CN114163261A - 一种具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑陶瓷技术领域，具体公开了一种具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖及其制备方法。仿木纹陶瓷砖自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层，低导热层的原料组成包括陶瓷粉料、无机纤维和纳米Al2O3‑SiO2气凝胶粉体。制备方法，包括以下步骤：取坯体层的原料，干压成型，制得坯体层；在坯体层的上表面布施低导热层的原料，干压成型，制得低导热坯体；在低导热坯体上依次施面釉、木纹釉和透明釉，经烧成后，制得仿木纹陶瓷砖。通过在坯体层表面设置低导热层，使陶瓷砖具有了木质的温触感；并在低导热层上表面依次设置面釉层、木纹釉层和透明釉层，以达到仿木纹效果，获得了具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖。

Description

一种具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑陶瓷技术领域，具体涉及一种具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
木质材料是由天然木材加工而成，它有着独特的质感与纹理，迎合着现代人们回归自然、追求质朴的心理。木质材料有着比较好的防滑性，而且它没有陶瓷砖冰冷的感觉，触感比较舒适，具有温感。但木质材料的耐磨性较差，而且极易积灰，清洁起来比较麻烦。仿木纹陶瓷砖是一种主流的家居材料，仿木纹陶瓷砖具有强度高，不易变形，容易清洁打理，而且组合花式多样，多方面的性能均胜过天然木材。
目前，制备仿木纹陶瓷砖的方法主要有以下几种：第一种是如专利CN109291723A公开的立体面木纹陶瓷砖、立体面木纹陶瓷砖浮雕效果釉层及装饰工艺，其制备方法是在普通瓷砖坯体上施一层立体面木纹陶瓷砖浮雕效果釉来制备仿木纹陶瓷砖。第二种是如专利CN 201334764 Y公开的木纹陶瓷砖，其制备方法是在砖体表面采用微细粉料和玉质材料形成细条纹木纹图案，再进行烧成，制得木纹陶瓷砖。上述两种方法制备出的木纹陶瓷砖虽然纹理逼真，但摸上去瓷砖表面冰冷，并没有木质材料的触感。
因此，亟需开发一种可降低陶瓷砖的凉度，使其具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖。
发明内容
本发明提出一种具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖及其制备方法，以解决现有技术中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。
为克服上述技术问题，本发明的第一个技术方案是，提供了一种仿木纹陶瓷砖。
具体地，一种仿木纹陶瓷砖，所述仿木纹陶瓷砖自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层，所述低导热层的原料组成包括陶瓷粉料、无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体。
本发明通过在坯体层表面设置一层低导热层，可有效隔绝陶瓷砖坯体的凉度，并降低热量的传导速率，使陶瓷砖具有了木质的温触感；同时，在低导热层上表面依次设置面釉层、木纹釉层和透明釉层，以达到仿木纹效果，多层结构的综合作用，获得了具有木质温触感的仿木纹陶瓷砖。
本发明选用陶瓷粉料、无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体作为低导热层主要的原料，其中：纳米Al2O3-SiO2气凝胶具有三维纳米颗粒骨架结构，可有效抑制固态热传导和气体对流传热，是良好的隔热材料，当人体与陶瓷砖接触时，可有效隔绝陶瓷砖坯体的凉度，并降低热量的传导，使陶瓷砖具有了木质的温感，但纳米Al2O3-SiO2气凝胶却存在强度低、脆性大，用于材料中间层时易导致材料整体强度降低；因此，通过添加无机纤维，无机纤维与纳米Al2O3-SiO2气凝胶复合后，纳米Al2O3-SiO2气凝胶将填充于无机纤维之间的空隙，并以无机纤维作为增强相，从而提高陶瓷砖的强度；陶瓷粉料作为低导热层的主体材料，一方面需与无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶复合保持良好的相容性，另一方面还需与坯体层和面釉层保持适配，以防止砖体的变形或开裂。本发明的低导热层，通过低导热层的陶瓷粉料、无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体三者相互协同作用，在保障陶瓷砖基本性能的前提下，实现了陶瓷砖的木质温触感，从外观和触感两个维度，达到了更为逼真的仿木纹效果。
作为上述方案的进一步改进，所述陶瓷粉料与所述坯体层的化学组成相同。
具体地，采用与坯体层相同化学组成的陶瓷粉料作为低导热层的主要成分，有利于坯体层与低导热层间的结合，可有效防止陶瓷砖的层间开裂和产品的变形等缺陷。
作为上述方案的进一步改进，所述无机纤维为莫来石纤维或氧化铝纤维，这些无机纤维与坯体层、面釉层和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体均含有相同的化学组分，性能更为相近，因此相容性和适配性更佳，有利于层间的结合性能。
作为上述方案的进一步改进，所述低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料91-95份、无机纤维2-4份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3-5份。
具体地，无机纤维的加入量过多时，容易产生团聚，不易分散，从而影响增强效果；气凝胶粉体的强度低、脆性大，加入量也不宜过多。因此，特定无机纤维和的纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体的加入量比例，可在保障低导热层隔热性能的同时，不影响陶瓷砖的整体强度。
优选的，所述坯体层的厚度与低导热层的厚度比为(8-10)：1；进一步优选的，所述坯体层的厚度与低导热层的厚度比为9：1。
具体地，所述低导热层的厚度与其隔绝坯体层的凉度关系程度并不高，但出于对低导热层的强度和成本的考量，而将坯体层的厚度与低导热层的厚度比设置为(8-10)：1。
作为上述方案的进一步改进，所述木纹釉层的化学组成，按质量百分比计包括：55-70％的SiO2、10-25％的Al2O3、0.1-0.5％的Fe2O3、0.2-0.4％TiO2、4-7％的CaO、3-5％的MgO、1-4％的K2O、2-5％的Na2O、4-8％的ZnO。
优选的，所述木纹釉层的化学组成中，SiO2与Al2O3的摩尔比为(4.5-6)：1。
具体地，通过控制木纹釉层中SiO2与Al2O3的摩尔比，从而控制釉料在高温下的粘度和表面张力，以调整木纹釉的光泽度在12-20之间，实现木纹釉的光感柔和，使仿木纹效果更逼真。
进一步的，所述面釉层和透明釉层的原料没有特别要求，选用普通陶瓷砖的面釉釉料和透明釉料即可。
本发明的第二个技术方案是，提供了一种仿木纹陶瓷砖的制备方法。
具体地，一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，所述仿木纹陶瓷砖的制备方法用于制备上述的仿木纹陶瓷砖。
作为上述方案的进一步改进，一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的原料，干压成型，制得坯体层；
(2)在所述坯体层的上表面布施低导热层的原料，干压成型，制得低导热坯体；
(3)在所述低导热坯体上依次施面釉、木纹釉和保护釉，经烧成后，制得所述仿木纹陶瓷砖。
作为上述方案的进一步改进，步骤(1)和步骤(2)中，所述干压成型的压力相同。
作为上述方案的进一步改进，步骤(3)中，所述烧成的温度为1150-1200℃，烧成的时间为40-60分钟。
优选的，一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)在陶瓷粉料中添加无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体，混合均匀后，制得低导热层粉料后，以布料的方式将其布施于坯体层的上表面，干压成型，制得所述低导热坯体；
(3)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于所述低导热坯体表面，经入窑烧成后，制得所述仿木纹陶瓷砖。
本发明的上述技术方案相对于现有技术，至少具有如下技术效果或优点：
本发明通过在坯体层表面设置一层低导热层，且低导热层以陶瓷粉料、无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体为主要原料，利用纳米Al2O3-SiO2气凝胶具有三维纳米颗粒骨架结构，以抑制固态热传导和气体对流传热，从而有效隔绝陶瓷砖坯体的凉度，并降低热量的传导，实现陶瓷砖的木质温感；同时，通过无机纤维与纳米Al2O3-SiO2气凝胶的复合，纳米Al2O3-SiO2气凝胶将填充于无机纤维之间的空隙，并以无机纤维作为增强相，从而提高陶瓷砖的强度；陶瓷粉料的加入，主要用于防止砖体的变形或开裂。三种原料的相互协同作用，在保障陶瓷砖基本性能的前提下，实现了陶瓷砖的木质温触感；并在低导热层上表面依次设置面釉层、木纹釉层和透明釉层，以达到仿木纹效果；多层结构的综合作用，获得了更为逼真的仿木纹陶瓷砖，并实现仿木纹陶瓷砖的抗折强度39.0-43.2MPa，导热系数不大于0.093W/m·K。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解，有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围，同时，下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品，未详细提及的工艺步骤或制备方法均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
以下各实施例和对比例的坯体层、面釉层和透明釉层均采用本公司生产所用的坯体、面釉和透明釉。其化学组成分别为：
坯体层的化学组成，按质量百分比计包括：67.75％的SiO2、20.09％的Al2O3、0.41％的Fe2O3、0.24％的TiO2、0.55％的CaO、0.86％的MgO、3.57％的K2O、2.42％的Na2O、4.11％的烧失。
面釉层的化学组成，按质量百分比计包括：58.80％的SiO2、29.28％的Al2O3、0.2％的Fe2O3、0.01％的TiO2、0.77％的CaO、0.13％的MgO、1.48％的K2O、3.56％的Na2O、3.86％的烧失、0.56％的ZrO2、1.35％的ZnO。
透明釉层的化学组成，按质量百分比计包括：49.58％的SiO2、17.36％的Al2O3、0.15％的Fe2O3、0.01％的TiO2、7.48％的CaO、3.98％的MgO、3.49％的K2O、1.5％的Na2O、0.41％的ZrO2、2.85％的ZnO、13.19％的烧失。
实施例1
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。
其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料94份、莫来石纤维3份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3份；陶瓷粉料与坯体层的化学组成相同；木纹釉层的化学组成，按质量百分比计包括：59.70％的SiO2、19.3％的Al2O3、0.2％的Fe2O3、0.3％TiO2、4.5％的CaO、3％的MgO、3％的K2O、4％的Na2O、6％的ZnO；木纹釉层的化学组成中，SiO2与Al2O3的摩尔比为5.25，坯体层与低导热层的厚度比为9：1。
一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)在陶瓷粉料中添加莫来石纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体，混合均匀后，制得低导热层粉料后，以布料的方式将其布施于坯体层的上表面，干压成型，制得低导热坯体；
(3)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于导热坯体表面，经入窑1180℃烧成50分钟后，制得本实施例的仿木纹陶瓷砖。
实施例2
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。
其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料92份、氧化铝纤维3份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体5份；陶瓷粉料与坯体层的化学组成相同；木纹釉层的化学组成，按质量百分比计包括：57.7％的SiO2、21.3％的Al2O3、0.2％的Fe2O3、0.3％TiO2、4.5％的CaO、3％的MgO、3％的K2O、4％的Na2O、6％的ZnO；木纹釉层的化学组成中，SiO2与Al2O3的摩尔比为4.6，坯体层与低导热层的厚度比为9：1。
一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)在陶瓷粉料中添加氧化铝纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体，混合均匀后，制得低导热层粉料后，以布料的方式将其布施于坯体层的上表面，干压成型，制得低导热坯体；
(3)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于导热坯体表面，经入窑1180℃烧成60分钟后，制得本实施例的仿木纹陶瓷砖。
实施例3
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。
其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料95份、氧化铝纤维2份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3份；陶瓷粉料与坯体层的化学组成相同；木纹釉层的化学组成，按质量百分比计包括：61.58％的SiO2、17.42％的Al2O3、0.2％的Fe2O3、0.3％TiO2、4.5％的CaO、3％的MgO、3％的K2O、4％的Na2O、6％的ZnO；木纹釉层的化学组成中，SiO2与Al2O3的摩尔比为6；坯体层与低导热层的厚度比为9：1。
一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)在陶瓷粉料中添加氧化铝纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体，混合均匀后，制得低导热层粉料后，以布料的方式将其布施于坯体层的上表面，干压成型，制得低导热坯体；
(3)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于导热坯体表面，经入窑1200℃烧成40分钟后，制得本实施例的仿木纹陶瓷砖。
实施例4
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料94份、莫来石纤维3份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3份；陶瓷粉料的化学组成，按质量百分比计包括：58％的SiO2、25％的Al2O3、0.3％的Fe2O3、0.2％的TiO2、2.5％的CaO、3.48％的MgO、3.05％的K2O、3.24％的Na2O、4.23％的烧失。
实施例4的仿木纹陶瓷砖与实施例1的区别在于，实施例4的低导热层中陶瓷粉料的化学组成与坯体层的化学组成不相同，坯体层、面釉层、木纹釉层和透明釉层的化学组成、坯体层与低导热层的厚度比均与实施例1相同。
实施例4的仿木纹陶瓷砖的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料94份、莫来石纤维3份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3份；陶瓷粉料与坯体层的化学组成相同。木纹釉层的化学组成，按质量百分比计包括：65.18％的SiO2、13.82％的Al2O3、0.2％的Fe2O3、0.3％TiO2、3.75％的CaO、3％的MgO、2.75％的K2O、4.5％的Na2O、6.5％的ZnO；木纹釉层的化学组成中，SiO2与Al2O3的摩尔比为8。
实施例5的仿木纹陶瓷砖与实施例1的区别在于，实施例4的低导热层中，木纹釉层的化学组成不同，其SiO2与Al2O3的摩尔比为8；坯体层、面釉层、和透明釉层的化学组成、坯体层与低导热层的厚度比均与实施例1相同。
实施例5的仿木纹陶瓷砖的制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。
对比例1的仿木纹陶瓷砖与实施例1的区别在于，对比例1不包含低导热层，坯体层、面釉层、木纹釉层和透明釉层的化学组成、坯体层与低导热层的厚度比均与实施例1相同。
一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于坯体层表面，经入窑1180℃烧成50分钟后，制得本对比例的仿木纹陶瓷砖。
对比例2
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料97份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3份。
对比例2的仿木纹陶瓷砖与实施例1的区别在于，对比例2的低导热层中不包含莫来石纤维，坯体层、面釉层、木纹釉层和透明釉层的化学组成、坯体层与低导热层的厚度比均与实施例1相同。
一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)在陶瓷粉料中添加纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体，混合均匀后，制得低导热层粉料后，以布料的方式将其布施于坯体层的上表面，干压成型，制得低导热坯体；
(3)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于导热坯体表面，经入窑1180℃烧成50分钟后，制得本对比例的仿木纹陶瓷砖。
对比例3
一种仿木纹陶瓷砖，自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层。其中：低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料97份、莫来石纤维3份。
对比例3的仿木纹陶瓷砖与实施例1的区别在于，对比例3的低导热层中不包含纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体，坯体层、面釉层、木纹釉层和透明釉层的化学组成、坯体层与低导热层的厚度比均与实施例1相同。
一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取坯体层的各原料混合均匀，经球磨、喷雾造粒、干压成型，制得坯体层；
(2)在陶瓷粉料中添加莫来石纤维，混合均匀后，制得低导热层粉料后，以布料的方式将其布施于坯体层的上表面，干压成型，制得低导热坯体；
(3)分别取面釉层、木纹釉层和透明釉层的原料混合后，进行湿法球磨、除铁均化，制得面釉浆料、木纹釉浆料和透明釉浆料后，将其依次喷淋施于导热坯体表面，经入窑1180℃烧成50分钟后，制得本对比例的仿木纹陶瓷砖。
性能测试
按照GB/T3810.4-2016陶瓷砖试验方法中的测试方法，对实施例1-5和对比例1-3所制得的仿木纹陶瓷砖进行抗折强度的测试；采用导热系数测定仪(型号：G-A)测试陶瓷砖的导热系数；并观察陶瓷砖的表面纹理和记录触摸其表面的触感，测试结果如表1所示。
表1：各实施例和对比例的性能测试对比表
样品 导热系数(W/m·K) 抗折强度(MPa) 表面触感 表面纹理
实施例1 0.093 43.2 木质温感 纹理逼真
实施例2 0.087 42.4 木质温感 纹理逼真
实施例3 0.093 42.0 木质温感 纹理逼真
实施例4 0.093 39.0 木质温感 纹理逼真
实施例5 0.093 43.2 木质温感 纹理光亮失真
对比例1 0.58 40.0 冰凉感 纹理逼真
对比例2 0.093 38.4 木质温感 纹理逼真
对比例3 0.58 43.8 冰凉感 纹理逼真
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述仿木纹陶瓷砖自下而上包括坯体层、低导热层、面釉层、木纹釉层和透明釉层，所述低导热层的原料组成包括陶瓷粉料、无机纤维和纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体。
2.根据权利要求1所述的仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述陶瓷粉料与所述坯体层的化学组成相同。
3.根据权利要求1所述的仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述无机纤维为莫来石纤维或氧化铝纤维。
4.根据权利要求1所述的仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述低导热层的原料组成，按重量份计包括：陶瓷粉料91-95份、无机纤维2-4份、纳米Al2O3-SiO2气凝胶粉体3-5份。
5.根据权利要求1所述的仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述坯体层与所述低导热层的厚度比为(8-10)：1。
6.根据权利要求1所述的仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述木纹釉层的化学组成，按质量百分比计包括：55-70％的SiO2、10-25％的Al2O3、0.1-0.5％的Fe2O3、0.2-0.4％TiO2、4-7％的CaO、3-5％的MgO、1-4％的K2O、2-5％的Na2O、4-8％的ZnO。
7.根据权利要求6所述的仿木纹陶瓷砖，其特征在于，所述木纹釉层的化学组成中，SiO2与Al2O3的摩尔比为(4.5-6)：1。
8.一种仿木纹陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述仿木纹陶瓷砖的制备方法用于制备权利要求1至7任意一项所述的仿木纹陶瓷砖。
9.根据权利要求8所述的仿木纹陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取坯体层的原料，干压成型，制得坯体层；
(2)在所述坯体层的上表面布施低导热层的原料，干压成型，制得低导热坯体；
(3)在所述低导热坯体上依次施面釉、木纹釉和透明釉，经烧成后，制得所述仿木纹陶瓷砖。
10.根据权利要求9所述的仿木纹陶瓷砖的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述烧成的温度为1150-1200℃，烧成的时间为40-60分钟。
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