CN114853342B - 一种热弯亮光陶瓷岩板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热弯亮光陶瓷岩板及其制备方法，所述热弯亮光陶瓷岩板包括适用于热弯工艺的透明抛釉，所述透明抛釉的化学成分包括CaO、ZnO、SiO2和Al2O3，其中CaO的质量百分含量为8％‑9％，ZnO的质量百分含量为6％‑8％，SiO2和Al2O3的质量比为(5‑8)：1。采用本发明的透明抛釉配方和制备方法制备的热弯亮光陶瓷岩板，具有较高的光泽度和透明度，发色稳定良好。产品经过热弯工艺处理后，产品釉面可以保持较高的光泽度(一般＞80°)，陶瓷岩板产品的发色和热弯前差异不大，能很好地与原有的设计色彩匹配。

Description

一种热弯亮光陶瓷岩板及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种热弯亮光陶瓷岩板及其制备方法，使热弯前后的陶瓷岩板的光泽度相对保持一致，且发色情况稳定良好，可以满足进行不同弧度的亮光热弯产品的制备要求。
背景技术
热弯陶瓷岩板是一种新型的曲面造型岩板，经热弯工艺处理后的陶瓷岩板可以制备装饰效果较好的曲面艺术陶瓷板产品，以应用于不同的装饰场景；但是经过热完后的陶瓷板由于热弯的温度较原始烧成的温度低，同时在热弯过程中根据热弯的不同效果需要保温热弯等工艺操作，此工艺会导致大部分的抛光透明釉岩板或陶瓷板产品在热弯后出现光泽度下降、析晶、变色等情况突出；通过对热弯前后样品进行扫描电镜分析，如图1中的SEM所示，岩板产品经过热弯工艺处理后釉层中析出了大量的晶体，造成釉面失透、光泽度降低。
针对以上常规岩板产品经过热弯工艺处理后的缺陷，开发热弯前后光泽度一致、发色稳定的陶瓷岩板产品是亮光热弯产品迫切需要解决的问题。
发明内容
发明要解决的问题：
针对上述现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种热弯亮光陶瓷岩板，开发一种适用于热弯工艺的透明抛釉，完善相关的热弯工艺制备方法，保证陶瓷岩板在热弯前后的光泽度保持一致、发色情况稳定，满足不同弧度的亮光热弯产品的制备要求。
解决问题的手段：
为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种热弯亮光陶瓷岩板，包括适用于热弯工艺的透明抛釉，所述透明抛釉的化学成分包括CaO、ZnO、SiO2和Al2O3，其中CaO的质量百分含量为8％-9％，ZnO的质量百分含量为6％-8％，SiO2和Al2O3的质量比为(5-8)：1。
优选地，所述透明抛釉的组成按重量份计包括：
优选地，所述透明熔块的化学成分按重量百分比计包括SiO2 63.50％、Al2O35.25％、Fe2O3 0.13％、CaO 15.67％、MgO 1.15％、K2O 2.97％、NaO 0.35％、BaO 2.81％、ZnO 9.78％；所述钾长石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 75.19％、Al2O3 12.95％、Fe2O30.04％、CaO 0.17％、MgO 0.04％、K2O 10.21％、NaO 0.83％、TiO2 0.07％；所述方解石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 0.53％、Al2O3 0.15％、Fe2O3 0.04％、CaO44.17％、MgO 7.81％、K2O 0.21％、NaO 0.26％、TiO2 0.02％；所述煅烧氧化锌的化学成分按重量百分比计包括ZnO 99.76％；所述碳酸锶的化学成分按重量百分比计包括SrO98.76％；所述300目石英粉的化学成分按重量百分比计包括SiO2 99％、Al2O3 0.47％、Fe2O30.06％；所述硅灰石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 52.4％、Al2O3 0.12％、Fe2O30.24％、CaO 43.07％、MgO 1.08％、NaO 0.01％。
根据本发明，本发明提供的适用于热弯工艺的透明抛釉，在透明抛釉的化学成分中，本发明的透明抛釉的铝含量较低，含有极少量或者不含有钠，ZnO的含量较高，SiO2和Al2O3的质量比为(5-8)：1，而普通抛釉配方中SiO2和Al2O3的质量比约为3：1，含少量钠，ZnO的含量较低。
整体看来，本发明的热弯透明抛釉配方由于铝含量低，为提高配方的整体始熔点，便于坯体氧化排气，配方中引入大量含石英等始熔点较高的原料，同时通过增加氧化锌、部分碳酸锶等高温强熔剂来提高釉料的高温流动性，使釉面高温下保持较低粘度；釉面的较低粘度的熔融状态可以使釉流动的较为平整，同时也有助于排除釉层中气泡，保证了釉层密度和透明度。
第二方面，本发明还提供一种如上所述的热弯亮光陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤：
S1、配料：按照权利要求2所述的组成的重量份数称取原料备用；
S2、球磨：将步骤S1称取的原料投入球磨机中，加入分散剂和水进行研磨，得到釉浆；
S3、过筛除铁：将步骤S2得到的釉浆经过滤、除铁后，储存，得到适用于热弯工艺的透明抛釉浆料；
S4、施釉：将步骤S3得到的浆料在生产线上淋在已经施好面釉并且打印了喷墨图案的生坯上进行淋釉；
S5、烧成：将步骤S4得到的坯料烧结，烧成温度为1180-1210℃，烧成时间为50-80分钟；
S6、抛光：将步骤S5烧成后的产品按照抛釉砖的抛光工艺进行粗磨边、抛光、打蜡、精磨边、打包，即得到陶瓷岩板成品。
优选地，步骤S4中，淋釉参数为：淋釉比重为1.88-1.90g/cm3，淋釉流速为28-30秒。
优选地，还包括如下步骤：
S7、将生坯按热弯要求切割到精确尺寸：根据需要热弯岩板的弧度大小进行计算，将S6得到的陶瓷岩板成品切割成所需的平面岩板等待热弯；
S8、根据热弯岩板的弧度，设计制作模具；
S9、热弯：将S7得到的切割的平面岩板放在S8设计的模具上进行热处理，平面岩板在热处理下热弯成模具形状的曲面热弯岩板。
优选地，步骤S9中，热处理的温度曲线为：常温-600℃，升温速率14℃/min；600-750℃，升温速率10℃/min；750-900℃，升温速率5℃/min；900-960℃，升温速率6℃/min；960-1068℃，升温速率10.8℃/min；1068-1110℃，升温速率2℃/min；1110-1150℃，升温速率0.8℃/min。
优选地，在1110-1150℃的升温区间内，施加外力促使陶瓷岩板热弯；热弯效果达到后自然冷却温度到150℃以下。
优选地，步骤S8中，所述模具包括曲面模具本体和支撑棍棒，所述曲面模具本体的材料为耐高温氧化铝材料或堇青石质窑具材料，所述支撑棍棒的材料为耐高温材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)采用本发明的透明抛釉配方和制备方法制备的热弯亮光陶瓷岩板，具有较高的光泽度和透明度，发色稳定良好。产品经过热弯工艺处理后，产品釉面可以保持较高的光泽度(一般＞80°)，陶瓷岩板产品的发色和热弯前差异不大，能很好地与原有的设计色彩匹配；
(2)采用本发明的透明抛釉配方和制备方法制备的热弯亮光陶瓷岩板，光泽度较好，解决了热弯岩板无法通过抛光打超洁亮工艺实现高光泽度的弊端，表面光泽且平整，易于清洁打理；
(3)本发明的制备方法所用设备在现有建筑工业条件下即可生产，投资小，建设热弯窑炉后就能批量生产具有热弯效果的艺术陶瓷岩板。
附图说明
图1为对比例产品热弯前后的样品照片；
图2为实施例2产品热弯前后的样品照片。
具体实施方式
以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明提供一种热弯亮光陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤：
首先，用于热弯工艺的透明抛釉浆料的制备：
步骤(1)、配料：按照以下的组分和各组成的重量份数称取原料备用。
高岭土 5-10重量份；
透明熔块 45-60重量份；
钾长石 10-20重量份；
方解石 4-8重量份；
煅烧氧化锌 3-8重量份；
碳酸锶 0-10重量份；
300目石英粉 3-10重量份；
硅灰石 0-6重量份；
其中，所述透明熔块的化学成分按重量百分比计包括SiO2 63.50％、Al2O35.25％、Fe2O3 0.13％、CaO 15.67％、MgO 1.15％、K2O 2.97％、NaO 0.35％、BaO 2.81％、ZnO 9.78％；所述钾长石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 75.19％、Al2O3 12.95％、Fe2O3 0.04％、CaO 0.17％、MgO 0.04％、K2O 10.21％、NaO 0.83％、TiO2 0.07％；所述方解石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 0.53％、Al2O3 0.15％、Fe2O3 0.04％、CaO44.17％、MgO 7.81％、K2O 0.21％、NaO 0.26％、TiO2 0.02％；所述煅烧氧化锌的化学成分按重量百分比计包括ZnO 99.76％；所述碳酸锶的化学成分按重量百分比计包括SrO98.76％；所述300目石英粉的化学成分按重量百分比计包括SiO2 99％、Al2O3 0.47％、Fe2O30.06％；所述硅灰石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 52.4％、Al2O3 0.12％、Fe2O30.24％、CaO 43.07％、MgO 1.08％、NaO 0.01％。
步骤(2)、球磨：将步骤S1称取的原料投入球磨机中，加入1-4‰的聚羧酸钠类分散剂和水进行研磨，得到釉浆。在一个优选实施例中，一般100kg釉粉，加水量为35kg，球磨时间为2-3小时。得到的釉浆的细度为万孔筛余0.1-0.2％，釉浆比重为1.90-1.93g/cm3，釉浆流速为40-55s。
步骤(3)、过筛除铁：将步骤(2)得到的釉浆经过滤、除铁后，将釉浆储存到料浆罐陈腐，得到适用于热弯工艺的透明抛釉浆料。
步骤(4)、施釉：将步骤(3)制备的浆料，在生产线上采用钟罩淋釉器进行淋釉，淋在已经施好化妆面釉并且打印了喷墨图案的生坯上，淋釉参数如下：比重1.88-1.9g/cm3；流速28-30秒；300*600托盘72g±1g。
步骤(5)、烧成：放入辊道窑中进行烧成，烧成温度可以为1180-1210℃，烧成时间可以为50-80分钟。
步骤(6)、抛光：将上述烧成的产品按照抛釉砖的抛光工艺进行粗磨边、抛光、打蜡、精磨边工艺后打包即为成品。
步骤(7)、将生坯按热弯要求切割到精确尺寸：根据需要热弯岩板的弧度大小进行计算，将S6得到的陶瓷岩板成品切割成所需的平面岩板等待热弯。
步骤(8)、根据热弯产品的弧度，设计制作相关的模具，模具选择高温氧化铝质或堇青石质窑具材料以及耐高温棍棒材料组合设计。
步骤(9)、热弯：将步骤(7)得到的切割的平面岩板放在步骤(8)设计的模具上进行热处理，平面岩板在热处理下热弯成模具形状的曲面热弯岩板。
在该步骤中，根据热弯产品的坯体软化温度，设计相关升温保温制度，本发明涉及的窑炉设备为梭式窑炉，热弯的升温曲线参考以升温工艺下制度：常温-600℃，升温速率14℃/min；600-750℃，升温速率10℃/min；750-900℃，升温速率5℃/min；900-960℃，升温速率6℃/min；960-1068℃，升温速率10.8℃/min；1068-1110℃，升温速率2℃/min；1110-1150℃，升温速率0.8℃/min。
与此同时，通过窑炉的观火孔观察坯体软化情况，在即将软化的温度点1110-1150℃温度区间缓慢升温并施加相关外力干预热弯情况，使得产品达到预期的热弯效果；热弯效果达到后自然冷却温度到150℃以下，可打开炉门取出产品，在对产品进行必要的切割加工即为成品高光泽度热弯岩板，其光泽度不低于热弯前产品的光泽度一般在大于80°的光泽度范围内波动。
根据本发明，通过上述制备方法制备的热弯亮光陶瓷岩板，具有的透明抛釉的化学成分包括CaO、ZnO、SiO2和Al2O3，其中CaO的质量百分含量为8％-9％，ZnO的质量百分含量为6％-8％，SiO2和Al2O3的质量比为(5-8)：1。
在釉料的化学组成上，本发明与普通的全抛釉釉料配方存在很大差别，普通的全抛釉釉料配方是在保证相当量的氧化铝含量情况下，为控制成本通过减少氧化锌的用量、添加适当的熔剂如钠长石、氧化钙、氧化镁来降低釉料的温度，促进排气，硅含量较低，釉面在二次热弯温度下更易于倾向析晶。而本发明中热弯透明抛釉配方中铝含量较低，含有极少量或者不含有钠，氧化锌的含量较高，整体硅铝比约为5:1-8:1之间(普通抛釉配方中硅铝比约为3:1，含少量钠，氧化锌的含量较低)。
整体看来，本发明的热弯透明抛釉配方由于铝含量低，为提高配方的整体始熔点，便于坯体氧化排气，配方中引入大量含石英等始熔点较高的原料，同时通过增加氧化锌、部分碳酸锶等高温强熔剂来提高釉料的高温流动性，使釉面高温下保持较低粘度；釉面的较低粘度的熔融状态可以使釉流动的较为平整，同时也有助于排除釉层中气泡，保证了釉层密度和透明度。
同时，相比于现有普通抛釉配方，本发明提供的透明釉配方以熔块为主要原料，从而加快了釉料在高温区的化学反应，降低了高温烧成过程中的反应复杂性，使透明釉的化学反应更充分，熔块的熔融稳定性可以有效的降低釉料的高温粘度，有利于釉层中气泡的排出，制备出致密一致性较好的透明釉层；同时配方中依靠高岭土的高温特性可以适当调节釉料的耐火度，适应窑炉温度的调整，其他的氧化锌、和硅灰石的比例可以调节釉层气泡的多少及气泡的分布情况可以灵活调整。
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。
实施例1：
所述热弯透明釉料包括如下原料及配比：高岭土5份，透明熔块55份，钾长石15份，方解石5份，煅烧氧化锌5份，碳酸锶3份，300目石英粉12份，硅灰石0份。
本实施例制备的待热弯的产品规格为900*1800*5规格的薄板，热弯工艺制度如下表1所示。
表1
实施例2：
所述热弯透明釉料包括如下原料及配比：高岭土5份，透明熔块60份，钾长石10份，方解石5份，煅烧氧化锌5份，碳酸锶2份，300目石英粉10份，硅灰石3份，本实施例制备的待热弯的产品规格为750*1500*12.5规格的厚板，热弯最高温度相对较高；其热弯工艺制度如下表2。
表2
温度区间 升温速率 升温时间(分) 保温时间(分)
常温-600℃ 10℃/min 58 0
600-750℃ 10℃/min 15 10
750-900℃ 4℃/min 37.5 20
900-960℃ 6℃/min 10 0
960-1060℃ 10℃/min 10 0
1060-1110℃ 1℃/min 50 0
1110-1160℃ 0.5℃/min 100 10
实施例3：
所述热弯透明釉料包括如下原料及配比：高岭土5份，透明熔块60份，钾长石10份，方解石0份，煅烧氧化锌5份，碳酸锶2份，300目石英粉10份，硅灰石8份，本实施例制备的待热弯的产品规格为900*1800*3.5规格的薄板产品，相对于釉料釉浆的含水率较低流动性提升，因此以瘠性原料为；其产品的热弯温度也相对较低一些，其工艺制度如下表3。
表3
温度区间 升温速率 升温时间(分) 保温时间(分)
常温-600℃ 10℃/min 58 0
600-740℃ 6℃/min 10 10
740-900℃ 5℃/min 32 10
900-960℃ 6℃/min 10 0
960-1060℃ 10℃/min 10 0
1060-1100℃ 1℃/min 40 0
1100-1135℃ 0.5℃/min 70 10
对比例：现有普通抛釉配方
高岭土5-10份，钠长石15-20、钾长石30-40份，方解石5份，煅烧氧化锌5份，烧滑石3-5份，300目石英粉10份，碳酸钡7-10份、氧化铝3-5份。本实施例制备的待热弯产品的规格为750*1500*12.5，其热弯工艺制度如下表4。
表4
温度区间 升温速率 升温时间(分) 保温时间(分)
常温-600℃ 10℃/min 58 0
600-750℃ 10℃/min 15 10
750-900℃ 4℃/min 37.5 20
900-960℃ 6℃/min 10 0
960-1060℃ 10℃/min 10 0
1060-1110℃ 1℃/min 50 0
1110-1160℃ 0.5℃/min 100 20
结果分析：
实施例2和对比例在不同热弯工艺制度下的热弯前后的光泽度和发色情况对比如下表5。
表5
对比例产品热弯前后的样品照片参见图1，实施例2产品热弯前后的样品照片参见图2。
上述检测结果说明，采用本发明的透明抛釉配方和制备方法制备的热弯亮光陶瓷岩板，具有较高的光泽度和透明度，发色稳定良好。产品经过热弯工艺处理后，产品釉面可以保持较高的光泽度(一般＞80°)，陶瓷岩板产品的发色和热弯前差异不大，能很好地与原有的设计色彩匹配；采用本发明的透明抛釉配方和制备方法制备的热弯亮光陶瓷岩板，光泽度较好，解决了热弯岩板无法通过抛光打超洁亮工艺实现高光泽度的弊端，表面光泽且平整，易于清洁打理。
本发明的制备方法所用设备在现有建筑工业条件下即可生产，投资小，建设热弯窑炉后就能批量生产具有热弯效果的艺术陶瓷岩板。
在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种光泽度＞80°的热弯亮光陶瓷岩板，其特征在于，包括适用于热弯工艺的透明抛釉，所述透明抛釉的化学成分包括CaO、ZnO、SiO2和Al2O3，其中CaO的质量百分含量为8%-9%，ZnO的质量百分含量为6%-8%，SiO2和Al2O3的质量比为（5-8）：1；
所述透明抛釉的原料组成按重量份计包括：高岭土5-10重量份；透明熔块45-60重量份；钾长石10-20重量份；方解石4-8重量份；煅烧氧化锌3-8重量份；碳酸锶 2-10重量份；300目石英粉3-10重量份；硅灰石0-6重量份；
所述透明抛釉的烧成温度为1180-1210℃，烧成时间为50-80分钟；热弯工艺的温度曲线为：常温-600℃，升温速率14℃/min；600-750℃，升温速率10℃/min；750-900℃，升温速率5℃/min；900-960℃，升温速率6℃/min；960-1068℃，升温速率10.8℃/min；1068-1110℃，升温速率2℃/min；1110-1150℃，升温速率0.8℃/min；其中，在1110-1150℃的升温区间内，施加外力促使陶瓷岩板热弯，热弯效果达到后自然冷却温度到150℃以下。
2. 根据权利要求1所述的热弯亮光陶瓷岩板，其特征在于，所述透明熔块的化学成分按重量百分比计包括SiO2 63.50%、Al2O3 5.25%、Fe2O3 0.13%、CaO 15.67%、MgO 1.15%、K2O2.97%、NaO 0.35%、BaO 2.81%、ZnO 9.78%；所述钾长石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 75.19%、Al2O3 12.95%、Fe2O3 0.04%、CaO 0.17%、MgO 0.04%、K2O 10.21%、NaO 0.83%、TiO2 0.07%；所述方解石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 0.53%、Al2O3 0.15%、Fe2O30.04%、CaO 44.17%、MgO 7.81%、K2O 0.21%、NaO 0.26%、TiO2 0.02%；所述煅烧氧化锌的化学成分按重量百分比计包括ZnO 99.76%；所述碳酸锶的化学成分按重量百分比计包括SrO98.76%；所述300目石英粉的化学成分按重量百分比计包括SiO2 99%、Al2O3 0.47%、Fe2O30.06%；所述硅灰石的化学成分按重量百分比计包括SiO2 52.4%、Al2O3 0.12%、Fe2O3 0.24%、CaO 43.07%、MgO 1.08%、NaO 0.01%。
3.一种如权利要求1或2所述的热弯亮光陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配料：按照权利要求1所述的透明抛釉的原料组成的重量份数称取原料备用；
S2、球磨：将步骤S1称取的原料投入球磨机中，加入分散剂和水进行研磨，得到釉浆；
S3、过筛除铁：将步骤S2得到的釉浆经过滤、除铁后，储存，得到适用于热弯工艺的透明抛釉浆料；
S4、施釉：将步骤S3得到的浆料在生产线上淋在已经施好面釉并且打印了喷墨图案的生坯上；
S5、烧成：将步骤S4得到的坯料烧成，烧成温度为1180-1210℃，烧成时间为50-80分钟；
S6、抛光：将步骤S5烧成后的产品按照抛釉砖的抛光工艺进行粗磨边、抛光、打蜡、精磨边、打包，即得到陶瓷岩板成品；
S7、切割：根据需要热弯岩板的弧度大小进行计算，将S6得到的陶瓷岩板成品切割成所需的平面岩板等待热弯；
S8、根据热弯岩板的弧度，设计制作模具；
S9、热弯：将S7得到的切割的平面岩板放在S8设计的模具上按照权利要求1所述的热弯工艺的温度曲线进行热处理，平面岩板在热处理下热弯成模具形状的曲面热弯岩板，得到所述热弯亮光陶瓷岩板。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，淋釉参数为：釉浆比重为1.88-1.90g/cm3，淋釉流速为28-30秒。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S8中，所述模具包括曲面模具本体和支撑棍棒，所述曲面模具本体的材料为耐高温氧化铝材料或堇青石质窑具材料，所述支撑棍棒的材料为耐高温材料。
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