CN114478070A - 一种数码金属面岩板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于岩板技术领域，本发明具体公开了一种数码金属面岩板的制备方法，所述的数码金属面岩板的制备方法，包括以下步骤：将坯体送入陶瓷数码打印机中，通过喷墨打印底釉、数码金属釉料；送入窑炉中烧结，冷却，得到所述数码金属面岩板；所述数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s。本发明通过在所述的坯体上喷墨打印底釉、数码金属釉料，烧结，制备得到了所述数码金属面岩板，通过打印数码金属釉料形成金属面，通过控制所述的数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s（25℃），在打印过程中能够被均匀涂覆和流平，在烧结过程中不会出现变形，从而具有良好的平整性和致密度。
Description
技术领域
本发明涉及岩板技术领域，具体涉及一种数码金属面岩板的制备方法。
背景技术
岩板作为近两年新兴的全新材质，由于其大、薄、二次加工性能好等特点，可替代石材、玻璃、塑胶面板、石英石、人造石等，广泛应用于各类台面板、大型背景、橱卫定制等领域。
数码技术在陶瓷、岩板加工领域所占比例逐步增加，在陶瓷、岩板加工领域中，数码技术的优越性愈发突出，目前通过数码技术打印的岩板普遍存在强度较低，因此，如何通过数码技术打印出具有良好强度的岩板成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种数码金属面岩板的制备方法，所述的岩板表面通过打印数码金属釉料形成金属面，所述的金属面表面平整且所述的岩板具有良好的强度。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种数码金属面岩板的制备方法，包括以下步骤：
将坯体送入陶瓷数码打印机中，通过喷墨打印底釉、数码金属釉料；
送入窑炉中烧结，冷却，得到所述数码金属面岩板；
所述数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s。
本发明通过在所述的坯体上喷墨打印底釉、数码金属釉料，烧结，制备得到了所述数码金属面岩板，通过打印数码金属釉料形成金属面，通过控制所述的数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s（25℃），在打印过程中能够被均匀涂覆和流平，在烧结过程中不会出现变形，从而具有良好的平整性和致密度。
作为一种优选方案，所述数码金属釉料含有改性金属氧化物，且所述的改性金属氧化物为数码金属釉料总重量的15~25%。
通过将所述的改性金属氧化物控制在数码金属釉料总重量的15~25%，使得所述的岩板在烧结过程中不出现样品塌陷及变形，制备出高致密、高强度的岩板。
作为一种优选方案，所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.2~0.6%消泡剂、1~2%粘结剂、1.5~3%表面活性剂、3~6%分散剂、2~6%硼酸、2~7%流变调节剂、5~10%硅酸钙、5~10%金属粉、15~25%改性金属氧化物、35~50%溶剂。
本发明的发明人在大量的研究中发现，在所含有金属粉以及改性金属氧化物的配方体系中，体系粘度会显著影响整体的效果，首先，如果粘度过大（高于150mPa·s），在打印过程中能够很难被均匀涂覆和流平，造成整体的强度下降，同时粘度过大易堵塞喷嘴，若粘度过低（低于60 mPa·s），在后续的烧结过程中，易发生变形和塌陷，会导致所述的金属面强度低，脆性大，因此，需要将所述的粘度控制在60~150mPa·s，从而使所述数码金属釉料在打印过程中能够被均匀涂覆和流平，在烧结过程中不会出现变形，从而具有良好的平整性和致密度。
作为一种优选方案，所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.2~0.5%消泡剂、1.2~2%粘结剂、1.5~2.5%表面活性剂、3~5%分散剂、2~5%硼酸、4~7%流变调节剂、6~10%硅酸钙、6~9%金属粉、18~25%改性金属氧化物、40~50%溶剂。
作为一种优选方案，所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.4%消泡剂、1.5%粘结剂、1.8%表面活性剂、3.2%分散剂、4%硼酸、5%流变调节剂、8%硅酸钙、8%金属粉、22%改性金属氧化物、46.1%溶剂。
作为一种优选方案，所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将30~60重量份氧化钙、20~50重量份氧化锆、10~40重量份氧化铈加入到球磨机中，以800~2000rpm转速球磨1~5h，得到混合物；
S2、将0.2~0.8重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1~4重量份氢化牛脂基伯胺、4~10重量份十二烷基苯磺酸钠加入到70~90重量份乙二醇中，配制成第一改性剂，将0.5~3重量份醋酸铵、1~5重量份冰醋酸、5~12重量份葵二酸加入到60~90重量份油酸中配制成第二改性剂；
S3、将混合物加入到第一改性剂中，在65~80℃下浸泡60~180min，过滤，干燥，得到预处理混合物，将预处理混合物加入到第二改性剂中，在65~80℃下，以400~1000W超声处理40~80min，过滤，研磨至800~2000目，得到改性金属氧化物。
本发明的发明人首先使用的是以30~60重量份氧化钙、20~50重量份氧化锆、10~40重量份氧化铈球磨而成的金属氧化物，发现，采用此金属氧化物，所述的数码金属釉料的粘度过高，会导致打印过程中数码金属釉料难以涂覆和流平，同时难以分散在所述的数码金属釉料中，导致局部应力过大或者过小，从而导致岩板强度下降，因此，需要对所述的金属氧化物进行改性处理。
本发明通过上述的改性方法对所述的金属氧化物进行改性处理，使所述的金属氧化物能够均匀的分散在所述的数码金属釉料中，不会发生团聚现象，不会造成局部应力过大或者过小，且在打印过程中，易涂覆和流平，从而，提高所述的岩板的致密度与强度。
发明人发现，不同的改性金属氧化物的制备方法制备得到的改性金属氧化物对于强度的提高是不同的，采取本发明所述的改性金属氧化物的制备方法制备得到的改性金属氧化物相比于其他方法制备得到的加入到所述的数码金属釉料中能够更加显著的提高强度。
作为一种优选方案，所述表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
作为一种优选方案，所述金属粉由钛粉、钴粉、钼粉按照重量比1：0.2~0.6：0.1~0.4组成。
作为一种优选方案，所述流变调节剂由磷酸钙、聚乙烯醇缩丁醛、粘土、羧甲基纤维素按照重量比5~12：2~6：1~4：1~4组成。
作为一种优选方案，所述分散剂为分散剂BYK-163、分散剂solsperse12000、聚丙烯酰胺、分散剂BYK-AT203、分散剂BYK-9077中的一种或多种；所述消泡剂为磷酸三十酯、磷酸三丁酯、正辛醇、十六醇中的一种或多种，所述粘结剂为聚乙二醇。
作为一种优选方案，所述溶剂为乙二醇二甲醚、二丙二醇乙醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、丁醇、异丙醇、丙酮、环己酮、醋酸丁酯中的至少两种。
本发明的有益效果：本发明通过在所述的坯体上喷墨打印底釉、数码金属釉料，烧结，制备得到了所述数码金属面岩板，通过打印数码金属釉料形成金属面，通过控制所述的数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s（25℃），在打印过程中能够被均匀涂覆和流平，在烧结过程中不会出现变形，从而具有良好的平整性和致密度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种数码金属面岩板的制备方法，包括以下步骤：
将坯体送入陶瓷数码打印机中，通过喷墨打印底釉（施加量为150g/m2）、数码金属釉料（施加量为200g/m2）；
送入窑炉中在1450℃烧结40min，冷却，得到所述数码金属面岩板。
所述数码金属釉料的粘度为102mPa·s（25℃下）。
通过在所述的坯体上喷墨打印底釉、数码金属釉料，烧结，制备得到了所述数码金属面岩板，通过打印数码金属釉料形成金属面，通过控制所述的数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s（25℃），在打印过程中能够被均匀涂覆和流平，在烧结过程中不会出现变形，从而具有良好的平整性和致密度。
所述底釉由以下重量份原料制备而成：0.5份消泡剂、2份表面活性剂、4份分散剂、20份高岭土、10份石英石、5份氧化铝、2份氧化锆、8份硅酸钙、48.5份溶剂。
所述底釉中表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，所述底釉中消泡剂为磷酸三丁酯，所述底釉中分散剂为分散剂BYK-163，所述底釉中溶剂由乙二醇二甲醚、乙二醇按照重量比1:1组成。
所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.4%消泡剂、1.5%粘结剂、1.8%表面活性剂、3.2%分散剂、4%硼酸、5%流变调节剂、8%硅酸钙、8%金属粉、22%改性金属氧化物、46.1%溶剂。
所述数码金属釉料中的表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，所述数码金属釉料中的为分散剂solsperse12000，所述数码金属釉料中的消泡剂为磷酸三十酯，所述数码金属釉料中的粘结剂为聚乙二醇-1000，所述数码金属釉料中的溶剂由乙二醇二甲醚、乙二醇按照重量比1:1组成。
所述金属粉由钛粉、钴粉、钼粉按照重量比1：0.5：0.3组成。
所述流变调节剂由磷酸钙、聚乙烯醇缩丁醛、粘土、羧甲基纤维素按照重量比10：5：3：2组成。
所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将50重量份氧化钙、30重量份氧化锆、20重量份氧化铈加入到球磨机中，以1500rpm转速球磨4h，得到混合物；
S2、将0.5重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3重量份氢化牛脂基伯胺、8重量份十二烷基苯磺酸钠加入到88.5重量份乙二醇中，配制成第一改性剂，将2重量份醋酸铵、4重量份冰醋酸、10重量份葵二酸加入到84重量份油酸中配制成第二改性剂；
S3、将1重量份混合物加入到5重量份第一改性剂中，在75℃下浸泡120min，过滤，干燥，得到预处理混合物，将1重量份预处理混合物加入到4重量份第二改性剂中，在75℃下，以800W超声处理50min，过滤，研磨至1000目，得到改性金属氧化物。
通过上述的改性方法对所述的金属氧化物进行改性处理，使所述的金属氧化物能够均匀的分散在所述的数码金属釉料中，不会发生团聚现象，不会造成局部应力过大或者过小，且在打印过程中，易涂覆和流平，从而，提高所述的岩板的致密度与强度。
实施例2
一种数码金属面岩板的制备方法，包括以下步骤：
将坯体送入陶瓷数码打印机中，通过喷墨打印底釉（施加量为150g/m2）、数码金属釉料（施加量为200g/m2）；
送入窑炉中在1450℃烧结40min，冷却，得到所述数码金属面岩板。
所述数码金属釉料的粘度为90mPa·s（25℃下）。
所述底釉由以下重量份原料制备而成：0.5份消泡剂、2份表面活性剂、4份分散剂、20份高岭土、10份石英石、5份氧化铝、2份氧化锆、8份硅酸钙、48.5份溶剂。
所述底釉中表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，所述底釉中消泡剂为磷酸三丁酯，所述底釉中分散剂为分散剂BYK-163，所述底釉中溶剂由乙二醇二甲醚、乙二醇按照重量比1:1组成。
所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.6%消泡剂、1%粘结剂、3%表面活性剂、3%分散剂、6%硼酸、4%流变调节剂、8%硅酸钙、10%金属粉、16%改性金属氧化物、48.4%溶剂。
所述数码金属釉料中的表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，所述数码金属釉料中的为分散剂BYK-AT203，所述数码金属釉料中的消泡剂为磷酸三十酯，所述数码金属釉料中的粘结剂为聚乙二醇-1000，所述数码金属釉料中的溶剂由乙二醇二甲醚、乙二醇按照重量比1:1组成。
所述金属粉由钛粉、钴粉、钼粉按照重量比1：0.6：0.4组成。
所述流变调节剂由磷酸钙、聚乙烯醇缩丁醛、粘土、羧甲基纤维素按照重量比5：6：1：4组成。
所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将60重量份氧化钙、20重量份氧化锆、20重量份氧化铈加入到球磨机中，以1000rpm转速球磨3h，得到混合物；
S2、将0.6重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2重量份氢化牛脂基伯胺、8重量份十二烷基苯磺酸钠加入到89.4重量份乙二醇中，配制成第一改性剂，将1.5重量份醋酸铵、4重量份冰醋酸、10重量份葵二酸加入到84.5重量份油酸中配制成第二改性剂；
S3、将1重量份混合物加入到6重量份第一改性剂中，在70℃下浸泡120min，过滤，干燥，得到预处理混合物，将1重量份预处理混合物加入到5重量份第二改性剂中，在70℃下，以600W超声处理60min，过滤，研磨至1000目，得到改性金属氧化物。
实施例3
一种数码金属面岩板的制备方法，包括以下步骤：
将坯体送入陶瓷数码打印机中，通过喷墨打印底釉（施加量为150g/m2）、数码金属釉料（施加量为200g/m2）；
送入窑炉中在1450℃烧结40min，冷却，得到所述数码金属面岩板。
所述数码金属釉料的粘度为125mPa·s（25℃下）。
所述底釉由以下重量份原料制备而成：0.5份消泡剂、2份表面活性剂、4份分散剂、20份高岭土、10份石英石、5份氧化铝、2份氧化锆、8份硅酸钙、48.5份溶剂。
所述底釉中表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，所述底釉中消泡剂为磷酸三丁酯，所述底釉中分散剂为分散剂BYK-163，所述底釉中溶剂由乙二醇二甲醚、乙二醇按照重量比1:1组成。
所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.4%消泡剂、2%粘结剂、1.5%表面活性剂、6%分散剂、2%硼酸、5%流变调节剂、10%硅酸钙、7%金属粉、20%改性金属氧化物、46.1%溶剂。
所述数码金属釉料中的表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠，所述数码金属釉料中的为分散剂BYK-AT203，所述数码金属釉料中的消泡剂为磷酸三十酯，所述数码金属釉料中的粘结剂为聚乙二醇-1000，所述数码金属釉料中的溶剂由乙二醇二甲醚、乙二醇按照重量比1:1组成。
所述金属粉由钛粉、钴粉、钼粉按照重量比1：0.2：0.1组成。
所述流变调节剂由磷酸钙、聚乙烯醇缩丁醛、粘土、羧甲基纤维素按照重量比12：2：4：2组成。
所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将40重量份氧化钙、40重量份氧化锆、20重量份氧化铈加入到球磨机中，以1500rpm转速球磨2h，得到混合物；
S2、将0.8重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、2重量份氢化牛脂基伯胺、10重量份十二烷基苯磺酸钠加入到87.2重量份乙二醇中，配制成第一改性剂，将1重量份醋酸铵、2重量份冰醋酸、12重量份葵二酸加入到85重量份油酸中配制成第二改性剂；
S3、将1重量份混合物加入到6重量份第一改性剂中，在70℃下浸泡120min，过滤，干燥，得到预处理混合物，将1重量份预处理混合物加入到5重量份第二改性剂中，在75℃下，以800W超声处理60min，过滤，研磨至1000目，得到改性金属氧化物。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1采用金属氧化物替换所述的改性金属氧化物，其他都相同。
所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将50重量份氧化钙、30重量份氧化锆、20重量份氧化铈加入到球磨机中，以1500rpm转速球磨4h，得到金属氧化物。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的改性金属氧化物的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
本对比例中，所述的金属氧化物采用常规的硅烷偶联剂改性。
所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将50重量份氧化钙、30重量份氧化锆、20重量份氧化铈加入到球磨机中，以1500rpm转速球磨4h，得到混合物；
S2、将1重量份混合物加入到5重量份质量浓度为5%的硅烷偶联剂KH550水溶液中在75℃下，以800W超声处理50min，过滤，研磨至1000目，得到改性金属氧化物。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的流变调节剂的组成不同于实施例1，其他都相同。
所述流变调节剂为单一的磷酸钙。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，所述的改性金属氧化物、金属粉的重量百分比含量不同于实施例1，其他都相同。
所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.4%消泡剂、1.5%粘结剂、1.8%表面活性剂、3.2%分散剂、4%硼酸、5%流变调节剂、8%硅酸钙、8%金属粉、30%改性金属氧 化物、38.1%溶剂。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，所述的改性金属氧化物、金属粉的重量百分比含量不同于实施例1，其他都相同。
所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.4%消泡剂、1.5%粘结剂、1.8%表面活性剂、3.2%分散剂、4%硼酸、5%流变调节剂、8%硅酸钙、8%金属粉、12%改性金属氧 化物、56.1%溶剂。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.采用抗折试验机测试实施例1~3、对比例1~3所述的岩板的抗折强度。
表1 测试结果
对比实施例1~3可知，通过优化所述数码金属釉料的配方配比以及所述改性金属氧化物的制备参数能够在一定范围内提高所述的岩板的强度，其中实施例1为本发明最佳实施方式，具有最佳的强度。
对比实施例1与对比例1、2可知，本发明所述的改性金属氧化物能够显著提高所述的岩板的抗折强度，且所述的改性金属氧化物的制备方法对所述的抗折强度具有显著贡献，即不同的改性金属氧化物的制备方法制备得到的改性金属氧化物对于强度的提高是不同的，采取本发明所述的改性金属氧化物的制备方法制备得到的改性金属氧化物相比于其他方法制备得到的加入到所述的数码金属釉料中能够更加显著的提高强度。
对比实施例1与对比例3可知，采取本发明所述的流变调节剂能够显著提高强度，采取本发明所述的四元流变调节剂相比于采取单一的流变调节剂能够更加显著的提高强度。
对比实施例1与对比例4、5可知，若所述的改性金属氧化物的含量不在本申请的范围之内，强度会显著下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将坯体送入陶瓷数码打印机中，通过喷墨打印底釉、数码金属釉料；
送入窑炉中烧结，冷却，得到所述数码金属面岩板；
所述数码金属釉料的粘度为60~150mPa·s。
2.根据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述数码金属釉料含有改性金属氧化物，且所述的改性金属氧化物为数码金属釉料总重量的15~25%。
3.根据权利要求1所述数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.2~0.6%消泡剂、1~2%粘结剂、1.5~3%表面活性剂、3~6%分散剂、2~6%硼酸、2~7%流变调节剂、5~10%硅酸钙、5~10%金属粉、15~25%改性金属氧化物、35~50%溶剂。
4.据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.2~0.5%消泡剂、1.2~2%粘结剂、1.5~2.5%表面活性剂、3~5%分散剂、2~5%硼酸、4~7%流变调节剂、6~10%硅酸钙、6~9%金属粉、18~25%改性金属氧化物、40~50%溶剂。
5.据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述数码金属釉料由以下重量百分比原料制备而成：0.4%消泡剂、1.5%粘结剂、1.8%表面活性剂、3.2%分散剂、4%硼酸、5%流变调节剂、8%硅酸钙、8%金属粉、22%改性金属氧化物、46.1%溶剂。
6.根据权利要求2所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述改性金属氧化物的制备方法为：
S1、将30~60重量份氧化钙、20~50重量份氧化锆、10~40重量份氧化铈加入到球磨机中，以800~2000rpm转速球磨1~5h，得到混合物；
S2、将0.2~0.8重量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1~4重量份氢化牛脂基伯胺、4~10重量份十二烷基苯磺酸钠加入到70~90重量份乙二醇中，配制成第一改性剂，将0.5~3重量份醋酸铵、1~5重量份冰醋酸、5~12重量份葵二酸加入到60~90重量份油酸中配制成第二改性剂；
S3、将混合物加入到第一改性剂中，在65~80℃下浸泡60~180min，过滤，干燥，得到预处理混合物，将预处理混合物加入到第二改性剂中，在65~80℃下，以400~1000W超声处理40~80min，过滤，研磨至800~2000目，得到改性金属氧化物。
7.据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。
8.根据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述金属粉由钛粉、钴粉、钼粉按照重量比1：0.2~0.6：0.1~0.4组成。
9.根据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述流变调节剂由磷酸钙、聚乙烯醇缩丁醛、粘土、羧甲基纤维素按照重量比5~12：2~6：1~4：1~4组成。
10.根据权利要求1所述的数码金属面岩板的制备方法，其特征在于，所述分散剂为分散剂BYK-163、分散剂solsperse12000、聚丙烯酰胺、分散剂BYK-AT203、分散剂BYK-9077中的一种或多种；所述消泡剂为磷酸三十酯、磷酸三丁酯、正辛醇、十六醇中的一种或多种，所述粘结剂为聚乙二醇；所述溶剂为乙二醇二甲醚、二丙二醇乙醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、丁醇、异丙醇、丙酮、环己酮、醋酸丁酯中的至少两种。
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