CN114031423A - 一种耐磨干粒抛岩板及其制备方法 - Google Patents

一种耐磨干粒抛岩板及其制备方法 Download PDF

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杨元东
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Abstract

本发明公开一种耐磨干粒抛岩板及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：在坯体表面施面釉；在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；在喷墨打印图案后的坯体表面施隔离釉以避免耐磨粒子影响喷墨打印图案发色；在施隔离釉后的坯体表面喷墨打印胶水图案并施耐磨粒子而使得耐磨粒子均匀分布在隔离釉表面且保证耐磨粒子之间具有间隔；在施耐磨粒子后的坯体表面施透明干粒釉；将施透明干粒釉后的坯体烧成并抛光，耐磨粒子之间的间隔被烧成形成的透明干粒釉层填充以及耐磨粒子的顶部被抛光露出覆盖在其表面的透明干粒釉层且耐磨粒子整体不被拔起，得到所述耐磨干粒抛岩板。

Description

一种耐磨干粒抛岩板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨干粒抛岩板及其制备方法，属于陶瓷产品生产制造技术领域。
背景技术
干粒抛产品相较于普通抛釉产品具有釉层薄、表面平、透感强的特点，因此高档装修场所对干粒抛产品较为青睐。但是干粒抛产品的釉层玻璃相含量高，晶体含量低，耐磨性能差，长时间使用釉面容易出现刮花。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种耐磨干粒抛岩板及其制备方法，使用高耐磨的透明氧化铝并结合工艺调整使得干粒抛岩板的耐磨性能明显提高，使用寿命得到延长。
第一方面，本发明提供一种耐磨干粒抛岩板的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：
在坯体表面施面釉；
在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
在喷墨打印图案后的坯体表面施隔离釉以避免耐磨粒子影响喷墨打印图案发色；
在施隔离釉后的坯体表面喷墨打印胶水图案并施耐磨粒子而使得耐磨粒子均匀分布在隔离釉表面且保证耐磨粒子之间具有间隔；
在施耐磨粒子后的坯体表面施透明干粒釉；
将施透明干粒釉后的坯体烧成并抛光，耐磨粒子之间的间隔被烧成形成的透明干粒釉层填充以及耐磨粒子的顶部被抛光露出覆盖在其表面的透明干粒釉层且耐磨粒子整体不被拔起，得到所述耐磨干粒抛岩板。
较佳地，所述胶水图案的灰度为40～50％。
较佳地，相邻耐磨粒子之间的间距为0.2～0.5mm。
较佳地，胶水图案的单元尺寸小于等于耐磨粒子的尺寸以保证每个胶水图案单元至多粘附一个耐磨粒子而使得耐磨粒子不堆砌。
较佳地，所述耐磨粒子的矿物组成为100％的透明氧化铝；所述耐磨粒子的尺寸为0.15～0.3mm，优选为0.15～0.2mm。
较佳地，所述耐磨粒子的施加量为100～200g/m2。
较佳地，所述透明干粒釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：58～64％；Al2O3：10～14％；CaO：9～11％；MgO：1～2％；K2O：4.5～6.5％；Na2O：0.05～0.2％；ZnO：5～7％。
较佳地，所述透明干粒釉的比重为1.50～1.55g/cm3，施加量为1200～1400g/m2。
较佳地，所述隔离釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：50～60％；Al2O3：10～15％；MgO：1.5～3％；CaO：1～2.5％；BaO：7～12％；ZnO：1.5～5％；K2O：5～6％；Na2O：1～2％。
较佳地，所述隔离釉的比重为1.25～1.30g/cm3，施加量为300～350g/m2。
第二方面，本发明还提供上述任一项所述的制备方法获得的耐磨干粒抛岩板。
附图说明
图1为实施例1胶水图案的喷墨设计图。
具体实施方式
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。在没有特殊说明的情况下，各百分含量指质量百分含量。
以下示例性说明本发明所述耐磨干粒抛岩板的制备方法。
将陶瓷基料(也可以称为“坯体粉料”)压制成型以获得岩板坯体。所述陶瓷基料的化学组成不受限制，采用本领域常用的陶瓷基料即可。作为示例，所述陶瓷基料的化学组成可包括：以质量百分比计，烧失：3.5～4.5％；SiO2：58～63％；Al2O3：25～30％；Fe2O3：0.5～0.8％；TiO2：0.3～0.6％；CaO：0.3～0.5％；MgO：1.1～1.5％；K2O：2.0～2.5％；Na2O：2.3～2.7％。
将坯体干燥。可采用干燥窑干燥。例如，干燥时间可为1～1.2h，干燥后坯体的水分控制在0.5wt％以内。
在干燥后的坯体表面施面釉，以遮盖坯体底色和瑕疵，促进喷墨图案发色。所述面釉的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：55～65％；Al2O3：20～25％；Fe2O3：0.1～0.3％；TiO2：0.1～0.2％；MgO：0.5～1.5％；CaO：0.1～0.3％；K2O：2.5～4.5％；Na2O：2.5～3.5％；ZrO2：5～10％；烧失：1.3～2.3％。作为示例，面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：60.63％、Al2O3：23.00％、Fe2O3：0.15％、TiO2：0.14％、CaO：0.27％、MgO：1.09％、K2O：3.51％、Na2O：3.04％、ZrO2：6.37％、烧失：1.81％。
上述面釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石28～35％；钠长石12～18％；高岭土12～18％；石英砂12～18％；硅酸锆8～12％；氧化铝6～8％；烧滑石2～4％；煅烧高岭土3～8％。制备面釉时，按照上述矿物组成称量得到面釉干料，并将面釉干料、助剂和水混匀得到面釉釉浆。一些实施方式中，按照面釉干料70％、三聚磷酸钠0.15％、羧甲基纤维素钠0.1％、水29.75％称料后，球磨均匀，过筛，得到面釉釉浆。所述面釉釉浆过325目筛网的筛余≤0.6wt％。
所述面釉采用喷釉或淋釉的方式施釉，优选为喷釉。所述面釉的比重为1.40～1.50g/cm3，施釉量为450～650g/m2。
在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案。喷墨图案的颜色和纹理可以根据版面设计作出适应性变化。
在喷墨打印图案后的坯体表面施隔离釉。如果省略施隔离釉的工序，主要组成为氧化铝的耐磨粒子直接接触墨水会导致施耐磨粒子的部位和不施耐磨粒子的部位存在明显色差而影响装饰效果。
所述隔离釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：50～60％；Al2O3：10～15％；MgO：1.5～3％；CaO：1～2.5％；BaO：7～12％；ZnO：1.5～5％；K2O：5～6％；Na2O：1～2％。作为示例，所述隔离釉的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：50～60％；Al2O3：10～15％；Fe2O3：0.1～0.3％；TiO2：0.1～0.2％；MgO：1.5～3％；CaO：1～2.5％；BaO：7～12％；ZnO：1.5～5％；K2O：5～6％；Na2O：1～2％；烧失：5～7％。
上述隔离釉的始融温度为1150～1180℃。
所述隔离釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石50～60％、高岭土10～15％、碳酸钡10～15％、烧滑石3～5％、白云石3～6％、氧化锌2～5％、石英粉10～15％。作为示例，所述隔离釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石55％、高岭土10％、碳酸钡10％、烧滑石4％、白云石4％、氧化锌3％、石英粉14％。
所述隔离釉采用喷釉方式施釉。一些实施方式中，所述隔离釉的比重为1.25～1.30g/cm3，施加量为300～350g/m2。将隔离釉的比重和施加量控制在上述范围有利于喷釉的均匀性同时能够获得较薄的釉层。一些实施方式中，隔离釉层的厚度控制在20～40μm。
在施隔离釉后的坯体表面喷墨打印胶水图案并施耐磨粒子而使得耐磨粒子均匀分布在隔离釉表面且保证耐磨粒子之间具有间隔。现有技术虽然提及在陶瓷砖坯表面打印胶水墨水图案并在打印有胶水墨水图案的位置定位布施干粒，但是该打印胶水墨水图案的作用仅是将干粒在胶水墨水的作用下粘附于砖坯表面并将干粒堆砌来使得干粒呈现胶水墨水的图案而使得干粒呈现的颜色鲜明有质感。
所述胶水图案的灰度优选为40～50％。将胶水图案的灰度控制在该范围内，可以保证胶水能够粘住耐磨粒子，胶水图案的灰度超出该范围容易导致胶水扩散，导致耐磨粒子产生堆砌，这不利于在控制耐磨粒子使用量的条件下改善砖面耐磨性能。
所述胶水图案的单元尺寸小于等于耐磨粒子的尺寸以保证每个胶水图案单元至多仅粘附单个耐磨粒子而使得耐磨粒子不堆砌。例如，将胶水图案设计成边长0.1mm的方格。还可以通过调整胶水图案的单元密度来控制耐磨粒子的间隔距离(间距)。作为示例，相邻耐磨粒子的间距为0.2～0.5mm。若胶水图案的形式为方格，则方格之间的距离为0.2～0.5mm，这样可以保证耐磨粒子之间存在一定的空隙。使得耐磨粒子之间具备间隔可以保证透明干粒釉在高温熔融后将耐磨粒子完全包裹，便于耐磨粒子在抛光过程中不会被整体抛出而留下凹坑，同时该间隔距离不宜过大，否则干粒抛釉面的耐磨度增加不明显。耐磨粒子之间的间隔距离可以相同也不可以不同，优选耐磨粒子之间具有相同的间隔距离，这样可以保证耐磨粒子均匀分布在砖面，利于提高砖面的耐磨度的均匀性。
所述耐磨粒子的矿物组成为100％的透明氧化铝。透明氧化铝粒子的主要物相为α-A12O3，透光率为90～95％以上。另外，透明氧化铝在1500℃以上才开始发生熔融，因此隔离釉的施加不会影响透明氧化铝在高温烧成环境中的形态。一些实施方式中，透明氧化铝的化学组成包括：以质量百分比计，Al2O3：96％和烧失：0.23％。
所述耐磨粒子的尺寸为0.15～0.3mm，优选为0.15～0.25mm，更优选为0.15～0.2mm。如果耐磨粒子的尺寸过小，容易造成耐磨粒子堆积，使透明干粒釉不能很好地包裹耐磨粒子，同时过小的耐磨粒子容易与透明干粒釉过度反应导致透明干粒釉高温粘度增加，气泡难以排出。但是耐磨粒子的尺寸太大，透明干粒釉不能很好地将耐磨粒子粘住，抛光时容易抛掉，留下凹坑。所述耐磨粒子的形状优选为立方体。圆形的耐磨粒子与胶水图案的接触面积较小，不容易被胶水粘住，易脱落。立方体粒子可以保证耐磨粒子各个面与胶水接触时的粘结面积都比较大，粘结比较牢固。
可利用胶水干粒机施耐磨粒子。一些实施方式中，所述耐磨粒子的施加量为100～200g/m2。耐磨粒子的施加量太少会导致釉面耐磨度增加不明显，耐磨粒子的施加量太多会导致透明干粒釉对耐磨粒子的包裹不完全，抛光时容易抛出留下凹坑。
在施耐磨粒子后的坯体表面施透明干粒釉。所述透明干粒釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：58～64％；Al2O3：10～14％；CaO：9～11％；MgO：1～2％；K2O：4.5～6.5％；Na2O：0.05～0.2％；ZnO：5～7％。作为示例，所述透明干粒釉的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：58～64％；Al2O3：10～14％；CaO：9～11％；MgO：1～2％；K2O：4.5～6.5％；Na2O：0.05～0.2％；ZnO：5～7％；烧失：0.2～0.8％。
一些实施方式中，所述透明干粒釉的原料组成包括：以质量百分比计，干粒51～58％、透明釉3～6％、胶水30～38％、水5～10％。作为示例，透明干粒釉的原料组成包括：以质量百分比计，干粒52％、透明釉3.5％、胶水34％、水8％。
所述干粒的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：58～64％；Al2O3：10～14％；CaO：9～11％；MgO：1～2％；K2O：4.5～6.5％；Na2O：0.05～0.2％；ZnO：5～7％；烧失：0.2～0.8％。
所述干粒的颗粒级配包括：以质量百分比计，60～80目：8～12％，80～100目：6～10％，100～120目：8～15％，120～140目：8～15％，140～250目：50～60％，250～325目：1～4％，325目以下：≤2％。将干粒的颗粒级配控制在该范围可以使透明干粒釉烧成后釉层毛孔较少更透。
所述透明釉的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：40～50％；Al2O3：9～13％；MgO：4～7％；CaO：4～9％；ZnO：1.5～5％；BaO：5.5～12％；K2O：3.5～5.5％；Na2O：1～2％；烧失：7～14％。
所述透明釉的原料组成包括：以质量百分比计，长石40～50％、高岭土10～15％、碳酸钡10～15％、烧滑石10～15％、白云石5～10％、氧化锌2～5％、石灰石5～10％。作为示例，所述透明釉的矿物组成包括：以质量百分比计，长石粉45％、高岭土15％、碳酸钡10％、烧滑石12％、白云石8％、氧化锌3％、石灰石7％。
透明干粒釉可采用淋釉方式施釉。所述干粒釉的比重为1.50～1.55g/cm3，施釉量为1200～1400g/m2。本发明形成的透明干粒釉层的厚度较厚，这样后期的抛光可磨削厚度增加，平整度较好。
将施透明干粒釉的坯体烧成。最高烧成温度为1200～1220℃，烧成周期为80～100min。例如，最高烧成温度为1220℃，烧成周期为100min。
抛光。耐磨粒子的顶部被抛光露出覆盖在其表面的透明干粒釉层且耐磨粒子整体不被拔起。即、抛光后耐磨粒子的部分高度露出透明干粒釉烧成形成的透明干粒釉层的表面。在烧成的高温环境下透明干粒釉中的部分组成熔融形成透明玻璃相，该透明玻璃相填充耐磨粒子的间隔并将耐磨粒子粘结。当然，高厚度的透明干粒釉层也将耐磨粒子覆盖。通过抛光，部分透明干粒釉层被除去，耐磨粒子露出，但是该抛光过程不可将全部的透明干粒釉层除去，也不可将耐磨粒子全部抛掉，而是保证透明干粒釉层和耐磨粒子有一定的厚度剩余。如此方可以在保证釉面透明度的同时借助釉面露出的耐磨粒子赋予釉面高耐磨，且不会使得耐磨粒子在抛光过程中被拔起而在釉面产生凹坑。一些实施方式中，抛光后的耐磨粒子高度控制在0.05～0.08mm。
磨边，分级。
本发明的制备方法将耐磨粒子置于透明干粒釉下面，通过抛光工序将釉层耐磨粒子抛出至釉层表面来达到提高釉面硬度和耐磨的效果。一些实施方式中，耐磨干粒抛岩板的耐磨等级为四级(2100转)。但是，在抛光过程中若耐磨粒子未能抛出至釉面，耐磨等级降低，例如为3级(750～1500转)。可是若耐磨粒子被完全抛出,又会在釉面形成凹坑缺陷。
在此说明的是，将耐磨粒子与透明干粒釉混合制备釉料并施加在砖面能够用于制备微抛光甚至不抛光的产品，但是却不适用于本发明所述的全抛产品。这是因为虽然氧化铝耐磨粒子比较高温，但在其与透明干粒釉的接触面处会产生少量反应。如将本发明的耐磨粒子和透明干粒釉混合后制备的釉料用于全抛产品，整体釉层会受到耐磨粒子的影响使釉层气泡变多，防污变差，同时由于耐磨粒子的比重比较高，在烧成过程中耐磨粒子会逐渐沉积甚至形成堆积。本发明将耐磨粒子置于透明干粒釉层之下可以将耐磨粒子对釉层气泡的影响降到最低，釉层气泡变化不明显。
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。
实施列1
耐磨干粒抛岩板的制备方法包括以下步骤：
步骤1.在坯体表面施面釉。面釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石34％，钠长石16％，高岭土15％，石英砂12％，硅酸锆10％，氧化铝6％，烧滑石：3％，煅烧高岭土：4％。面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：62.63％、Al2O3：21.00％、Fe2O3：0.15％、TiO2：0.14％、CaO：0.27％、MgO：1.09％、K2O：3.51％、Na2O：3.04％、ZrO2：6.37％、烧失：1.81％。采用喷釉方式施面釉，比重1.45g/cm3，施加量500g/m2。
步骤2.在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案。
步骤3.在喷墨打印图案后的坯体表面施隔离釉以避免耐磨粒子影响喷墨打印图案发色。所述隔离釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石55％、高岭土10％、碳酸钡10％、烧滑石4％、白云石4％、氧化锌3％、石英粉14％。所述隔离釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：50～60％；Al2O3：10～15％；Fe2O3：0.1～0.3％；TiO2：0.1～0.2％；MgO：1.5～3％；CaO：1～2.5％；BaO：7～12％；ZnO：1.5～5％；K2O：5～6％；Na2O：1～2％；烧失：5～7％。隔离釉采用喷釉方式施釉，比重1.27g/cm3，施加量300g/m2。
步骤4.在施隔离釉后的坯体表面喷墨打印胶水图案并施耐磨粒子而使得耐磨粒子均匀分布在隔离釉表面且保证耐磨粒子之间具有间隔。如图1所述，方块表示胶水图案单元，大小为0.1×0.1mm，尺寸比耐磨粒子小；方块之间的距离均为0.3mm。所述耐磨粒子的矿物组成为100％的透明氧化铝。
步骤5.在施耐磨粒子后的坯体表面施透明干粒釉。透明干粒釉的原料组成包括：以质量百分比计，干粒52％、透明釉3.5％、胶水34％、水8％。所述透明釉的矿物组成包括：以质量百分比计，长石粉45％、高岭土15％、碳酸钡10％、烧滑石12％、白云石8％、氧化锌3％、石灰石7％。干粒的颗粒级配包括：以质量百分比计，60～80目：8～12％，80～100目：6～10％，100～120目：8～15％，120～140目：8～15％，140～250目：50～60％，250～325目：1～4％，325目以下：≤2％。透明干粒釉采用淋釉方式施釉，比重1.50～1.55g/cm3，重量为1200g/m2。
步骤6.将施透明干粒釉的坯体烧成。最高烧成温度为1220℃，烧成周期为100min。
步骤7.将施透明干粒釉后的坯体烧成并抛光，耐磨粒子之间的间隔被烧成后的透明干粒釉层填充以及耐磨粒子的顶部被抛光露出覆盖在其表面的透明干粒釉层且耐磨粒子整体不被拔起，得到所述耐磨干粒抛岩板。
根据行业标准GB/T 3810.6-2016测试耐磨性能。实施例1的耐磨干粒抛岩板的耐磨等级为4级(2100转)。
对比例1
与实施例1基本相同，区别仅在于：在施隔离釉后的坯体表面布撒耐磨粒子。所述耐磨粒子的施加量为350～400g/m2。
耐磨粒子分布密集产生堆砌，部分耐磨粒子之间甚至没有空隙，导致透明干粒釉对耐磨粒子包裹不完全，在抛光过程中耐磨粒子容易被抛出形成凹坑。

Claims (10)

1.一种耐磨干粒抛岩板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在坯体表面施面釉；
在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
在喷墨打印图案后的坯体表面施隔离釉以避免耐磨粒子影响喷墨打印图案发色；
在施隔离釉后的坯体表面喷墨打印胶水图案并施耐磨粒子而使得耐磨粒子均匀分布在隔离釉表面且保证耐磨粒子之间具有间隔；
在施耐磨粒子后的坯体表面施透明干粒釉；
将施透明干粒釉后的坯体烧成并抛光，耐磨粒子之间的间隔被烧成形成的透明干粒釉层填充以及耐磨粒子的顶部被抛光露出覆盖在其表面的透明干粒釉层且耐磨粒子整体不被拔起，得到所述耐磨干粒抛岩板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胶水图案的灰度为40～50%。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，相邻耐磨粒子之间的间距为0.2～0.5mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述耐磨粒子的矿物组成为100%的透明氧化铝；所述耐磨粒子的尺寸为0.15～0.3mm，优选为0.15～0.2mm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述耐磨粒子的施加量为100～200g/m2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述透明干粒釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：58～64%；Al2O3：10～14%；CaO：9～11%；MgO：1～2%；K2O：4.5～6.5%；Na2O：0.05～0.2%；ZnO：5～7%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述透明干粒釉的比重为1.50～1.55g/cm3，施加量为1200～1400g/m2。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述隔离釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：50～60%；Al2O3：10～15%；MgO：1.5～3%；CaO：1～2.5%；BaO：7～12%；ZnO：1.5～5%；K2O：5～6%；Na2O：1～2%。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述隔离釉的比重为1.25～1.30g/cm3，施加量为300～350g/m2。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制备方法获得的耐磨干粒抛岩板。
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