CN111847877B - 一种金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法；所述金属干粒釉料包括金属干粒以及悬浮剂；所述金属干粒包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、B2O3、Cr2O3、NiO、CoO、Fe2O3、CuO、SnO2、MnO；所述金属干粒釉料通过对基础釉料以及其它组分的协同优化，无需使用含铅这一种对人体、环境有危害的金属元素即可使釉料的稳定性好，耐腐蚀性能佳，抛光后的瓷砖砖面在光照下具有强烈的金属光泽，而且硬度达到6级、耐磨2100转以上；所述瓷砖的制备方法简单，一次烧成，有利于砖坯、面釉层、金属干粒釉层的同时成熟，有利于中间层的形成，提高瓷砖的刚性。

Description

一种金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及釉料、瓷砖及其制备方法的技术领域，特别涉及一种金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法。
背景技术
金属干粒釉料是陶瓷产业釉料中的一种特殊的艺术釉，主要布施于仿古砖上，也有布施于瓷罐、花瓶或艺术瓷上。添加金属干粒釉料的瓷砖表面不仅能呈现出金属质感的光泽，并能呈现出各种不同的颜色，使用金属干粒釉料不仅能产生金属般高雅、华丽的外观效果，而且能增强瓷砖釉面的化学稳定性以及对酸碱的耐受性。
近年来，因金属干粒釉面的高雅、厚重的气质备受陶瓷行业和消费者的青睐，为了获得光泽较好的釉面效果，需要使用含铅的熔块釉，但是铅属于三大重金属污染物之一，是一种危害人体健康、环境的重金属元素，因而，这类产品已经被逐渐淘汰。
可见，现有技术还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种无铅的金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法，旨在解决上述问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种金属干粒釉料，包括金属干粒以及悬浮剂；所述金属干粒按重量份计算包括如下组分：30～33份SiO2、9～11份Al2O3、0.5～2份CaO、0.2～0.8份MgO、0.5～2份K2O、1～2.5份Na2O、2～3.5份B2O3、0～0.05份Cr2O3、2～5份NiO、0～0.05份CoO、0.1～0.5份Fe2O3、32～36份CuO、3.5～5.5份SnO2、0～0.05份MnO。
所述的金属干粒釉料中，所述CuO的粒径为150-200目；所述NiO的粒径为80-100目。
所述的金属干粒釉料中，所述CuO的粒径分别为150、170、200目；其中，150目∶170目∶200目的重量比为2∶(0.5-1.5)∶1。
所述的金属干粒釉料中，所述悬浮剂为甲基乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚甲基硅氧烷中的一种；所述金属干粒与悬浮剂的重量比为1∶(2-3)。
所述的金属干粒釉料中，所述金属干粒釉料的比重为1.15-1.22g/cm3；流速为35-50s。
一种金属光泽瓷砖，从上至下依次为：砖坯层、面釉层、印花层和金属干粒釉层；所述金属干粒釉层由所述的金属干粒釉料烧制而成；所述烧制温度为1250-1300℃，烧成周期为60-70min。
一种金属光泽瓷砖的制备方法，采用了所述的金属干粒釉料；所述金属光泽瓷砖的制备方法包括如下步骤：
S1.制备金属干粒釉料：按上述重量比称取各原料，湿法球磨成浆料，将浆料过筛、陈腐后制得金属干粒釉料；
S2.在干燥、喷水后的砖坯上布施面釉，得面釉层；
S3.在步骤S2的砖面上印花，得印花层；
S4.在步骤S3的砖面上布施金属干粒釉料，得金属干粒釉层；
S5.烧制、抛光即得金属光泽瓷砖。
所述的金属光泽瓷砖中，所述步骤S3中采用钟罩淋釉的方式布施所述金属干粒釉料；淋釉量为94-140g/m2。
所述的金属光泽瓷砖中，所述步骤S2中的面釉按重量份计算，包括如下组分：47～50份SiO2、8～11份Al2O3、8～11份CaO、3.5～4份MgO、3.5～4份K2O、1.0～1.5份Na2O、8～11份BaO、7～10份ZnO、1～2份SrO。
所述的金属光泽瓷砖中，所述面釉的比重为1.85-1.90g/cm3；采用钟罩淋釉的方式布施所述面釉，其淋釉量为375-435g/m2。
有益效果：
本发明提供了一种金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法，所述金属干粒釉料通过对基础釉料以及其它组分的协同优化，无需使用含铅这一种对人体、环境有危害的金属元素即可使釉料的稳定性好，耐腐蚀性能佳，抛光后的瓷砖砖面在光照下具有强烈的金属光泽，而且硬度达到6级、耐磨2100转以上；所述瓷砖的制备方法简单，一次烧成，有利于砖坯、面釉层、金属干粒釉层的同时成熟，有利于中间层的形成，提高瓷砖的刚性。
附图说明
图1为本发明提供的金属光泽瓷砖的结构示意图。
图2为所述的金属光泽瓷砖的工艺流程图。
图3为实施例1制得的金属光泽瓷砖无直射光下的示意图。
图4为实施例1制得的金属光泽瓷砖在灯光下的示意图。
图5为实施例2制得的金属光泽瓷砖在灯光下的示意图。
图6为实施例3制得的金属光泽瓷砖在灯光下的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种金属干粒釉料、金属光泽瓷砖及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种金属干粒釉料，包括金属干粒以及悬浮剂；所述金属干粒按重量份计算包括如下组分：30～33份SiO2、9～11份Al2O3、0.5～2份CaO、0.2～0.8份MgO、0.5～2份K2O、1～2.5份Na2O、2～3.5份B2O3、0～0.05份Cr2O3、2～5份NiO、0～0.05份CoO、0.1～0.5份Fe2O3、32～36份CuO、3.5～5.5份SnO2、0～0.05份MnO。
SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O为基础釉料，在基础釉料中加入Cr、Ni、Co、Fe、Cu、SnO2、Mn等过渡金属氧化物，过渡金属氧化物通常具有颜色，Cr2O3为浅至深绿色细小六方形结晶，NiO为绿黑色立方结晶，Fe2O3为红色或深红色无定型粉末，CuO为黑到棕黑色无定形结晶性粉末，在高温下容易分解为黄色的氧化亚铜，MnO为草绿或灰绿色立方晶系粉末；上述含量下的物质在高温下达到饱和，析出晶体，烧制后金属干粒釉层呈现黄色，抛光后具有金属光泽质感，装饰效果极佳。B2O3可与若干种金属氧化物化合而形成具有特征颜色的硼玻璃，增加B2O3与其他组分的混溶能力，提供色彩更为丰富的金属光泽。SnO2对可见光具有良好的通透性，化学性能稳定，具有特定的反射红外线辐射等特点，具有提高金属干粒釉层通透性，有利于光线进入金属干粒釉层，使金属光泽的折射率更高。通过基础釉料以及其它组分的协同优化，使金属干粒釉料的稳定性好，耐腐蚀性能佳；抛光后的具有强烈的金属光泽，与基础釉层的光泽形成反差，提升哑光金属光泽的效果。进一步的，上述成分中不含有对人体、环境有危害的铅，避免了添加铅的釉料在生产过程中对人体、环境等造成的影响。
进一步的，所述CuO的粒径为150-200目；所述NiO的粒径为80-100目。金属元素不同，抛光后的金属光泽反射的光泽颜色不同，通过不同粒径CuO、NiO的协同配合，使呈现出不同的金属光泽颜色，提高装饰效果。
进一步的，所述CuO的粒径分别为150、170、200目；其中，150目∶170目∶200目的重量比为2∶(0.5-1.5)∶1。CuO是一种黑色的氧化物，其作为金属光泽的主体成分，在常温下呈黑色，在高温下分解为黄色的氧化亚铜，通过不同目数的协同配合，不至于使目数小的CuO含量多，使光照下的金属光泽过于密集；不至于使目数大的CuO含量多，使光照下的金属光泽过于稀疏，达不到金属光泽闪闪发亮的视觉效果。
进一步的，所述悬浮剂为甲基乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚甲基硅氧烷中的一种；所述金属干粒与悬浮剂的重量比为1∶(2-3)。所述悬浮剂为有机物悬浮剂，可提高金属干粒的悬浮能力，降低其沉降的速度，使金属干粒釉料流动性佳，易于流平，避免组分沉淀、团聚带来的砖面局部地方金属光泽较强，局部地方金属光泽较弱，使砖面金属光泽分布不均匀的现象发生。上述金属干粒与悬浮剂的比例
进一步的，所述金属干粒釉料的比重为1.15-1.22g/cm3；流速为35-50s。金属干粒釉料的比重对施釉时间和釉层厚度有重要影响。釉料比重大，较短时间即可获得较厚的釉层，但是釉料比重过大，即金属干粒釉料中的固体成分含量高，布施上述釉料，容易导致金属光泽过于强烈，达不到最佳的视觉效果，还容易造成釉层厚度不均，影响光线的反射、折射，进而影响整体的视觉效果；釉料比重小，要达到一定厚度的釉层需多次施釉或长时间施釉，提高生产成本。釉料的流速与釉料的粘度、流动性等有关；流速慢，即粘度大、流动性差，釉料流平后的效果差，影响砖面的平整度；而流速快，影响金属干粒附着在砖面的效果、施釉的时间，还容易造成釉层与面釉层分层，影响瓷砖的整体强度。上述比重和流速的范围最为合适，有利于釉料的布施。
请参阅图1，一种金属光泽瓷砖，从上至下依次为：砖坯层1、面釉层2、印花层3和金属干粒釉层4；所述金属干粒釉层4由所述的金属干粒釉料烧制而成；所述烧制温度为1250-1300℃，烧成周期为60-70min。过高的烧制温度，瓷砖容易发生变形，釉料粘度变大，不利于排气，釉面容易出现起泡、针孔或流釉的现象，影响釉层的质量、透明度、耐酸碱、耐腐蚀、抗污等性能；而烧制温度过低，瓷砖的瓷化效果不完全，容易降低产品的强度；CuO的熔点为1326℃，上述烧制温度使CuO处于熔融状态，高温下黑色的CuO分解为氧化亚铜，使金属干粒釉层4呈现出亮丽的黄色；上述烧制温度比Cr2O3、Fe2O3、NiO、SnO2的熔点低，不会使上述具有金属光泽的金属烧熔，保持其自身较强的光泽感。通过上述金属氧化物的协同配合，使砖面呈现出多彩的金属光泽感。
请参阅图2，一种金属光泽瓷砖的制备方法，其特征在于，采用了所述的金属干粒釉料；所述金属光泽瓷砖的制备方法包括如下步骤：
(1)制备金属干粒釉料：按上述重量比称取各原料，湿法球磨成浆料，将浆料过筛、陈腐后制得金属干粒釉料；
(2)在干燥、喷水后的砖坯上布施面釉，得面釉层2；
(3)在面釉层上印花，得印花层3；
(4)在印花层上布施金属干粒釉料，得金属干粒釉层4；
(5)烧制、抛光即得金属光泽瓷砖。
进一步的，按重量份计算，所述砖坯包括如下组分：65～67份SiO2、19～21份Al2O3、1.9～2.5份Na2O、2.3～3.3份K2O、0.6～1.2份MgO、CaO小于等于1份，Fe2O3、TiO2总份数小于等于1份。上述砖坯保证产品的基础强度；上述砖坯的膨胀系数为210～220，在干燥和烧制过程中，不会出现较大的体积变化，降低砖坯收缩的几率，减少废品的产生。
进一步的，所述的第一次干燥时干燥窑尾砖坯温度为80-90℃，第一次干燥，挥发砖坯的水分，排除自由水，提高砖坯的强度，减少裂坯和炸砖；喷水前砖坯温度为70-80℃，上述砖坯温度，有利于砖坯砖面上的毛细孔打开，提高面釉的渗入速度和深度，使砖面整体的图案和纹理更加清晰，效果更加丰富，且上述砖坯温度，使毛细孔吸釉更为均匀，面釉层更为平整；喷水量为75-94g/m2，上述喷水范围，不仅能提高砖坯与面釉的结合能力，降低开裂几率，还能避免喷水过多，过多的水分渗入毛细孔中，提高砖坯的水分，降低第一次干燥的效果，提高生产成本。
进一步的，采用钟罩淋釉的方式布施所述金属干粒釉料；淋釉量为94-140g/m2。(相当于规格为800×800mm的瓷砖，其布施量为50-80g)；淋所述金属干粒釉料前砖面的温度为50-60℃，控制砖面温度在上述范围，有利于提高金属干粒釉料与面釉的结合程度，降低裂砖发生的几率；采用钟罩淋釉的方式布施金属干粒釉料，使金属干粒釉料更均匀地在面釉层上流平，提高砖面的平整度，使镜面效果超平。当釉料比重一定时，淋釉量影响釉层的厚度，与面釉层的结合程度，影响中间晶体层的形成，进而影响釉面砖的通透性、光线的进入数量、折射情况、印花层的发色和光泽度等性能，上述淋釉量最为合适，使金属光泽的视觉效果最佳。
进一步的，所述面釉按重量份计算，包括如下组分：47～50份SiO2、8～11份Al2O3、8～11份CaO、3.5～4份MgO、3.5～4份K2O、1.0～1.5份Na2O、8～11份BaO、7～10份ZnO、1～2份SrO。上述面釉的透明度高、与砖坯的结合能力佳，形成的中间层较厚，釉面平整，为后续布施金属干粒釉料提供一个光滑平整的釉面。
进一步的，所述面釉的比重为1.85-1.90g/cm3；采用钟罩淋釉的方式布施所述面釉，其淋釉量为375-435g/m2(相当于规格为400×400mm的瓷砖，其布施量为60-70g)；上述性能最为合适，有利于形成厚度合适、粘度、流动性佳的保护面釉层，提高瓷砖整体的视觉效果。
实施例1
一种金属干粒釉料，包括金属干粒以及羧甲基纤维素钠；其重量比为1∶3；所述金属干粒按重量份计算包括如下组分：31.72份SiO2、9份Al2O3、1.4份CaO、0.8份MgO、1.46份K2O、1份Na2O、2.78份B2O3、0.05份Cr2O3、4.02份NiO、0.32份Fe2O3、36份CuO、4.78份SnO2。所述CuO的粒径为150-200目；所述NiO的粒径为90目。所述CuO的粒径分别为150、170、200目；其中，150目∶170目∶200目的重量比为2∶1.5∶1。所述金属干粒釉料的比重为1.20g/cm3；流速为35s。
一种金属光泽瓷砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备金属干粒釉料：按上述重量比称取各原料，湿法球磨成浆料，将浆料过筛、陈腐后制得金属干粒釉料；
(2)在第一次干燥、喷水后的砖坯上布施面釉，得面釉层；所述面釉按重量份计算，包括如下组分：49份SiO2、11份Al2O3、10份CaO、3.5份MgO、3.8份K2O、1.5份Na2O、8份BaO、8.8份ZnO、2份SrO。比重为1.87g/cm3；其淋釉量为375g/m2。
(3)在面釉层上印花，得印花层；
(4)在印花层上布施金属干粒釉料，得金属干粒釉层；淋釉量为120g/m2。
(5)第二次干燥、烧制、抛光即得金属光泽瓷砖；所述烧制温度为1300℃，烧成周期为65min。
实施例2
一种金属干粒釉料，包括金属干粒以及甲基乙二醇；其重量比为1∶2.5；所述金属干粒按重量份计算包括如下组分：30份SiO2、10.5份Al2O3、0.5份CaO、0.4份MgO、2份K2O、1.78份Na2O、2份B2O3、0.02份Cr2O3、5份NiO、0.05份CoO、0.1Fe2O3、34.76份CuO、5.5份SnO2、0.01份MnO。所述CuO的粒径为150-200目；所述NiO的粒径为80目。所述CuO的粒径分别为150、170、200目；其中，150目∶170目∶200目的重量比为2∶1∶1。所述金属干粒釉料的比重为1.22g/cm3；流速为50s。
一种金属光泽瓷砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备金属干粒釉料：按上述重量比称取各原料，湿法球磨成浆料，将浆料过筛、陈腐后制得金属干粒釉料；
(2)在第一次干燥、喷水后的砖坯上布施面釉，得面釉层；所述面釉按重量份计算，包括如下组分：47份SiO2、8份Al2O3、11份CaO、3.7份MgO、3.5份K2O、1.3份Na2O、10.2份BaO、7份ZnO、1.3份SrO。比重为1.85g/cm3；其淋釉量为410g/m2。
(3)在面釉层上印花，得印花层；
(4)在印花层上布施金属干粒釉料，得金属干粒釉层；淋釉量为140g/m2。
(5)第二次干燥、烧制、抛光即得金属光泽瓷砖；所述烧制温度为1270℃，烧成周期为60min。
实施例3
一种金属干粒釉料，包括金属干粒以及聚甲基硅氧烷；其重量比为1∶3；所述金属干粒按重量份计算包括如下组分：33份SiO2、11份Al2O3、2份CaO、0.2份MgO、0.5份K2O、2.5份Na2O、3.5份B2O3、2份NiO、0.01份CoO、0.5份Fe2O3、32份CuO、3.5份SnO2、0.05份MnO。所述CuO的粒径为150-200目；所述NiO的粒径为100目。所述CuO的粒径分别为150、170、200目；其中，150目∶170目∶200目的重量比为2∶0.5∶1。所述金属干粒釉料的比重为1.15g/cm3；流速为45s。
一种金属光泽瓷砖的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备金属干粒釉料：按上述重量比称取各原料，湿法球磨成浆料，将浆料过筛、陈腐后制得金属干粒釉料；
(2)在第一次干燥、喷水后的砖坯上布施面釉，得面釉层；所述面釉按重量份计算，包括如下组分：50份SiO2、9.5份Al2O3、8份CaO、4份MgO、4份K2O、1.0份Na2O、11份BaO、10份ZnO、1份SrO。比重为1.90g/cm3；其淋釉量为435g/m2。
(3)在面釉层上印花，得印花层；
(4)在印花层上布施金属干粒釉料，得金属干粒釉层；淋釉量为94g/m2。
(5)第二次干燥、烧制、抛光即得金属光泽瓷砖；所述烧制温度为1250℃，烧成周期为70min。
对比例
一种金属干粒釉料，与实施例1基本相同，不同之处在于，所述CuO的粒径为100目。一种金属光泽瓷砖的制备方法，与实施例1相同。
参见图3-6可知，在无直射光照射下，砖面为哑光，在有光照下，砖面呈闪闪发亮的金属光泽，金属光泽强烈，装饰效果极佳；经测定，实施例1-3的莫氏硬度达到6级，耐磨达到2100转以上，防污性能佳；根据GB/T3810.13-2016《陶瓷砖试验方法第13部分：耐化学腐蚀性的测定》对实施例1-3进行测定，耐家庭化学试剂和游泳池盐类为GA级；耐低浓度酸和碱：盐酸GLA级、氢氧化钾GLB级、柠檬酸GLA级；耐高浓度酸和碱：盐酸GHA级、氢氧化钾GHB级、乳酸GHA级。
而对比例因CuO的目数较小，即粒径较大，在上述的烧制温度下，较大粒径的CuO熔融程度低，导致CuO不能完全分解为氧化亚铜，使砖面发灰，颜色不如实施例1艳丽；而且，在光照下，其砖面的金属光泽较为稀疏，连片的金属光泽视觉效果较差。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种金属干粒釉料，其特征在于，包括金属干粒以及悬浮剂；所述金属干粒按重量份计算包括如下组分：30～33份SiO2、9～11份Al2O3、0.5～2份CaO、0.2～0.8份MgO、0.5～2份K2O、1～2.5份Na2O、2～3.5份B2O3、0～0.05份Cr2O3、2～5份NiO、0～0.05份CoO、0.1～0.5份Fe2O3、32～36份CuO、3.5～5.5份SnO2、0～0.05份MnO；所述NiO的粒径为80-100目；所述CuO的粒径分别为150、170、200目；其中，150目∶170目∶200目的重量比为2∶(0.5-1.5)∶1；所述金属干粒釉料的烧制温度为1250-1300℃，烧成周期为60-70min。
2.根据权利要求1所述的金属干粒釉料，其特征在于，所述悬浮剂为甲基乙二醇、羧甲基纤维素钠、聚甲基硅氧烷中的一种；所述金属干粒与悬浮剂的重量比为1∶(2-3)。
3.根据权利要求1所述的金属干粒釉料，其特征在于，所述金属干粒釉料的比重为1.15-1.22g/cm3；流速为35-50s。
4.一种金属光泽瓷砖，其特征在于，从上至下依次为：砖坯层、面釉层、印花层和金属干粒釉层；所述金属干粒釉层由权利要求1-3任一项所述的金属干粒釉料烧制而成；所述烧制温度为1250-1300℃，烧成周期为60-70min。
5.一种金属光泽瓷砖的制备方法，其特征在于，采用了如权利要求1-3任一项所述的金属干粒釉料；所述金属光泽瓷砖的制备方法包括如下步骤：
S1.制备金属干粒釉料：按上述重量比称取各原料，湿法球磨成浆料，将浆料过筛、陈腐后制得金属干粒釉料；
S2.在干燥、喷水后的砖坯上布施面釉，得面釉层；
S3.在步骤S2的砖面上印花，得印花层；
S4.在步骤S3的砖面上布施金属干粒釉料，得金属干粒釉层；
S5.烧制、抛光即得金属光泽瓷砖。
6.根据权利要求5所述的金属光泽瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中采用钟罩淋釉的方式布施所述金属干粒釉料；淋釉量为94-140g/m2。
7.根据权利要求5所述的金属光泽瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的面釉按重量份计算，包括如下组分：47～50份SiO2、8～11份Al2O3、8～11份CaO、3.5～4份MgO、3.5～4份K2O、1.0～1.5份Na2O、8～11份BaO、7～10份ZnO、1～2份SrO。
8.根据权利要求7所述的金属光泽瓷砖的制备方法，其特征在于，所述面釉的比重为1.85-1.90g/cm3；采用钟罩淋釉的方式布施所述面釉，其淋釉量为375-435g/m2。
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