CN117430448A - 一种耐磨防污防滑砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其公开了一种耐磨防污防滑砖及其制备方法，包括以下步骤：A、制备高温耐磨干粒；B、将高温耐磨干粒破碎后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，得到防滑保护釉，且球磨后的高温耐磨干粒具有光滑的表面；C、将防滑保护釉布施于砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖；其中，高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃。本方案提出的一种耐磨防污防滑砖及其制备方法，能有效保证瓷砖防滑效果的前提下，使瓷砖表面的手感光滑，极大降低了摔倒时的擦伤风险，以克服现有技术中的不足之处，同时还具有优异的耐磨和防污性能，提升消费者的使用感受。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种耐磨防污防滑砖及其制备方法。
背景技术
随着陶瓷地砖生产技术的不断革新，其装饰效果、档次也不断提高，而且由于其具有坚固耐用、易维护清洁等特点，因此深受消费者的青睐。
目前，防滑瓷砖主要通过以下两种手段达到防滑目的：
第一，在成品地砖表面喷洒或涂抹防滑剂，利用附着在地砖表面的防滑剂提高摩擦系数，以达到防滑目的。但上述防滑剂的耐久性一般较差，在使用一段时间后，需要及时补涂以保持地砖的防滑效果。
第二，在地砖的釉层布施熔块干粒，令砖体烧成后的表面具有凹凸起伏不平的结构，利用上述凹凸起伏不平的结构和鞋底在压力下产生的机械咬合作用达到防滑效果。但上述方案中所使用的熔块干粒一般比较粗糙和锋利，若不小心摔倒，可能会擦伤皮肤。同时在拖地时容易出现挂毛线的问题，不利于表面清洁。
发明内容
本发明的目的在于提出一种耐磨防污防滑砖及其制备方法，能有效保证瓷砖防滑效果的前提下，使瓷砖表面的手感光滑，极大降低了摔倒时的擦伤风险，以克服现有技术中的不足之处，同时还具有优异的耐磨和防污性能，避免拖挂毛线的缺陷，提升消费者的使用感受。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐磨防污防滑砖的制备方法，包括以下步骤：
A、制备高温耐磨干粒；
B、将高温耐磨干粒破碎后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，得到防滑保护釉，且球磨后的所述高温耐磨干粒具有光滑的表面；
C、将防滑保护釉布施于砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖；
其中，所述高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃；按照质量份数，所述防滑保护釉的原料包括：钾长石10～20份、钠长石5～10份、高岭土6～10份、氧化锌2～5份、刚玉2～5份、硅灰石3～5份、碳酸钡3～5份和高温耐磨干粒50～80份。
优选的，按照质量份数，所述防滑保护釉的化学成分包括：SiO255～68份、Al2O311～18份、K2O 2.0～3.0份、Na2O 1.5～2.5份、CaO 4.0～7.5份、MgO 0.8～1.5份、BaO 1.5～3份和ZnO 1.5～5份；
按照质量份数，所述高温耐磨干粒的化学成分包括：SiO262.0～72.5份、Al2O313.0～18.5份、Fe2O30.03～0.07份、TiO20.1～0.25份、CaO 5.5～8.5份、MgO 0.8～1.4份、K2O2.2～3.5份、Na2O 1.2～2.0份和烧失量0.05～0.2份。
步骤C中，所述防滑保护釉的布施方式为喷涂,所述防滑保护釉的流速为15～38s。
优选的，所述防滑保护釉的比重为1.25～1.85，喷釉量为100～300g/m2。
优选的，所述防滑保护釉的比重为1.35～1.45，喷釉量为150～250g/m2。
优选的，步骤B中，破碎后的所述高温耐磨干粒的目数为80～200目；按照质量百分比，所述防滑保护釉的细度为过350目筛，筛余0.3～1.0％。
优选的，步骤A的具体步骤为：将所述高温耐磨干粒的原料进行高温烧制，入水淬冷制得高温耐磨干粒；
其中，所述高温耐磨干粒进行高温烧制的温度曲线为：
（1）从常温升温至500℃，耗时2h；
（2）从500℃升温至900℃，耗时2h；
（3）从900℃升温至1100℃，耗时1h；
（4）1100℃升温至1720℃，耗时2.5h；
（5）在1720℃保温1h。
优选的，还包括步骤D，所述步骤D位于步骤B和步骤C之间；
D、在砖坯的顶部按照预设图案打印精雕墨水。
一种耐磨防污防滑砖，使用上述耐磨防污防滑砖的制备方法制得，所述耐磨防污防滑砖的防滑系数为R9～R13。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
1、将破碎后的高温耐磨干粒与防滑保护釉的其余原料混合后，再加水进行球磨。由于高温耐磨干粒属于纯脊性材料，与其余原料形成所需的保护釉配方后一起球磨，有利于将高温耐磨干粒与防滑保护釉的其余原料充分混合，在后续的使用过程中不使用悬浮剂、胶水等介质进行分散悬浮，也不会发生分离和沉淀，方便操作。
2、在防滑保护釉添加了大比例的高温耐磨干粒，相比起现有耐磨干粒在釉料中的少量添加，更有利于提升高温耐磨干粒在釉层的堆积密度，有效减少釉层中的缝隙和搭桥现象，从而确保具有光滑表面的高温耐磨干粒对釉层带来的防滑效果。
3、使用熔融温度为1700～1800℃的高温耐磨干粒添加至防滑保护釉的原料中，其与防滑保护釉的其余原料加水球磨后，由于高温干粒与保护釉其它组成材料成分相似，使得高温耐磨干粒的干粒界面可以得到最大程度上的保留，从而减少烧制过程中在干粒表面发生的多元素共融现象，避免削弱釉层的防滑性能。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的耐磨防污防滑砖的釉层表面的低分辨率电镜图。
图2是本发明实施例1制得的耐磨防污防滑砖的釉层表面的高分辨率电镜图。
图3是本发明实施例3制得的耐磨防污防滑砖的釉层表面的高分辨率电镜图。
具体实施方式
一种耐磨防污防滑砖的制备方法，包括以下步骤：
A、制备高温耐磨干粒；
B、将高温耐磨干粒破碎后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，得到防滑保护釉，且球磨后的所述高温耐磨干粒具有光滑的表面；
C、将防滑保护釉布施于砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖；
其中，所述高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃；按照质量份数，所述防滑保护釉的原料包括：钾长石10～20份、钠长石5～10份、高岭土6～10份、氧化锌2～5份、刚玉2～5份、硅灰石3～5份、碳酸钡3～5份和高温耐磨干粒50～80份。
现有技术中，耐磨干粒一般具有不规则的形状，且其表面粗糙并锋利。而耐磨干粒与釉层的结合一般有三种形式，一是直接将耐磨干粒铺洒在釉层表面，二是将耐磨干粒与釉料混合均匀后（非球磨）布施在砖坯表面，三是将耐磨干粒铺洒在面釉表面后，再在其顶部布施保护釉。但无论是上述哪种结合方式，砖体烧成后的表面手感仍然粗糙，在不同程度上均存在擦伤风险。
为了在保证瓷砖防滑效果的前提下，使瓷砖表面的手感光滑，降低摔倒时的擦伤风险，本技术方案提出了一种耐磨防污防滑砖的制备方法，对高温耐磨干粒与釉层的结合方式进行改进，使防滑保护釉中的高温耐磨干粒通过进行球磨打磨成具有圆滑的表面，并且颗粒度更加细。在砖坯顶部布施后可以在釉层表面形成微起伏，不会造成局部拱桥效应，从而起到既防滑又防污的作用；另外，熔融温度较高的高温耐磨干粒的使用也能在一定程度上提升釉层的耐磨性。
具体地，本案将破碎后的高温耐磨干粒与防滑保护釉的其余原料（即钾长石、钠长石、高岭土、氧化锌、刚玉、硅灰石和碳酸钡）混合后，再加水进行球磨。由于高温耐磨干粒属于纯脊性材料，与其余原料形成所需的保护釉配方后一起球磨，有利于将高温耐磨干粒与防滑保护釉的其余原料充分混合，在后续的使用过程中不使用悬浮剂、胶水等介质进行分散悬浮，也不会发生分离和沉淀，方便操作。经过球磨后，高温耐磨干粒会形成较为圆滑的表面，其原理类似于水流中的鹅卵石形成光滑表面的实现机制，将具有高温耐磨干粒的防滑保护釉在砖坯表面布施，使得高温耐磨干粒在釉层进行堆积，并在釉层表面形成微起伏，起到既防滑又防污的作用。
进一步地，为了确保具有光滑表面的高温耐磨干粒对釉层带来的防滑效果，本方案还在防滑保护釉添加了大比例的高温耐磨干粒，相比起现有耐磨干粒在釉料中的少量添加，更有利于提升高温耐磨干粒在釉层的堆积密度，有效减少釉层中的缝隙和搭桥现象。
更具体地，本案中所使用的耐磨干粒为熔融温度为1700～1800℃的高温耐磨干粒，其与防滑保护釉的其余原料加水球磨后，高温耐磨干粒的干粒界面可以得到最大程度上的保留，从而减少烧制过程中在干粒表面发生的多元素共融现象，避免削弱釉层的防滑性能。若方案中使用熔融温度较低的耐磨干粒与防滑保护釉的其余原料进行加水球磨，那么其球磨后的颗粒界面将会在烧制过程中与釉料中的其他原料发生反应，产生共融流平现象，导致烧成后统一生成玻璃相，釉层表面形成光滑平面，从而失去防滑性能。
更进一步说明，按照质量份数，所述防滑保护釉的化学成分包括：SiO255～68份、Al2O311～18份、K2O 2.0～3.0份、Na2O 1.5～2.5份、CaO 4.0～7.5份、MgO 0.8～1.5份、BaO1.5～3份和ZnO 1.5～5份；
按照质量份数，所述高温耐磨干粒的化学成分包括：SiO262.0～72.5份、Al2O313.0～18.5份、Fe2O30.03～0.07份、TiO20.1～0.25份、CaO 5.5～8.5份、MgO 0.8～1.4份、K2O2.2～3.5份、Na2O 1.2～2.0份和烧失量0.05～0.2份。
在本技术方案的一个优选实施例中，为了更好地保留高温耐磨干粒烧成前的界面，防滑保护釉的化学成分与高温耐磨干粒的化学成分尽量保持一致，能更有效地减少在干粒表面发生多元素共融现象，防止界面数量的降低，从而影响釉层的防滑效果。
更进一步说明，步骤C中，所述防滑保护釉的布施方式为喷涂,所述防滑保护釉的流速为15～38s。
在本技术方案的另一个优选实施例中，为了进一步提升高温耐磨干粒在釉层的堆积密度，对防滑保护釉的布施方式和流速进行优选，可有效提升防滑保护釉所形成的釉层的可控性。
更进一步说明，所述防滑保护釉的比重为1.25～1.85，喷釉量为100～300g/m2。
进一步地，本方案还将防滑保护釉的比重和喷釉量进行优选，使得釉层的防滑系数可根据实际需求得到有效调节。
更进一步说明，所述防滑保护釉的比重为1.35～1.45，喷釉量为150～250g/m2。
更进一步说明，步骤B中，破碎后的所述高温耐磨干粒的目数为80～200目；按照质量百分比，所述防滑保护釉的细度为过350目筛，筛余0.3～1.0％。
在破碎过程后，本案将高温耐磨干粒的目数调整为80～200目，更有利于后续球磨过程中获得目标细度的防滑保护釉。
更进一步说明，步骤A的具体步骤为：将所述高温耐磨干粒的原料进行高温烧制，入水淬冷制得高温耐磨干粒；
其中，所述高温耐磨干粒进行高温烧制的温度曲线为：
（1）从常温升温至500℃，耗时2h；
（2）从500℃升温至900℃，耗时2h；
（3）从900℃升温至1100℃，耗时1h；
（4）1100℃升温至1720℃，耗时2.5h；
（5）在1720℃保温1h。
相比起常规干粒的熔制温度曲线，本案中高温耐磨干粒的最高熔制温度要高出150～250℃，从而更有利于确保釉层最终获得优异的防滑和耐磨性能。
更进一步说明，还包括步骤D，所述步骤D位于步骤B和步骤C之间；
D、在砖坯的顶部按照预设图案打印精雕墨水。
更进一步地，本方案的防滑保护釉还可应用于精雕纹理砖的凹凸效果釉层上，通过在砖坯的顶部按照预设图案打印精雕墨水，令精雕墨水在物理排斥的作用下排开防滑保护釉，从而在防滑保护釉层上形成具有预设图案的凹凸纹理，从而有效地拓宽了防滑保护釉的使用范围。
一种耐磨防污防滑砖，使用上述耐磨防污防滑砖的制备方法制得，所述耐磨防污防滑砖的防滑系数为R9～R13。
本方案还提出了一种经过上述制备方法制得的耐磨防污防滑砖，其防滑系数可达到R9～R13级别，同时具备优异的耐磨和防污性能。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
A、制备高温耐磨干粒；其中，按照质量份数，高温耐磨干粒的化学成分包括：SiO262.0份、Al2O313.0份、Fe2O30.03份、TiO20.1份、CaO 5.5份、MgO 0.8份、K2O 2.2份、Na2O1.2份和烧失量0.05份，且高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃。
B、将高温耐磨干粒破碎至100目后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，出球后加水得到流速为15s、比重为1.35、细度为过350目筛，筛余0.3～1.0％的防滑保护釉；其中，按照质量份数，防滑保护釉的原料包括：钾长石10份、钠长石5份、高岭土6份、氧化锌2份、刚玉2份、硅灰石3份、碳酸钡3份和高温耐磨干粒50份，且按照质量份数，上述防滑保护釉的化学成分包括SiO266.5份、Al2O313.2份、Fe2O30.2份、TiO20.15份、CaO 6.5份、MgO 1.2份、K2O 2.6份、Na2O 1.5份、BaO 1.5份、ZnO 3.2份和烧失量3.5份。
C、将防滑保护釉按比重为1.35、300g/m2的喷釉量喷涂于完成淋底釉并喷墨打印后砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖。如图1所示为实施例1制得的耐磨防污防滑砖的釉层表面的低分辨率电镜图，可以看到高温耐磨干粒经过球磨、施釉和烧制后，可以保留原有的颗粒形貌，界面清晰，并与防滑保护釉结合良好，均匀分布形成微细凸起。另外，如图2所示为实施例1制得的耐磨防污防滑砖的釉层表面的高分辨率电镜图，其釉层中的高温耐磨干粒颗粒呈现圆滑形状，颗粒大小错落，没有出现堆积搭桥现象，并与防滑保护釉结合紧密，形成较理想的防滑微观表面。
实施例2
A、制备高温耐磨干粒；其中，按照质量份数，高温耐磨干粒的化学成分包括：SiO268份、Al2O315份、Fe2O30.05份、TiO20.2份、CaO 7份、MgO 1.0份、K2O 2.8份、Na2O 1.6份和烧失量0.1份，且高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃。
B、将高温耐磨干粒破碎至100目后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，出球后加水得到流速为25s、比重为1.45、细度为过350目筛，筛余0.3～1.0％的防滑保护釉；其中，按照质量份数，防滑保护釉的原料包括：钾长石15份、钠长石7份、高岭土8份、氧化锌3份、刚玉4份、硅灰石4份、碳酸钡4份和高温耐磨干粒55份，且按照质量份数，上述防滑保护釉的化学成分包括SiO266.3份、Al2O315.5份、Fe2O30.2份、TiO20.15份、CaO 6.1份、MgO 0.8份、K2O 2.5份、Na2O 1.8份、BaO 1.5份、ZnO 1.55份和烧失量3.2份。
C、将防滑保护釉按比重为1.40、250g/m2的喷釉量喷涂于完成淋底釉并喷墨打印后砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖。
实施例3
A、制备高温耐磨干粒；其中，按照质量份数，高温耐磨干粒的化学成分包括：SiO272.5份、Al2O318.5份、Fe2O30.07份、TiO20.25份、CaO 8.5份、MgO 1.4份、K2O 3.5份、Na2O2.0份和烧失量0.2份，且高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃。
B、将高温耐磨干粒破碎至100目后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，出球后加水得到流速为38s、比重为1.85、细度为过350目筛，筛余0.3～1.0％的防滑保护釉；其中，按照质量份数，防滑保护釉的原料包括：钾长石10份、钠长石5份、高岭土6份、氧化锌3份、刚玉5份、硅灰石5份、碳酸钡3份和高温耐磨干粒60份，且按照质量份数，上述防滑保护釉的化学成分包括SiO266.1份、Al2O317.2份、Fe2O30.2份、TiO20.1份、CaO 5.5份、MgO 0.8份、K2O 2.8份、Na2O 1.5份、BaO 1.8份、ZnO 1.6份和烧失量2.8份。
C、将防滑保护釉按比重为1.45、150g/m2的喷釉量喷涂于完成淋底釉并喷墨打印后砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖。如图3所示为实施例3制得的耐磨防污防滑砖的釉层表面的高分辨率电镜图，其釉层中的高温耐磨干粒颗粒呈现圆滑形状，颗粒大小错落，没有出现堆积搭桥现象，并与防滑保护釉结合紧密，形成较理想的防滑微观表面。
分别将实施例1-3制得的耐磨防污防滑砖进行建筑陶瓷技术领域常规的防滑、防污和耐磨性能测试，其结果如下表1所示：
由表1的性能测试结果可知，经过本方案的制备方法制得的耐磨防污防滑砖，其防滑系数可达到R9～R13级别，同时具备优异的耐磨和防污性能。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制备高温耐磨干粒；
B、将高温耐磨干粒破碎后，与防滑保护釉的其余原料混合并加水球磨，得到防滑保护釉，且球磨后的所述高温耐磨干粒具有光滑的表面；
C、将防滑保护釉布施于砖坯的顶部，干燥后烧成得到耐磨防污防滑砖；
其中，所述高温耐磨干粒的熔融温度为1700～1800℃；按照质量份数，所述防滑保护釉的原料包括：钾长石10～20份、钠长石5～10份、高岭土6～10份、氧化锌2～5份、刚玉2～5份、硅灰石3～5份、碳酸钡3～5份和高温耐磨干粒50～80份。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，按照质量份数，所述防滑保护釉的化学成分包括：SiO2 55～68份、Al2O3 11～18份、K2O 2.0～3.0份、Na2O 1.5～2.5份、CaO 4.0～7.5份、MgO 0.8～1.5份、BaO 1.5～3份和ZnO 1.5～5份；
按照质量份数，所述高温耐磨干粒的化学成分包括：SiO2 62.0～72.5份、Al2O3 13.0～18.5份、Fe2O3 0.03～0.07份、TiO2 0.1～0.25份、CaO 5.5～8.5份、MgO 0.8～1.4份、K2O2.2～3.5份、Na2O 1.2～2.0份和烧失量0.05～0.2份。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述防滑保护釉的布施方式为喷涂,所述防滑保护釉的流速为15～38s。
4.根据权利要求3所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，所述防滑保护釉的比重为1.25～1.85，喷釉量为100～300g/m2。
5.根据权利要求4所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，所述防滑保护釉的比重为1.35～1.45，喷釉量为150～250g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，步骤B中，破碎后的所述高温耐磨干粒的目数为80～200目；按照质量百分比，所述防滑保护釉的细度为过350目筛，筛余0.3～1.0％。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，步骤A的具体步骤为：将所述高温耐磨干粒的原料进行高温烧制，入水淬冷制得高温耐磨干粒；
其中，所述高温耐磨干粒进行高温烧制的温度曲线为：
（1）从常温升温至500℃，耗时2h；
（2）从500℃升温至900℃，耗时2h；
（3）从900℃升温至1100℃，耗时1h；
（4）1100℃升温至1720℃，耗时2.5h；
（5）在1720℃保温1h。
8.根据权利要求1所述的一种耐磨防污防滑砖的制备方法，其特征在于，还包括步骤D，所述步骤D位于步骤B和步骤C之间；
D、在砖坯的顶部按照预设图案打印精雕墨水。
9.一种耐磨防污防滑砖，其特征在于，使用权利要求1～8任意一项所述的耐磨防污防滑砖的制备方法制得，所述耐磨防污防滑砖的防滑系数为R9～R13。
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