5.0份、ZnO 3～5份、BaO 9～12份、TiO2 0～1份、Fe2O3 0.1～0.3份、B2O3 0.3～6.5份、Li2O 0～3份。
可选地，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板还包括设置在底釉层下部的坯体层，按重量份计，所述坯体层的原料包括：
球土15～30份、硅酸锆0～8份、锆白熔块0～10份、硅灰石6～21份、抛光渣0～20份、钾长石0～10份、钠长石0～10份、石英10～25份、坯体增强剂0.5～3份、坯体解胶剂0.5～1.5份。
可选地，按重量份计，所述坯体层原料的化学成分包括：
SiO2 65～71份、Al2O3 9～15份、K2O 1～3份、Na2O 1～3份、CaO 7～9份、MgO 0.2～1.0份、ZnO 0～0.1份、BaO 0～0.1份、TiO2 0～1份、Fe2O3 0.1～0.3份、ZrO2 3～5份、B2O3 0～0.1份。
可选地，所述坯体增强剂选自木质素磺酸钠、羧甲基淀粉钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠中的一种或多种；和/或，
所述坯体解胶剂包括固体解胶剂和液体解胶剂，所述固体解胶剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种，所述液体解胶剂选自水玻璃。
可选地，按重量份计，所述锆白熔块包括以下组分：
SiO2 50～55份、Al2O3 12～15份、K2O 0～3份、Na2O 0～1份、CaO 20～25份、MgO0.2～0.8份、ZnO 0～0.6份、TiO2 0.04～0.17份、Fe2O3 0.01～0.12份、ZrO2 7～8份、B2O30.6～0.88份；和/或，
按重量百分数计，所述抛光渣包括以下组分：
烧失量3.0％～3.5％、SiO268％～72％、Al2O317％～22％、(Na2O+K2O)3％～5.5％、CaO 0.5％～1.0％；MgO 1％～2.5％。
本发明的第二方面，提供一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的制备方法，其中，包括步骤：
按本发明如上所述的坯体层的原料及比例将坯体层的原料进行混合，然后依次进行喷雾干燥、压制成型、干燥窑干燥，得到坯体层；
按本发明如上所述的底釉层的原料及比例将底釉层的原料进行湿法球磨，将得到的底釉釉料涂覆在所述坯体层上，得到底釉层；
在所述底釉层上喷墨打印装饰图案，得到喷墨装饰层；
按本发明如上所述的面釉层的原料及比例将面釉层的原料进行湿法球磨，将得到的面釉釉料涂覆在所述喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
将所述坯釉复合层置于辊道窑中，在1110～1150℃的温度下烧成55～150min，得到陶瓷平面岩板；
将所述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，在830～880℃的温度下进行重烧热弯曲加工50～70min，得到所述陶瓷曲面岩板。
本发明的第三方面，提供一种本发明如上所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板在装饰建筑物中的应用，和/或，提供一种本发明如上所述的制备方法制备得到的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板在装饰建筑物中的应用。
有益效果：本发明提供了一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用，通过对底釉、面釉配方及两者的配合进行设计，在保证底釉、面釉基本性能的基础上，大幅度降低氧化铝和硅酸锆的含量，降低底面釉始熔温度和软化温度，使得在热弯重烧时粘滞玻璃体的粘度和表面张力降低，不产生底面釉釉裂；同时降低面釉中Al2O3的含量，避免了无光重结晶现象的发生、避免了釉层失透，避免了因釉层失透导致的光泽度偏差以及图案变色变调，进而拓宽了色域范围，可进行联纹大面积铺贴。本发明提供的底釉层、面釉层原料非常适合制备高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，进而可制备得到曲率半径≥100mm、圆弧中心角可达180℃的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板。
附图说明
图1为本发明实施例中高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的结构示意图。
图2为本发明实施例中高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的又一结构示意图。
图3为本发明实施例1-4及对比例1-4中一次烧成变形的测试方法示意图。
图4为本发明实施例1-4及对比例1-4中热弯重烧变形的测试方式示意图。
具体实施方式
本发明提供一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有的陶瓷岩板中，由于底釉含有大量的氧化铝和硅酸锆类物质，高温始熔温度和软化温度很高，熔融时玻璃体的总体粘度和表面张力很大，热弯重烧时非常容易发生底釉面釉的釉裂现象；面釉中Al2O3含量大于10％以上，热弯重烧时釉料组成中铝和钡、锌等成分物质更容易发生组合反应产生无光重结晶现象而导致釉层失透，从而使得构成装饰层的颜色喷墨墨水图案层的过渡金属氧化物发生变色变调，从而导致图案偏色变调、失透导致变浅，能实施运用的色域范围太窄，根本无法进行联纹大面积铺贴，无法制备出高弯曲度且广色域的陶瓷曲面岩板。基于此，本发明实施例提供一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，如图1所示，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的厚度d为3～6mm，曲率半径R≥100mm，圆弧中心角α为0～180℃，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板包括釉层，所述釉层包括底釉层以及设置在所述底釉层上部的面釉层，按重量份计，
所述底釉层的原料包括：
EN-1熔块81～90份、高岭土8～12份、石英2～7份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份；
所述面釉层的原料包括：
7#透明熔块30～45份、高岭土8份、石英0～7份、钠长石10～40份、钾长石0～15份、白云石0～5份、方解石0～5份、碳酸钡0～6份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份。
本实施例中，EN-1熔块、7#透明熔块可分别增加釉层(底釉、面釉)的稳定性；高岭土在釉层中形成玻璃质，高岭土在底釉、面釉中的含量较低，可降低底釉、面釉的烧成温度；石英可被CaO、Na2O、K2O、MgO等易熔物熔融生成透明状石英玻璃，使底釉、面釉的釉面光亮，提高了釉面光泽度，且石英在釉中的热膨胀系数小，耐热性能好，可提高釉面的机械强度、硬度、化学稳定性，使其不受酸的侵蚀影响。三聚磷酸钠作为陶瓷解胶剂，可增加浆料的流动性，提高釉层性能；羧甲基纤维素钠作为陶瓷增强剂，来增加釉层的强度。钠长石和钾长石作为面釉中的熔剂。本实施例中，通过对底釉、面釉配方及两者的配合进行设计，在保证底釉、面釉基本性能的基础上，大幅度降低氧化铝和硅酸锆的含量，降低底面釉始熔温度和软化温度，使得在热弯重烧时粘滞玻璃体的粘度和表面张力降低，不产生底面釉釉裂；同时降低面釉中Al2O3的含量，避免了无光重结晶现象的发生、避免了釉层失透，进而拓宽了色域范围，可进行联纹大面积铺贴。本实施例中的底釉、面釉非常适合制备高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，包括所述底釉、面釉的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的曲率半径≥100mm，圆弧中心角可达180℃。
本实施方式中，白云石、方解石、碳酸钡不同时为0份。
在一种实施方式中，按重量百分数计，
所述底釉层原料的化学成分包括：
SiO2 55～60％、Al2O3 4～10％、K2O 5～6％、Na2O 0～1％、CaO 6～9％、MgO 2～5％、ZnO 5～10％、TiO2 0～9％、BaO 0～5％、Fe2O3 0～2％、ZrO2 1～5％、B2O3 2～8％；
所述面釉层原料的化学成分包括：
SiO2 55～72％、Al2O3 4～10％、Na2O 1～5.5％、K2O 2～4.5％、CaO 1～7％、MgO 0～5％、ZnO 1～5％、BaO 3～10％、Li2O 0～2％、B2O3 0～5％、TiO2 0～1％、Fe2O3 0.1～0.3％。
在一种实施方式中，按重量份计，
所述EN-1熔块的化学成分包括：
SiO255～63份、Al2O34～10份、K2O 5～6份、Na2O 0～1份、CaO 6～9份、MgO 2～5份、ZnO 5～10份、TiO20～9.5份、BaO0～5份、Fe2O30～2份、ZrO21～5.5份、B2O32～10份。
在一种具体的实施方式中，按重量份数计，
所述EN-1熔块的化学成分包括：
SiO2 55.2份、Al2O3 6.93份、K2O 1.36份、Na2O 0.56份、CaO 7.36份、MgO 3.6份、ZnO 5.08份、BaO 3.08份、TiO2 5.53份、Fe2O3 0.2份、ZrO2 1.05份、B2O3 7.39份。
在一种实施方式中，按重量份计，所述7#透明熔块的化学成分包括：
SiO2 48～53份、Al2O3 9～15份、K2O 3～5份、Na2O 1～5份、CaO 5～12份、MgO 2.0～5.0份、ZnO 3～5份、BaO 9～12份、TiO2 0～1份、Fe2O3 0.1～0.3份、B2O3 0.3～6.5份、Li2O 0～3份。
现有技术中，陶瓷坯料一次烧成温度高、陶瓷坯体热弯荷重软化变形温度高，采用常规陶瓷岩板/陶瓷砖进行热弯重烧工艺处理过程中，如若制品坯体及配套底釉、喷墨墨水、面釉配方和工艺设计不当，坯釉膨胀系数的差异以及荷重软化变形温度可能出现严重不匹配，容易出现釉面针孔痱子、气泡等缺陷，形态各异的坯釉裂严重缺陷使得产品热弯可操作的曲率半径非常有限，很难实现包覆圆形柱子的功能，一旦热弯过程失控将造成大规模报废。因此，坯体、底釉、面釉的匹配至关重要。基于此，本发明实施例提供了一种基于坯体与底釉、面釉膨胀系数差异小、荷重软化变形温度差异小的组合配方体系的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其中，以如图2所示的结构为例，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板从上到下包括面釉层4、喷墨装饰层3、底釉层2、坯体层1，按重量份计，
所述面釉层4的原料包括：
7#透明熔块30～45份、高岭土8份、石英0～7份、钠长石10～40份、钾长石0～15份、白云石0～5份、方解石0～5份、碳酸钡0～6份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份。
所述底釉层2的原料包括：
EN-1熔块81～90份、高岭土8～12份、石英2～7份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份；
所述坯体层1的原料包括：
球土15～30份、硅酸锆0～8份、锆白熔块0～10份、硅灰石6～21份、抛光渣0～20份、钾长石0～10份、钠长石0～10份、石英10～25份、坯体增强剂0.5～3份、坯体解胶剂0.5～1.5份；
以上坯体层1的原料的化学成分包括：
SiO2 65～71份、Al2O3 9～15份、K2O 1～3份、Na2O 1～3份、CaO 7～9份、MgO 0.2～1.0份、ZnO 0～0.1份、BaO 0～0.1份、TiO2 0～1份、Fe2O3 0.1～0.3份、ZrO2 3～5份、B2O3 0～0.1份。
优选地，上述坯体层1经过一次烧成后得到陶瓷素坯，按重量份计，所述陶瓷素坯包括以下重量份的矿相组分：
石英10～11份、钙长石5份、硅灰石7份、锆石7～9份、四方氧化锆0.2～0.5份、钠长石7～8份、非晶相或玻璃相64～68份。
球土是一种由高岭石构成并混有一定数量的石英、云母及有机质等杂质的可塑黏土，可塑性好，可改善陶瓷坯料的成型性能。硅灰石可大幅度降低烧成温度、缩短烧成时间、实现低温快速一次烧成，此外，其还可以减少陶瓷坯体的坯裂、提高坯体强度，增加产品合格率。具体地，用硅灰石代替陶瓷坯料中的某些长石，具有坯体干燥收缩与烧成收缩小的优良特点，其受热膨胀量与温度呈线性关系，易与釉料结合，加上其灼减量很少，适合低温快烧，尤其对于大规格的陶瓷岩板产品来说，硅灰石的引入一方面大幅降低了烧成温度，同时使得烧成产品中形成钙长石、硅灰石等矿相，提高了生产制程稳定性和产品工艺性能，减少切割开裂。钾长石和钠长石作为熔剂，在高温下熔解石英等原料，有助于降低烧成温度和加快成瓷反应，使陶瓷坯体趋于致密，此外，其也可以降低烧成前坯体干燥收缩，减少干燥变形、缩短干燥时间。石英在烧成前，在坯料中对泥料的可塑性起调节作用，并能在干燥时降低收缩，缩短干燥时间并防止坯体变形；在烧成时，由于石英的加热膨胀适当地抵消了坯料烧成收缩，而且当玻璃质大量出现时，石英又成为陶瓷坯体的骨架，可以防止坯体在烧成时发生弯曲变形等缺陷，在高温时，其化学亲和力很强，能与其它多种氧化物化合，使得高温中液相粘度增高，增加坯体结合能力、机械强度和透明度。坯体增强剂用于改善陶瓷坯体粒裂、提高粉体的结合性能。一般来说坯体增强剂的加入会增加陶瓷浆料粘度、使得其流动性变差，所以需要加入坯体解胶剂使得陶瓷浆料解凝，增强陶瓷浆料的流动性。
本实施例中，所述坯体层是基于K2O-Na2O-CaO-B2O3-MgO的多元复合熔剂低温陶瓷坯料配方制备得到的，在保证陶瓷坯体各项性能的基础上，基于陶瓷坯料的化学成分组成、矿相组成、结晶结构、晶相与玻璃相的比例、玻璃相随温度升高而变化的情况，发明人通过对各组分(包括球土、硅酸锆、锆白熔块、硅灰石、抛光渣、钾长石、钠长石、石英、坯体增强剂、坯体解胶剂)及各组分的配比进行设计，通过硅酸锆和硅灰石的引入，在烧成中形成锆石或硅酸锆钙，硅灰石，钙长石等矿相结构，促进和增强了陶瓷坯体骨架作用，增加了坯体白度，较大幅度降低了氧化铝含量，有效确保了岩板材料的韧性和弹性，减少终端应用的切割开裂和铺贴开裂；引入硅灰石、含锆原料如锆白熔块，同时引入颗粒非常细的抛光渣，使得在烧成过程中，碱性金属氧化物呈梯度逐步进入液相，使相应制品在不同工艺条件下达到所需要的变形量和工艺技术要求。该陶瓷坯料的一次烧成温度低至1150℃以下，最高温度段的保温时间为8～12分钟,相应的陶瓷岩板在经过热弯重烧时，在保温时间低至1小时的工艺条件下，热弯荷重软化变形温度可低至880℃以下。本实施例中坯体层采用的陶瓷坯料配方解决了现有陶瓷坯料一次烧成温度较高、现有陶瓷岩板坯体的荷重软化变形温度较高的问题。
本实施例提供的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的坯体层与釉层(底釉与面釉)膨胀系数与荷重软化温度匹配性好，一次烧成在1110～1150℃温度范围内低温烧成，吸水率小于0.1％，烧成时间为55～150分钟，高火保温时间控制在8～12分钟，在后续冷加工过程中，能够保证桥切机或者水刀切割开孔时不产生切割裂、掉角、崩底等缺陷。在热弯重烧过程中不产生釉面针孔痱子、气泡、釉裂等缺陷，较好地消除了热弯重烧条件下重结晶失透导致的光泽度偏差以及图案变色变调等技术难题，极大扩宽了可应用于曲面板的色域范围，最终使曲面岩板在终端设计中个性化高端定制无限联纹铺贴成为可能；在热弯重烧时，通过延长高火保温时间至50～70分钟，可将热弯温度控制在880℃以内，最大弯曲角度可达到180度，最小热弯半径可达到R≥100mm，可实现两片包覆圆柱柱体的效果。
在一种实施方式中，所述坯体增强剂选自木质素磺酸钠、羧甲基淀粉钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠中的一种或多种，但不限于此。
在一种实施方式中，所述坯体解胶剂包括固体解胶剂和液体解胶剂，所述固体解胶剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种，所述液体解胶剂选自水玻璃，但不限于此。
在一种实施方式中，按重量份计，所述锆白熔块包括以下组分：SiO2 50～55份、Al2O3 12～15份、K2O 0～3份、Na2O 0～1份、CaO 20～25份、MgO 0.2～0.8份、ZnO 0～0.6份、TiO2 0.04～0.17份、Fe2O3 0.01～0.12份、ZrO2 7～8份、B2O3 0.6～0.88份。
在一种实施方式中，按重量百分数计，所述抛光渣包括以下组分：
烧失量3.0％～3.5％、SiO268％～72％、Al2O317％～22％、(Na2O+K2O)3％～5.5％、CaO 0.5％～1.0％；MgO 1％～2.5％。所述抛光渣为建筑陶瓷抛光砖在磨抛过程中所产生的微细颗粒料，通过收集抛光工序所产生的含微细颗粒的废水，经沉淀、压滤处理后获得，其中微细颗粒料的粒径为1.5～30μm，平均粒径为6微米。烧失量中含有抛光磨头磨耗带进的有机粘结剂成分，有机粘结剂成分显示烧失量的增加。由于抛光渣组成中大多数物质经过一次烧成，而且颗粒组成非常细，因而引入陶瓷曲面岩板坯体配方中不但可降低成本，而且可以有效降低坯体的烧成温度，有助于坯体的高温负重软化温度的降低。
本实施方式中，(Na2O+K2O)占所述抛光渣总质量的3％～5.5％，其中Na2O与K2O之间可以是任意比例，只要其总质量占抛光渣总质量的3％～5.5％即可。
本发明的第二方面，提供一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的制备方法，其中，包括步骤：
S1、按本发明实施例如上所述的坯体层的原料及比例将坯体层的原料进行混合，然后依次进行喷雾干燥、压制成型、干燥窑干燥，得到坯体层；
S2、按本发明实施例如上所述的底釉层的原料及比例将底釉层的原料进行湿法球磨，将得到的底釉釉料涂覆在所述坯体层上，得到底釉层；
S3、在所述底釉层上喷墨打印装饰图案，得到喷墨装饰层；
S4、按本发明实施例如上所述的面釉层的原料及比例将面釉层的原料进行湿法球磨，将得到的面釉釉料涂覆在所述喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
S5、将所述坯釉复合层置于辊道窑中，在1110～1150℃的温度下烧成55～150min，得到陶瓷平面岩板；
S6、将所述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，在830～880℃的温度下进行重烧热弯曲加工50～70min，得到所述陶瓷曲面岩板。
步骤S5中，将所述坯釉复合层置于辊道窑中，在1110～1150℃的温度下烧成55～150min，最高温度段的保温时间为8～12min，可制备得到质量符合质量符合GB/T4100～2015《陶瓷砖》附录G标准要求的陶瓷平面岩板。
按重量份计，陶瓷平面岩板的中的坯体层的矿相组成包括：
石英5～12份、钙长石0～5份、硅灰石0～10份、硅酸锆钙0～12份、锆石0～10份、四方氧化锆0.2～0.5份、钠长石10～15份、非晶相或玻璃相70～81份。
步骤S6中，本发明实施例不限制热加工弯曲成型装置的具体型号，凡是可对平板进行弯曲加工的装置都可应用于本发明实施例，例如，可采用发明专利CN 112008900 A中的装置。
本发明实施例还提供一种本发明实施例如上所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板在装饰建筑物中的应用；还提供一种本发明实施例如上所述的制备方法制备得到的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板在装饰建筑物中的应用。
在一种实施方式中，所述建筑物选自圆形穹顶、回廊、弧形背景墙、圆包柱面、弧形墙面、弧形墙角、弧形扶手、旋转楼梯中的一种，但不限于此。
下面通过具体的实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
按重量份计，将球土25份、硅酸锆5份、锆白熔块5份、硅灰石15份、抛光渣20份、钠长石5份、石英15份、水玻璃0.6份、三聚磷酸钠0.2份、增强剂CMC1份、木质素磺酸钠0.5份、六偏磷酸钠0.3份，加入到球磨机中混匀后依次进行过筛除铁、陈腐、除杂、喷雾干燥后得粉料，再将粉料压制成型，经干燥窑干燥后，得陶瓷生坯(坯体层)；
按重量份计，将EN-1熔块90份、高岭土8份、石英2份、三聚磷酸钠0.5份、CMC0.22份(其中，按重量份计，EN-1熔块的化学组分为SiO263份、Al2O34份、K2O 6.0份、Na2O 0.8份、CaO6份、MgO 2份、ZnO 6.8份、BaO 5份、Fe2O30.2份、ZrO25.5份、B2O310份)混合后，加入到球磨机中进行球磨，过筛除铁后，得到底釉，利用高压喷涂机将底釉喷涂在陶瓷生坯上，形成底釉层；
将红棕色的墨水喷墨打印到底釉层上，形成喷墨装饰层，成为釉中彩坯；
按重量份计，将7#透明熔块45份、高岭土8份、石英7份、钠长石15份、钾长石15份、白云石2份、方解石5份、碳酸钡3份、三聚磷酸钠0.5份、CMC 0.2份(其中，按重量份计，7#透明熔块的化学组成为SiO248.3份、Al2O313.8份、K2O2.3份、Na2O 5.0份、CaO 6.58份、MgO 4.5份、ZnO3.95份、BaO 9.2份、TiO20.2份、Fe2O3 0.13份、B2O3 2.68份、Li2O 0.1份)加入到球磨机中进行湿法球磨，过筛除铁，得到面釉，利用高压喷涂机将面釉喷涂在喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
将上述坯釉复合层放入辊道窑，最高烧成温度1150℃，烧成时间150min，最高温度段的保温时间为8分钟，得到陶瓷平面岩板；
将上述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，830℃下进行热弯曲重烧加工60min，得到圆弧中心角为180℃、曲率半径为100mm、曲面圆柱高度2.6m、厚度为3mm的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板(可实现二包一圆柱)。
对比例1
与实施例1的制备方法相同，不同的是工艺参数(见表1)及如下配方，采用现有技术的配方，具体如下：
按重量份计，坯体层的化学组成：SiO2 71份、Al2O3 25份、K2O 3.5份、Na2O 3.5份、CaO 1份、MgO 1.0份、TiO2 1份、Fe2O3 2.3份；
按重量百分数计，底釉层的化学组成：SiO2 65％、Al2O3 27％、K2O 4.0％、Na2O5.5％、CaO 3％、MgO 5％、ZnO 3％、Fe2O3 2％、ZrO2 25％
按重量百分数计，面釉的化学组成：SiO2 55％、Al2O318％、K2O 4.0％、Na2O 5.5％、CaO 12％、MgO 5％、ZnO 8％、BaO 12％、Fe2O3 2％、B2O3 6％。
对实施例1和对比例1制备得到的陶瓷生坯、陶瓷平面岩板、陶瓷曲面岩板进行测试：
(1)对陶瓷生坯进行一次烧成变形的测试，目的：衡量在一次烧成制度范围内坯体抵抗高温形变的能力，以此来对比检验陶瓷坯方骨架在高温烧成过程中可能产生辊棒纹缺陷的严重程度。
具体方法为：取65mm×40mm×6.5mm陶瓷生坯试条样，两端架起(间距为50mm)放入电窑试烧，适当温度和时间条件下进行正烧到吸水率小于0.1％，测试试样变形量，如图3所示，变形量的数值取样品的弧形底端上表面到原样品上表面的距离。
(2)陶瓷平面岩板加载负荷热弯重烧变形的实验室模拟测试，目的：衡量陶瓷平面岩板在加载负荷热弯重烧烧成制度范围内抵抗高温负荷蠕变的能力，以此预先评估陶瓷平面岩板热弯重烧后能否顺利实现热弯曲。
具体方法：取经过一次烧成后得到的陶瓷平面岩板试条样，尺寸为330mm×50mm×6.0mm，两端架起(间距为200mm)放入电窑试烧，正中心上面叠加放置50mm×50mm×50mm等重(重量约500g/块)碳化硅正方体切块四块，测试试样在一定温度条件下重烧保温1小时后的变形量，如图4所示，变形量的数值取样品的弧形底端上表面到原样品上表面的距离。
(3)重烧釉裂测试
通过目视观察法和吸污试验相结合，将陶瓷曲面岩板表面涂抹一得阁品牌墨水24小时后清洗，观察是否出现釉裂裂纹、吸污、气泡和针孔缺陷。
(4)重烧变色与色域范围的测试
在第一阶段一次烧成工艺流程中，制作两份各种喷墨通道单色20％、40％、60％、80％、100％灰度的釉中彩喷墨色卡，单色墨水分别为天蓝、青蓝、红棕、深棕、大红、桔黄、草绿、桔黄、金黄、黑色。其中一份烧制后保留作为对照样本，另一份再进行第二阶段热弯重烧，用标准数字色差仪器与样本进行不同灰度单色色域Lab值比较测定，测定△L、△a、△b和△E，规定要求分色差△E≤1为合格灰度色域，记录相应单色灰度值范围。
(5)对第一阶段一次烧成得到的陶瓷平面岩板、第二阶段热弯重烧得到的陶瓷曲面岩板进行断裂模数和弹性模量测试。
以上测试的结果如下表1所示。
表1实施例1和对比例1测试结果
Figure BDA0003374391200000161
Figure BDA0003374391200000171
实施例2
按重量份计，将球土30份、硅酸锆8份、硅灰石21份、抛光渣11份、钠长石5份、石英25份、水玻璃0.6份、三聚磷酸钠0.2份、坯体增强剂CMC1份、木质素磺酸钠0.5份、六偏磷酸钠0.6份加入到球磨机中混匀后依次进行过筛除铁、陈腐、除杂、喷雾干燥后得粉料，再将粉料压制成型，经干燥窑干燥后，得陶瓷生坯(坯体层)；
按重量份计，将EN-1熔块81份、高岭土12份、石英7份、三聚磷酸钠0.5份、CMC 0.22份(其中，按重量份计，EN-1熔块的组分为SiO2 62.8份、Al2O3 6.93份、K2O 6份、Na2O 1份、CaO 6.88份、MgO 2份、ZnO 10份、BaO 3.08份、TiO2 7.52份、Fe2O3 0.21份、ZrO2 5.5份、B2O36.0份)混合后，加入到球磨机中进行球磨，过筛除铁后，得到底釉，利用高压喷涂机将底釉喷涂在陶瓷生坯上，形成底釉层；
将红棕色的墨水喷墨打印到底釉层上，形成喷墨装饰层，成为釉中彩坯；
按重量份计，将7#透明熔块30份、高岭土8份、钠长石32份、钾长石15份、白云石5份、方解石4份、碳酸钡6份、三聚磷酸钠0.3份、CMC 0.15份(其中，按重量份计，7#透明熔块为SiO253.0份、Al2O312.0份、K2O3.0份、Na2O 5.0份、CaO 12.0份、MgO 2.0份、ZnO 3.0份、BaO9.0份、TiO21份、Fe2O3 0.3份、B2O3 6.5份、Li2O 3.0份)加入到球磨机中进行湿法球磨，过筛除铁，得到面釉，利用高压喷涂机将面釉喷涂在喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
将上述坯釉复合层放入辊道窑，最高烧成温度1150℃，烧成时间150min，最高温度段的保温时间为10分钟，得到陶瓷平面岩板；
将上述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，830℃下进行重烧热弯曲加工60min，得到圆弧中心角为120℃、曲率半径为220mm、曲面圆柱高度3.2m、厚度为3mm的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板(可实现三包一圆柱)。
对实施例2和对比例1制备得到的陶瓷生坯、陶瓷平面岩板、陶瓷曲面岩板进行测试：具体测试同对实施例1和对比例1制备过程中的参数测试，不同的是碳化硅正方体放置两块。结果如下表2所示。
表2实施例2和对比例1测试结果
Figure BDA0003374391200000181
实施例3
按重量份计，将球土30份、硅酸锆3份、硅灰石21份、抛光渣17份、钾长石9份、石英20份、木质素磺酸钠坯体增强剂1.0份、水玻璃1.0份、三聚磷酸钠0.3份，加入到球磨机中混匀后依次进行过筛除铁、陈腐、除杂、喷雾干燥后得粉料，再将粉料压制成型，经干燥窑干燥后，得陶瓷生坯(坯体层)；
按重量份计，将EN-1熔块90份、高岭土8份、石英2份，(其中EN-1熔块的组分为SiO255.2份、Al2O3 6.93份、K2O 1.36份、Na2O 0.56份、CaO 7.36份、MgO 3.6份、ZnO 5.08份、BaO3.08份、TiO2 5.53份、Fe2O3 0.2份、ZrO2 1.05份、B2O3 7.39份)混合后，加入到球磨机中进行球磨，过筛除铁后，得到底釉，利用高压喷涂机将底釉喷涂在陶瓷生坯上，形成底釉层；
将红棕色的墨水喷墨打印到底釉层上，形成喷墨装饰层，成为釉中彩坯；
按重量份计，将7#透明熔块35份、高岭土8份、石英7份、钠长石27份、钾长石15份、白云石5份、方解石3份、三聚磷酸钠0.3份、CMC0.15份，(其中，按重量份计，7#熔块的化学成份按重量份由以下组分组成：SiO253.0份、Al2O312.0份、K2O 3.0份、Na2O 5.0份、CaO 12.0份、MgO 2.0份、ZnO 3.0份、BaO 12.0份、TiO20.1份、Fe2O3 0.1份、B2O3 0.3份、Li2O 0.1份)加入到球磨机中进行湿法球磨，过筛除铁，得到面釉，利用高压喷涂机将面釉喷涂在喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
将上述坯釉复合层放入辊道窑，最高烧成温度1110℃，烧成时间55min，最高温度段的保温时间为12分钟，得到陶瓷平面岩板；
将上述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，880℃下进行重烧热弯曲加工60min，得到圆弧中心角为90℃、曲率半径为220mm、曲面圆柱高度2.4m、厚度为6mm的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板(可实现四包一圆柱)。
对实施例3和对比例1制备得到的陶瓷生坯、陶瓷平面岩板、陶瓷曲面岩板进行测试：具体测试同对实施例1和对比例1制备过程中的参数测试，不同的是碳化硅正方体放置一块及烧成温度和时间不同。测试结果如下表3所示。
表3实施例3和对比例1测试结果
Figure BDA0003374391200000201
实施例4
按重量份计，球土18份、硅酸锆7份、硅灰石18份、抛光渣14份、钾长石10份、钠长石10份、石英23份、木质素磺酸钠1.0份、水玻璃1.0份、三聚磷酸钠0.2份，六偏磷酸钠0.3份，加入到球磨机中混匀后依次进行过筛除铁、陈腐、除杂、喷雾干燥后得粉料，再将粉料压制成型，经干燥窑干燥后，得陶瓷生坯(坯体层)；
按重量份计，将EN-1熔块90份、高岭土8份、石英2份、三聚磷酸钠0.3份、CMC 0.15份，(其中，按重量份计，EN-1熔块的化学组成为SiO263份、Al2O34份、K2O 6.0份、Na2O 0.8份、CaO 6.0份、MgO 2.0份、ZnO 6.8份、BaO 5.0份、Fe2O3 0.2份、ZrO2 5.5份、B2O3 10.0份)混合后，加入到球磨机中进行球磨，过筛除铁后得到底釉，利用高压喷涂机将底釉喷涂在陶瓷生坯上，形成底釉层；
将红棕色的墨水喷墨打印到底釉层上，形成喷墨装饰层，成为釉中彩坯；
按重量份计，将7#透明熔块40份，高岭土8份、石英5份、钠长石26份、钾长石12份、方解石3份、碳酸钡6份。(其中，按重量份计，7#透明熔块的化学组成为SiO253.0份、Al2O3 15份、K2O1.0份、Na2O 5.0份、CaO 5份、MgO 2.5份、ZnO 5.0份、BaO 12.0份、TiO2 0.14份、Fe2O30.18份、B2O3 3.88份、Li2O0.18份)加入到球磨机中进行湿法球磨，过筛除铁，得到面釉，利用高压喷涂机将面釉喷涂在喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
将上述坯釉复合层放入辊道窑，最高烧成温度1140℃，烧成时间120min，最高温度段的保温时间为8分钟，得到陶瓷平面岩板；
将上述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，870℃下进行重烧热弯曲加工70min，得到圆弧中心角为90℃、曲率半径为150mm、曲面圆柱高度3m、厚度为6mm的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板(可实现四包一圆柱)。
对实施例4和对比例1制备得到的陶瓷生坯、陶瓷平面岩板、陶瓷曲面岩板参数进行测试：具体测试同对实施例1和对比例1制备过程中的参数测试，不同的是碳化硅正方体放置一块块及烧成温度和时间不同。测试结果如下表4所示。
表4实施例4和对比例1测试结果
Figure BDA0003374391200000221
由以上实施例可知，本发明提供的坯釉系统配合良好，在第二阶段热弯重烧温度低于880℃，高火保温时间为70分钟条件下，重烧后产品不产生釉裂缺陷，图案颜色可应用色域任一单色灰度范围由传统工艺的局部30％大幅提升至80％以上，能很好地适应加工过程中的桥切机或者水刀切割加工，不产生釉裂、切割裂、掉角、崩底、抛光光泽色差等瓶颈问题，能顺利实现终端个性化高端定制的无限联纹设计效果，得到的产品质量符合GB/T4100～2015《陶瓷砖》附录G标准要求。
综上所述，本发明提供了一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板及其制备方法与应用，通过对底釉、面釉配方及两者的配合进行设计，在保证底釉、面釉基本性能的基础上，大幅度降低氧化铝和硅酸锆的含量、降低粘度和表面张力，使得在热弯重烧时，不产生底面釉釉裂；同时降低面釉中Al2O3的含量，避免了无光重结晶现象的发生、避免了釉层失透，避免了因釉层失透导致的光泽度偏差以及图案变色变调，进而拓宽了色域范围，可进行联纹大面积铺贴。本发明提供的底釉、面釉非常适合制备高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，进而可制备曲率半径≥100mm、圆弧中心角可达180℃的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的厚度为3～6mm，曲率半径≥100mm，圆弧中心角为0～180℃，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板包括釉层，所述釉层包括底釉层以及设置在所述底釉层上部的面釉层，
按重量份计，
所述底釉层的原料包括：
EN-1熔块81～90份、高岭土8～12份、石英2～7份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份；
所述面釉层的原料包括：
7#透明熔块30～45份、高岭土8份、石英0～7份、钠长石10～40份、钾长石0～15份、白云石0～5份、方解石0～5份、碳酸钡0～6份、三聚磷酸钠0.3～0.5份、羧甲基纤维素钠0.15～0.22份。
2.根据权利要求1所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，按重量百分数计，
所述底釉层原料的化学成分包括：
SiO2 55～60％、Al2O3 4～10％、K2O 5～6％、Na2O 0～1％、CaO 6～9％、MgO 2～5％、ZnO 5～10％、TiO2 0～9％、BaO 0～5％、Fe2O3 0～2％、ZrO21～5％、B2O3 2～8％；
所述面釉层原料的化学成分包括：
SiO2 55～72％、Al2O3 4～10％、Na2O 1～5.5％、K2O 2～4.5％、CaO 1～7％、MgO 0～5％、ZnO 1～5％、BaO 3～10％、Li2O 0～2％、B2O3 0～5％、TiO2 0～1％、Fe2O3 0.1～0.2％。
3.根据权利要求1所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，
按重量份计，
所述EN-1熔块的化学成分包括：
SiO255～63份、Al2O34～10份、K2O 5～6份、Na2O 0～1份、CaO 6～9份、MgO 2～5份、ZnO5～10份、TiO20～9.5份、BaO0～5份、Fe2O30～2份、ZrO21～5.5份、B2O32～10份。
4.根据权利要求1所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，
按重量份计，所述7#透明熔块的化学成分包括：
SiO2 48～53份、Al2O3 9～15份、K2O 3～5份、Na2O 1～5份、CaO 5～12份、MgO 2.0～5.0份、ZnO 3～5份、BaO 9～12份、TiO2 0～1份、Fe2O30.1～0.3份、B2O3 0.3～6.5份、Li2O 0～3份。
5.根据权利要求1所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，所述高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板还包括设置在底釉层下部的坯体层，按重量份计，所述坯体层的原料包括：
球土15～30份、硅酸锆0～8份、锆白熔块0～10份、硅灰石6～21份、抛光渣0～20份、钾长石0～10份、钠长石0～10份、石英10～25份、坯体增强剂0.5～3份、坯体解胶剂0.5～1.5份。
6.根据权利要求5所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，按重量份计，所述坯体层原料的化学成分包括：
SiO2 65～71份、Al2O3 9～15份、K2O 1～3份、Na2O 1～3份、CaO 7～9份、MgO 0.2～1.0份、ZnO 0～0.1份、BaO 0～0.1份、TiO2 0～1份、Fe2O30.1～0.3份、ZrO2 3～5份、B2O3 0～0.1份。
7.根据权利要求5所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，
所述坯体增强剂选自木质素磺酸钠、羧甲基淀粉钠、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠中的一种或多种；
和/或，
所述坯体解胶剂包括固体解胶剂和液体解胶剂，所述固体解胶剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、腐殖酸钠中的一种或多种，所述液体解胶剂选自水玻璃。
8.根据权利要求5所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板，其特征在于，
按重量份计，所述锆白熔块包括以下组分：
SiO2 50～55份、Al2O3 12～15份、K2O 0～3份、Na2O 0～1份、CaO 20～25份、MgO 0.2～0.8份、ZnO 0～0.6份、TiO20.04～0.17份、Fe2O3 0.01～0.12份、ZrO2 7～8份、B2O3 0.6～0.88份；
和/或，
按重量百分数计，所述抛光渣包括以下组分：
烧失量3.0％～3.5％、SiO268％～72％、Al2O317％～22％、(Na2O+K2O)3％～5.5％、CaO0.5％～1.0％；MgO 1％～2.5％。
9.一种高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板的制备方法，其特征在于，包括步骤：
按权利要求5所述的坯体层的原料及比例将坯体层的原料进行混合，然后依次进行喷雾干燥、压制成型、干燥窑干燥，得到坯体层；
按权利要求5所述的底釉层的原料及比例将底釉层的原料进行湿法球磨，将得到的底釉釉料涂覆在所述坯体层上，得到底釉层；
在所述底釉层上喷墨打印装饰图案，得到喷墨装饰层；
按权利要求5所述的面釉层的原料及比例将面釉层的原料进行湿法球磨，将得到的面釉釉料涂覆在所述喷墨装饰层上，得到坯釉复合层；
将所述坯釉复合层置于辊道窑中，在1110～1150℃的温度下烧成55～150min，得到陶瓷平面岩板；
将所述陶瓷平面岩板放置在热加工弯曲成型装置上，在830～880℃的温度下进行重烧热弯曲加工50～70min，得到所述陶瓷曲面岩板。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板在装饰建筑物中的应用，和/或，一种如权利要求9所述的制备方法制备得到的高弯曲度广色域陶瓷曲面岩板在装饰建筑物中的应用。
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