CN115849871B - 一种具有金属表面质感的陶瓷岩板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有金属表面质感的陶瓷岩板及其制备方法，该陶瓷岩板包括砖坯层和施布在砖坯层上的金属釉层；所述砖坯层为素色坯体，由生料砖坯组成；所述金属釉层由全生料金属釉组成，所述全生料金属釉的原料包括钾长石、霞石、硅灰石、磷酸铁、氧化铁。本申请通过调整全生料金属釉的热膨胀系数与未经烧制的生料砖坯的热膨胀系数，缩小生坯与生釉之间的热膨胀系数差距，从而避免陶瓷岩板在烧制过程中容易产生缩釉和龟裂缺陷，提升陶瓷岩板的表面金属质感，提升岩板质量。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷岩板制造领域，尤其涉及一种具有金属表面质感的陶瓷岩板及其制备方法。
背景技术
现代社会越来越钟情于金属的炫彩，因而在陶瓷领域中，将金属的元素引入到瓷片的设计文化当中，从设计理念上颠覆了传统瓷片的仿石、仿古的思路。金属釉是一种特殊的艺术化工原料，可广泛应用于陶瓷釉面上。施加金属釉后的陶瓷表面能呈现出红、黄、银、蓝黑、金等多种金属质感的颜色，大大丰富陶瓷釉面的表现力和视觉效果。在实际生产中，金属釉还可以根据设计需求调配出各种带有金属光泽和质感的色调。
现有的金属釉的热膨胀系数偏低，与陶瓷岩板坯体的热膨胀系数差异比较大，一般施釉之前都会在坯体上施一层热膨胀系数介于坯体和金属釉之间的底釉，若直接把金属釉施印在岩板坯体上导致生产烧制过程中容易产生缩釉和龟裂等缺陷，且金属釉表面不够通透。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法。本申请通过调整全生料金属釉的热膨胀系数与未经烧制的生料砖坯的热膨胀系数，缩小生坯与生釉之间的热膨胀系数差距，从而避免陶瓷岩板在烧制过程中容易产生缩釉和龟裂缺陷，提升陶瓷岩板的表面金属质感，提升岩板质量。
本发明的目的之二在于提供一种具有金属表面质感的陶瓷岩板。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：一种具有金属表面质感的陶瓷岩板，包括砖坯层和施布在砖坯层上的金属釉层；所述砖坯层为素色坯体，由生料砖坯组成；所述金属釉层由全生料金属釉组成，所述全生料金属釉的原料包括钾长石、霞石、硅灰石、磷酸铁、氧化铁。
进一步地，所述全生料金属釉由如下重量份计的组分制备而成：钾长石18～24份，钠长石4～7份，霞石19～26份，方解石1～2份，氧化铝2～5份，氧化锌1～3份，石英8～12份，硅灰石1～3份，磷酸铁19～27份，氧化铁6～11份。
进一步地，所述全生料金属釉的化学成分构成如下：Al2O312～16％，SiO242～53％，Fe2O310～16％，CaO 1～4％，MgO 0.05～0.5％，K2O 1～4％，Na2O 1～4％，TiO20.05～0.5％，B2O30.05～0.5％，ZnO 1～4％，P2O510～17％，上述化学成分的质量百分比之和为100％。
进一步地，所述生料砖坯由如下重量份计的组分制备而成：钾钠石16～18份、钾长石3～5份、超白石粒12～14份、强塑砂1～3份、精选砂20～24份、高岭土26～31份、高铝粉2～4份、高粘土3～5份、福白砂6～8份、坯黑色料4～5份、水玻璃0.5～0.8份、三聚磷酸钠0.1～0.3份、解胶剂0.1～0.2份。
进一步地，所述陶瓷岩板由全生料金属釉施布在生料砖坯表面经一次烧成而得，陶瓷岩板的吸水率小于5％。
进一步地，所述全生料金属釉的热膨胀系数为220～230×10-7℃-1，所述生料砖坯的热膨胀系数为210～220×10-7℃-1。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：一种具有金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤：
制备全生料金属釉：对全生料金属釉的原料进行研磨加工得到釉面细料；
施金属釉：将上述制得的全生料金属釉通过滚筒印花机直接印到未经烧制的生料砖坯上，得到釉面坯体；
烧制：对上述得到的釉面坯体进行煅烧，即得到具有金属表面质感的陶瓷岩板。
进一步地，在制备全生料金属釉的步骤中，所述全生料金属釉的制备方法如下：取所述全生料金属釉的原料利用球磨机，加水球磨至400目以上，出料检测釉料细度为0.1～0.2g，出球比重1.75～1.85g/cm3，出球流速>33秒，得到釉浆；将所得釉浆与印油混合，釉浆和印油的比例为(2～3)：1，得到全生料金属釉。
进一步地，在施金属釉的步骤中，施釉时，所述全生料金属釉的比重为1.68～1.75g/cm3，施釉时，全生料金属釉的流速控制在30～32秒。
进一步地，在烧制的步骤中，将得到的釉面坯体送进烧成窑高温烧成，烧成温度1150～1250℃，烧成时间90～120min。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本申请通过调整全生料金属釉的热膨胀系数与未经烧制的生料砖坯的热膨胀系数，缩小生坯与生釉之间的热膨胀系数差距，从而避免陶瓷岩板在烧制过程中容易产生缩釉和龟裂缺陷，提升陶瓷岩板的表面金属质感，提升岩板质量。
(2)本申请的陶瓷岩板并不需要在金属釉和坯体之间施加面釉，节约了生产成本；另外本申请通过生坯与生釉料一次烧成，烧成温度低，更为节能与环保。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
本发明提供一种具有金属表面质感的陶瓷岩板，包括砖坯层和施布在砖坯层上的金属釉层；所述砖坯层为素色坯体，由生料砖坯组成；所述金属釉层由全生料金属釉组成，所述全生料金属釉的原料包括钾长石、霞石、硅灰石、磷酸铁、氧化铁。
作为进一步优选方案，所述全生料金属釉由如下重量份计的组分制备而成：钾长石18～24份，钠长石4～7份，霞石19～26份，方解石1～2份，氧化铝2～5份，氧化锌1～3份，石英8～12份，硅灰石1～3份，磷酸铁19～27份，氧化铁6～11份。
作为进一步优选方案，所述全生料金属釉的化学成分构成如下：Al2O312～16％，SiO242～53％，Fe2O310～16％，CaO 1～4％，MgO 0.05～0.5％，K2O 1～4％，Na2O 1～4％，TiO20.05～0.5％，B2O30.05～0.5％，ZnO 1～4％，P2O510～17％，上述化学成分的质量百分比之和为100％。
本申请通过设计全生料金属釉的配方，使其与未经烧制生料砖坯的热膨胀系数接近，缩小未经烧制生料砖坯与金属釉料之间的热膨胀系数差距，从而避免陶瓷岩板在烧制过程中容易产生缩釉和龟裂缺陷，提升陶瓷岩板的表面金属质感，提升岩板质量。
其中，本全生料金属釉配方中氧化铁作用是提高釉的金属光泽(晶核剂)，磷酸铁中P2O5在玻璃结构中熔解度容易形成过饱和而分相，乳浊性能强，是金属釉料的析晶剂，霞石、氧化铁、磷酸铁和氧化铝在高温中合成铁铝尖晶石，其中氧化铁和磷酸铁提供铁元素，霞石和氧化铝提供铝元素，铝元素的加入可以使金属釉的颜色更接近银色，铁元素的增加可以提高金属釉的金属光泽，铁铝尖晶石晶体间的接触面积较大，直接结合程度较高，低熔物分布在晶体之间形成的三角区内,表现出较好的抗侵蚀性，但铁铝尖晶石的热膨胀系数低。而霞石属于架状结构，一部分Al离子取代Si离子进入四面体中，Si和Al均占据四面体的中央，Al离子比Si离子体积大，故霞石结构存在比较大的空洞，硅灰石属于针状结构，两者在受热振动时霞石的架状网络和硅灰石的针状网络产生协同旋转效应，从而增大了金属釉整体的热膨胀系数，同时添加霞石和氧化铝能提高铝含量，使金属釉的银色光泽更饱满，氧化锌降低烧成温度，使釉料烧成后变得通透。霞石有助于MgO、P2O5在玻璃相中的溶解和分散，使其晶体细小，从而达到高的透光度，在低温釉料中霞石与钠长石、钾长石等低温熔剂相结合，可以配制出纯生料在1150～1250℃烧成金属釉，并能使金属釉细腻柔和、质感丰富。
作为进一步优选方案，所述生料砖坯由如下重量份计的组分制备而成：钾钠石16～18份、钾长石3～5份、超白石粒12～14份、强塑砂1～3份、精选砂20～24份、高岭土26～31份、高铝粉2～4份、高粘土3～5份、福白砂6～8份、坯黑色料4～5份、水玻璃0.5～0.8份、三聚磷酸钠0.1～0.3份、解胶剂0.1～0.2份。
作为进一步优选方案，所述陶瓷岩板由全生料金属釉施布在生料砖坯表面经一次烧成而得，陶瓷岩板的吸水率小于5％。
作为进一步优选方案，所述全生料金属釉的热膨胀系数为220～230×10-7℃-1，所述生料砖坯的热膨胀系数为210～220×10-7℃-1。
本申请还提供一种如上所述具有金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法，包括如下步骤：
制备全生料金属釉：对全生料金属釉的原料进行研磨加工得到釉面细料；
施金属釉：将上述制得的全生料金属釉通过滚筒印花机直接印到未经烧制的生料砖坯上，得到釉面坯体；
烧制：对上述得到的釉面坯体进行煅烧，即得到具有金属表面质感的陶瓷岩板。
作为进一步优选方案，在制备全生料金属釉的步骤中，所述全生料金属釉的制备方法如下：取所述全生料金属釉的原料利用球磨机，加水球磨至400目以上，出料检测釉料细度为0.1～0.2g，出球比重1.75～1.85g/cm3，出球流速>33秒，得到釉浆；将所得釉浆与印油混合，釉浆和印油的比例为(2～3)：1，得到全生料金属釉。
作为进一步优选方案，在施金属釉的步骤中，施釉时，所述全生料金属釉的比重为1.68～1.75g/cm3，施釉时，全生料金属釉的流速控制在30～32秒。
作为进一步优选方案，在烧制的步骤中，将得到的釉面坯体送进烧成窑高温烧成，烧成温度1150～1250℃，烧成时间90～120min。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1-实施例6以及对比例1-4
分别按下表1中的全生料金属釉配比称取原料，按照表1后的制备方法制作全生料金属釉，对应得到不同实施例的全生料金属釉，具体详见表1：
表1实施例1-6及对比例1-4全生料金属釉原料配比表
对比例1
与实施例4相比，对比例1金属釉的配方差异在于：不添加霞石，成分都加至硅灰石。
对比例2
与实施例4相比，对比例2金属釉的配方差异在于：氧化铝添加量大于范围值。
对比例3
与实施例4相比，对比例3金属釉的配方差异在于：不添加氧化铁，把含量都添加到磷酸铁。
对比例4
与实施例4相比，对比例4金属釉的配方差异在于：不添加磷酸铁，把含量都加到氧化铁。
实施例1-实施例6以及对比例1-4的全生料金属釉的制备方法，包括如下步骤：取所述全生料金属釉的的原料利用球磨机，加水球磨至400目以上，出料检测釉料细度为0.1～0.2g，出球比重1.78g/cm3，出球流速>33秒，得到釉浆；将所得釉浆与印油混合，釉浆和印油的比例为2.5：1，得到全生料金属釉。
将实施例1-实施例6以及对比例1-4的全生料金属釉施加至生料砖坯表面，经一次烧成，制得具有金属表面质感的陶瓷岩板，具体方法如下：制备全生料金属釉：对全生料金属釉的原料进行研磨加工，得到釉面细料，见上述各实例的全生料金属釉；
施金属釉：将上述制得的全生料金属釉通过滚筒印花机直接印到未经烧制的生料砖坯上，得到釉面坯体；
其中，未经烧制的生料砖坯由如下重量份的组分制备而成：钾钠石17份、钾长石4份、超白石粒13份、强塑砂2份、精选砂22份、高岭土28份、高铝粉3份、高粘土4份、福白砂7份、坯黑色料4份、水玻璃0.6份、三聚磷酸钠0.2份、解胶剂0.15份；
施釉时，所述全生料金属釉的比重为1.69g/cm3，施釉时，全生料金属釉的流速控制在30～32秒；
烧制：将得到的釉面坯体送进烧成窑高温烧成，烧成温度1150～1250℃，烧成时间90～120min，即得到具有金属表面质感的陶瓷岩板。
效果评价及性能检测
1.对实施例1-6及对比例1-4的陶瓷岩板的性能进行检测，检测项目及结果参见表2。
1.热膨胀系数测试方法
按照国家标准GB/T3810.8-2016规定进行，对砖坯和金属釉料均进行热膨胀系数测定，结果以单位：℃-1记录。
2.釉面表面质感测试方法
釉面表面质感通过人工肉眼观察，记录陶瓷岩板表面的金属釉分布情况、金属光泽感、通透感。
3.耐低浓度酸和碱测试方法
耐低浓度酸和碱根据国家标准GB/T3810.8-2016的具体规定进行测试。
4.耐高浓度酸和碱测试方法
耐高浓度酸和碱根据国家标准GB/T3810.8-2016的具体规定进行测试。
5.光泽度测试方法
在100*100mm的坯体上施满一层金属釉，烧成后再用光泽度仪检测。
表2为各实例陶瓷岩板相关性能测试数据
如上表所示，本发明实施例1-6制备得到的陶瓷岩板的釉料表面具有清晰的银色金属光泽，同时，其砖面平滑，无龟裂缺陷，缩釉等缺陷，发色能力强，耐高、低浓度酸和碱性能优异。
与实施例4相比，对比例1金属釉的配方差异在于：不添加霞石，成分都加至硅灰石；其制得的陶瓷岩板的坯釉分层，有裂纹，有缩釉现象，发色能力弱；由于硅灰石主要成分为SiO2和CaCO3,配方体系中铝元素含量相对减少，使铁铝尖晶石的含量降低，使得金属釉料耐高、低浓度酸和碱性能下降。
与实施例4相比，对比例2金属釉的配方差异在于：氧化铝添加量大于范围值，提高了金属釉烧成温度，使得烧成过程中反应不够充分，其制得的陶瓷岩板的釉料表面有银色金属光泽，但表面颜色偏白比较模糊，发色能力较弱；由于高温中合成铁尖晶石使得陶瓷岩板具有耐高、低浓度酸和碱性能优异，氧化铝添加量增大，不影响耐酸碱性能。
与实施例4相比，对比例3金属釉的配方差异在于：不添加氧化铁，把含量都添加到磷酸铁，使釉料铁含量降低其制得的陶瓷岩板的釉料表面虽然光泽度高但欠缺银色金属质感，发色能力弱；耐高、低浓度酸和碱性能下降。
与实施例4相比，对比例4金属釉的配方差异在于：不添加磷酸铁，把含量都加到氧化铁。其制得的陶瓷岩板的釉料表面为暗红色，发色能力弱，表面模糊；其制得的陶瓷岩板坯釉有缩釉现象，耐高、低浓度酸和碱性能下降。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种具有银色金属表面质感的陶瓷岩板，其特征在于，包括砖坯层和施布在砖坯层上的金属釉层；所述砖坯层为素色坯体，由生料砖坯组成；所述金属釉层由全生料金属釉组成，所述全生料金属釉的原料包括钾长石、霞石、硅灰石、磷酸铁、氧化铁；
所述全生料金属釉由如下重量份计的组分制备而成：钾长石18~24份，钠长石4~7份，霞石19~26份，方解石1~2份，氧化铝2~5份，氧化锌1~3份，石英8~12份，硅灰石1~3份，磷酸铁19~27份，氧化铁6~11份；
所述生料砖坯由如下重量份计的组分制备而成：钾钠石16~18份、钾长石3~5份、超白石粒12~14份、强塑砂1~3份、精选砂20~24份、高岭土26~31份、高铝粉2~4份、高粘土3~5份、福白砂6~8份、坯黑色料4~5份、水玻璃0.5~0.8份、三聚磷酸钠0.1~0.3份、解胶剂0.1~0.2份；
所述陶瓷岩板由所述全生料金属釉施布在所述生料砖坯表面经一次烧成而得。
2.如权利要求1所述的具有银色金属表面质感的陶瓷岩板，其特征在于，所述全生料金属釉的化学成分构成如下：Al2O3 12~16%，SiO2 42~53%，Fe2O3 10~16%，CaO 1~4%，MgO 0.05~0.5%，K2O 1~4%，Na2O 1~4%，TiO2 0.05~0.5%，B2O3 0.05~0.5%，ZnO 1~4%，P2O5 10~17%，上述化学成分的质量百分比之和为100%。
3.如权利要求1所述的具有银色金属表面质感的陶瓷岩板，其特征在于，所述陶瓷岩板的吸水率小于5%。
4.如权利要求1所述的具有银色金属表面质感的陶瓷岩板，其特征在于，所述全生料金属釉的热膨胀系数为220~230×10-7℃-1，所述生料砖坯的热膨胀系数为210~220×10-7℃-1。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述具有银色金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备全生料金属釉：对全生料金属釉的原料进行研磨加工得到釉面细料；
施金属釉：将制得的所述全生料金属釉通过滚筒印花机直接印到未经烧制的生料砖坯上，得到釉面坯体；
烧制：对得到的所述釉面坯体进行煅烧，即得到具有金属表面质感的陶瓷岩板。
6.如权利要求5所述的具有银色金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，在制备全生料金属釉的步骤中，所述全生料金属釉的制备方法如下：取所述全生料金属釉的原料利用球磨机，加水球磨至400目以上，出料检测釉料细度为0.1~0.2g，出球比重1.75~1.85 g/cm3，出球流速>33秒，得到釉浆；将所得釉浆与印油混合，釉浆和印油的比例为（2~3）：1，得到全生料金属釉。
7.如权利要求5所述的具有银色金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，在施金属釉的步骤中，施釉时，所述全生料金属釉的比重为1.68~1.75 g/cm3，施釉时，全生料金属釉的流速控制在30~32秒。
8.如权利要求5所述的具有银色金属表面质感的陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，在烧制的步骤中，将得到的釉面坯体送进烧成窑高温烧成，烧成温度1150~1250℃，烧成时间90~120min。
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