CN113105270A - 一种布纹瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷砖领域，提供一种布纹瓷砖及其制备方法，用于提高陶瓷砖的强度。本发明提供的布纹瓷砖，包括：对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；将釉料施加到坯体作为底釉；进行喷墨打印，在底釉上形成图案；布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；在墨水层布施釉料作为面釉；干燥后烧成，得到布纹瓷砖。充分提高了布纹陶瓷砖的强度，进而可以长期地保持布纹陶瓷的纹理特征。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷砖领域，具体涉及布纹瓷砖及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高和生活方式的变化，消费者对建筑陶瓷装饰材料的审美要求也在不断地变化，这种变化有力地促进了建筑陶瓷装饰材料行业的发展。近年来市场上仿大理石、仿木纹、仿竹纹、仿布纹的瓷砖。
如何提高仿布纹瓷砖的性能是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题为提高陶瓷砖的强度，提供布纹瓷砖。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种布纹瓷砖的制备方法，包括：
对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理图案，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
干燥后烧成，得到布纹瓷砖。
在坯体上和透明釉上形成布纹的纹理，结合釉料，在一定程度上可以增加瓷砖的强度。
充分提高了布纹陶瓷砖的强度，进而可以长期地保持布纹陶瓷的纹理特征。
优选地，所述干燥的温度为160~180℃，所述烧成温度为1200~1250℃，烧成周期为50~60min。
优选地，所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，在透明釉上形成布状纹理。
优选地，所述底层纹理的深度为坯体厚度的1~5%。
优选地，所述布状纹理的深度为透明釉厚度的1~5%。
优选地，所述底釉和面釉采用的釉料包括：
氧化锌3~7质量份，硅酸锆2~10质量份，钾长石10~15质量份，钠长石20~40质量份，铝粉4~15质量份，方解石10~15质量份，白云石1~7质量份，中铝粉4~15质量份，石英3~7质量份，高岭土15~20质量份，硅酸钇1~5质量份。在布纹陶瓷釉料中加入硅酸钇，结合布纹陶瓷本身的纹理特征，以提高布纹陶瓷砖的强度。
优选地，所述底釉和面釉采用的釉料包括：
氧化锌5~7质量份，硅酸锆6~10质量份，钾长石12~15质量份，钠长石30~40质量份，铝粉10~15质量份，方解石8~15质量份，白云石5~7质量份，中铝粉12~15质量份，石英5~7质量份，高岭土16~20质量份，硅酸钇2~5质量份。
优选地，所述底釉和面釉采用的釉料包括：
氧化锌5质量份，硅酸锆6质量份，钾长石12质量份，钠长石30质量份，铝粉10质量份，方解石8质量份，白云石5质量份，中铝粉12质量份，石英5质量份，高岭土16质量份，硅酸钇2质量份。
优选地，所述硅酸钇包括硅酸钇晶须0.5~2.5质量份，片状硅酸钇0.5~2.5质量份。
优选地，所述硅酸钇晶须的制备方法包括：
取六水合硝酸钇6~10质量份，九水合水玻璃1~4质量份，无水乙醇30~50质量份；
将六水合硝酸钇和九水合水玻璃溶解到无水乙醇中，调节pH为10~11，滴加2~3滴油酸，进行溶剂热反应，反应温度为160~200℃，反应48~72h，产物用异丙醇清洗2~3次，在70~100℃下烘干，得到硅酸钇晶须。可以形成针状的硅酸钇晶须。
优选地，取六水合硝酸钇8~10质量份，九水合水玻璃2~4质量份，无水乙醇45~50质量份。
优选地，取六水合硝酸钇8质量份，九水合水玻璃2质量份，无水乙醇45质量份。
优选地，所述片状硅酸钇的制备方法包括：
取六水合硝酸钇6~10质量份，正硅酸乙酯1~4质量份，无水乙醇10~30质量份；
将六水合硝酸钇和正硅酸乙酯混合均匀，加入无水乙醇，在密闭容器中搅拌，同时对密闭容器进行水浴加热，升温至35~45℃，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
将前驱体溶液在100~120℃下，溶剂热反应12~24h，得到凝胶，将凝胶烘干后，得到中间体粉末；
将中间体粉末与混合复盐按照1:1~3的质量比混合均匀后，在800~1000℃下进行热处理，得到产物经水洗、氢氟酸酸洗后50~100℃下干燥2~4h，得到片状硅酸钇。片状硅酸钇可以有效提高陶瓷砖的强度，同针状晶须的硅酸钇陶瓷联用，可以形成结构稳定釉层骨架。
优选地，所述混合复盐为钨酸钾与钼酸铵的混合物，钨酸钾与钼酸铵的质量比为1:1。
一种布纹瓷砖，根据上述的布纹瓷砖制备方法制成的布纹瓷砖。
硅酸钇晶须可以增强瓷砖的强度，片状硅酸钇可以进一步增强瓷砖的强度，二者联用在瓷砖领域并不多见。布纹陶瓷砖生产过程中在底釉或者中间釉上形成纹理，这些纹理会导致面釉内产生更多的细微断裂，有助于充分的提高硅酸锆晶须对瓷砖的增强作用，尤其是可以充分发挥硅酸钇晶须的裂纹偏转、桥联、及微裂纹增韧作用，以充分提高瓷砖的强度。发明人认为，硅酸钇晶须和片状硅酸钇联用后添加到布纹陶瓷釉料中，形成了强度更高的釉层骨架，进而显著增强了瓷砖的强度。
在纹理的上方施加的底釉和面釉，可以有效的起到提高瓷砖强度的作用。磨抛、雕刻形成的布纹的纹理可以促进釉层内产生一定的细小裂纹，并在一定程度优化裂纹偏转的方向，从而提高了瓷砖的强度。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：充分提高了布纹陶瓷砖的强度，进而可以长期地保持布纹陶瓷的纹理特征。
利用布纹陶瓷本身的结构，结合硅酸钇晶须和片状硅酸钇形成的稳定的釉层骨架，充分提高了布纹陶瓷砖的强度，陶瓷砖的强度优于仅采用硅酸钇晶须的陶瓷砖。
具体实施方式
以下实施列是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。
实施例1
一种布纹瓷砖，其制备方法包括：
对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理图案，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
160℃干燥后，在1250℃烧成，烧成周期为55min，得到布纹瓷砖。
所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，形成布状纹理。
所述底层纹理的深度为坯体厚度的2%。
所述布状纹理的深度为透明釉厚度的2%。
所述底釉和面釉采用的釉料包括：氧化锌500g，硅酸锆600g，钾长石1200g，钠长石3000g，铝粉1000g，方解石800g，白云石500g，中铝粉1200g，石英500g，高岭土1600g，硅酸钇200g。
所述硅酸钇包括硅酸钇晶须100g，片状硅酸钇100g。
所述硅酸钇晶须的制备方法包括：
取六水合硝酸钇800g，九水合水玻璃200g，无水乙醇4500g；
将六水合硝酸钇和九水合水玻璃溶解到无水乙醇中，调节pH为10，滴加2滴油酸，进行溶剂热反应，反应温度为170℃，反应60h，产物用异丙醇清洗3次，在90℃下烘干，得到硅酸钇晶须。可以形成针状的硅酸钇晶须。
所述片状硅酸钇的制备方法包括：
取六水合硝酸钇750g，正硅酸乙酯200g，无水乙醇2500g；
将六水合硝酸钇和正硅酸乙酯混合均匀，加入无水乙醇，在密闭容器中搅拌，同时对密闭容器进行水浴加热，升温至37℃，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
将前驱体溶液在110℃下，溶剂热反应20h，得到凝胶，将凝胶烘干后，得到中间体粉末；
将中间体粉末与混合复盐按照1:2的质量比混合均匀后，在850℃下进行热处理，得到产物经水洗、氢氟酸酸洗后60℃下干燥3h，得到片状硅酸钇。所述混合复盐为钨酸钾与钼酸铵的混合物，钨酸钾与钼酸铵的质量比为1:1。
在坯体上和透明釉上形成布纹的纹理，结合釉料，在一定程度上可以增加瓷砖的强度。
充分提高了布纹陶瓷砖的强度，进而可以长期地保持布纹陶瓷的纹理特征。在布纹陶瓷釉料中加入硅酸钇，结合布纹陶瓷本身的纹理特征，以提高布纹陶瓷砖的强度。
实施例2
一种布纹瓷砖，其制备方法包括：
对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理图案，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
160℃干燥后，在1200℃烧成，烧成周期为55min，得到布纹瓷砖。
所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，形成布状纹理。
所述底层纹理的深度为坯体厚度的2%。
所述布状纹理的深度为透明釉厚度的2%。
所述底釉和面釉采用的釉料包括：氧化锌500g，硅酸锆600g，钾长石1200g，钠长石3000g，铝粉1000g，方解石800g，白云石500g，中铝粉1200g，石英500g，高岭土1600g，硅酸钇200g。
所述硅酸钇包括硅酸钇晶须200g。
所述硅酸钇晶须的制备方法包括：
取六水合硝酸钇800g，九水合水玻璃200g，无水乙醇4500g；
将六水合硝酸钇和九水合水玻璃溶解到无水乙醇中，调节pH为10，滴加2滴油酸，进行溶剂热反应，反应温度为170℃，反应60h，产物用异丙醇清洗3次，在90℃下烘干，得到硅酸钇晶须。可以形成针状的硅酸钇晶须。
实施例3
一种布纹瓷砖，其制备方法包括：
对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
160℃干燥后，在1250℃烧成，烧成周期为55min，得到布纹瓷砖。
所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，形成布状纹理。
所述底层纹理的深度为坯体厚度的2%。
所述布状纹理的深度为透明釉厚度的2%。
所述底釉和面釉采用的釉料包括：氧化锌500g，硅酸锆600g，钾长石1200g，钠长石3000g，铝粉1000g，方解石800g，白云石500g，中铝粉1200g，石英500g，高岭土1600g，硅酸钇200g。
所述硅酸钇包括片状硅酸钇200g。
所述片状硅酸钇的制备方法包括：
取六水合硝酸钇750g，正硅酸乙酯200g，无水乙醇2500g；
将六水合硝酸钇和正硅酸乙酯混合均匀，加入无水乙醇，在密闭容器中搅拌，同时对密闭容器进行水浴加热，升温至37℃，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
将前驱体溶液在110℃下，溶剂热反应20h，得到凝胶，将凝胶烘干后，得到中间体粉末；
将中间体粉末与混合复盐按照1:2的质量比混合均匀后，在850℃下进行热处理，得到产物经水洗、氢氟酸酸洗后60℃下干燥3h，得到片状硅酸钇。所述混合复盐为钨酸钾与钼酸铵的混合物，钨酸钾与钼酸铵的质量比为1:1。
实施例4
一种布纹瓷砖，其制备方法包括：
对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理图案，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
160℃干燥后，在1250℃烧成，烧成周期为55min，得到布纹瓷砖。
所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，形成布状纹理。
所述底层纹理的深度为坯体厚度的2%。
所述布状纹理的深度为透明釉厚度的2%。
所述底釉和面釉采用的釉料包括：氧化锌500g，硅酸锆600g，钾长石1200g，钠长石3000g，铝粉1000g，方解石800g，白云石500g，中铝粉1200g，石英500g，高岭土1600g，
对比例1
一种布纹瓷砖，其制备方法包括：
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
160℃干燥后，在1250℃烧成，烧成周期为55min，得到布纹瓷砖。
所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，形成布状纹理。
所述底层纹理的深度为坯体厚度的0%。即不存在凹凸不平的底层纹理。
所述布状纹理的深度为透明釉厚度的2%。
所述底釉和面釉采用的釉料包括：氧化锌500g，硅酸锆600g，钾长石1200g，钠长石3000g，铝粉1000g，方解石800g，白云石500g，中铝粉1200g，石英500g，高岭土1600g，硅酸钇200g。
所述硅酸钇包括硅酸钇晶须100g，片状硅酸钇100g。
所述硅酸钇晶须的制备方法包括：
取六水合硝酸钇800g，九水合水玻璃200g，无水乙醇4500g；
将六水合硝酸钇和九水合水玻璃溶解到无水乙醇中，调节pH为10~11，滴加2滴油酸，进行溶剂热反应，反应温度为170℃，反应60h，产物用异丙醇清洗3次，在90℃下烘干，得到硅酸钇晶须。可以形成针状的硅酸钇晶须。
所述片状硅酸钇的制备方法包括：
取六水合硝酸钇750g，正硅酸乙酯200g，无水乙醇2500g；
将六水合硝酸钇和正硅酸乙酯混合均匀，加入无水乙醇，在密闭容器中搅拌，同时对密闭容器进行水浴加热，升温至37℃，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
将前驱体溶液在110℃下，溶剂热反应20h，得到凝胶，将凝胶烘干后，得到中间体粉末；
将中间体粉末与混合复盐按照1:2的质量比混合均匀后，在850℃下进行热处理，得到产物经水洗、氢氟酸酸洗后60℃下干燥3h，得到片状硅酸钇。所述混合复盐为钨酸钾与钼酸铵的混合物，钨酸钾与钼酸铵的质量比为1:1。
对比例2
一种布纹瓷砖，其制备方法包括：
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
160℃干燥后，在1250℃烧成，烧成周期为55min，得到布纹瓷砖。
所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，形成布状纹理。
所述底层纹理的深度为坯体厚度的0%。即不存在凹凸不平的底层纹理。
所述布状纹理的深度为透明釉厚度的0%。即不存在凹凸不平的布状纹理。
所述底釉和面釉采用的釉料包括：氧化锌500g，硅酸锆600g，钾长石1200g，钠长石3000g，铝粉1000g，方解石800g，白云石500g，中铝粉1200g，石英500g，高岭土1600g，硅酸钇200g。
所述硅酸钇包括硅酸钇晶须100g，片状硅酸钇100g。
所述硅酸钇晶须的制备方法包括：
取六水合硝酸钇800g，九水合水玻璃200g，无水乙醇4500g；
将六水合硝酸钇和九水合水玻璃溶解到无水乙醇中，调节pH为10~11，滴加2滴油酸，进行溶剂热反应，反应温度为170℃，反应60h，产物用异丙醇清洗3次，在90℃下烘干，得到硅酸钇晶须。可以形成针状的硅酸钇晶须。
所述片状硅酸钇的制备方法包括：
取六水合硝酸钇750g，正硅酸乙酯200g，无水乙醇2500g；
将六水合硝酸钇和正硅酸乙酯混合均匀，加入无水乙醇，在密闭容器中搅拌，同时对密闭容器进行水浴加热，升温至37℃，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
将前驱体溶液在110℃下，溶剂热反应20h，得到凝胶，将凝胶烘干后，得到中间体粉末；
将中间体粉末与混合复盐按照1:2的质量比混合均匀后，在850℃下进行热处理，得到产物经水洗、氢氟酸酸洗后60℃下干燥3h，得到片状硅酸钇。所述混合复盐为钨酸钾与钼酸铵的混合物，钨酸钾与钼酸铵的质量比为1:1。
实验例
参照GB/T3810.2测试各实施方式的破坏强度和断裂模数。
表1 各实施方式的陶瓷砖的性能
实施例2中未采用片状硅酸钇，仅采用了硅酸钇晶须，强度低于实施例1；实施例3中未采用硅酸钇晶须，仅采用了片状硅酸钇，强度也低于实施例1，表明只有硅酸钇晶须和片状硅酸钇联用才能有效提高瓷砖的强度。
实施例4中未采用硅酸钇，其强度大幅降低，表明硅酸钇对于提高瓷砖的强度有较为重要的作用。
对比例1中的坯体上没有纹理，仅在透明釉上形成有纹理；对比例2中的瓷砖没有布纹的纹理，其性能略差于实施例1；表明布纹的纹理，尤其是两层纹理结合硅酸钇可以进一步提高瓷砖的性能。
纹理结构与硅酸钇晶须、片状硅酸钇结合提高瓷砖强度，可能是裂纹偏转效应发挥的主要作用。硅酸钇晶须与熔体基体之间存在一个界面，这时候裂纹一般沿晶须与基体的结合界面扩展，而且比较容易沿界面而绕过模量更大的硅酸钇晶须扩展，这就是说裂纹沿晶须而发生了裂纹的偏转。发明人认为，布纹这种纹理可能引导裂纹沿一般沿晶须与基体的结合界面扩展。这种偏转后的裂纹所受的应力一般低于裂纹在发生偏转之前所受到的应力，因此微裂纹的扩展路程被无形之中延长了，距离增加，这种距离的有效增加会消耗大量的外力所带来的破坏能，降低了破坏能，能量的降低会使得裂纹的继续扩展比较困难，导致裂纹扩展难以为继，从而提高了材料的断裂强度，达到了增强的目地。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (10)
1.一种布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，包括：
对坯体进行抛磨，在坯体上形成底层纹理；
将釉料施加到坯体作为底釉；
进行喷墨打印，在底釉上形成图案；
布施透明釉，再在透明釉上打印布状的纹理图案，根据纹理进行精雕，施加墨水，形成墨水层；
在墨水层布施釉料作为面釉；
干燥后烧成，得到布纹瓷砖。
2.根据权利要求1所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为160~180℃，所述烧成温度为1200~1250℃，烧成周期为50~60min。
3.根据权利要求1所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述精雕的方式为采用根据图案烧制模具在透明釉上进行压制，在透明上形成布状纹理。
4.根据权利要求1所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述底层纹理的深度为坯体厚度的1~5%。
5.根据权利要求3所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述布状纹理的深度为透明釉厚度的1~5%。
6.根据权利要求3所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述底釉采用的釉料包括：
氧化锌3~7质量份，硅酸锆2~10质量份，钾长石10~15质量份，钠长石20~40质量份，铝粉4~15质量份，方解石10~15质量份，白云石1~7质量份，中铝粉4~15质量份，石英3~7质量份，高岭土15~20质量份，硅酸钇1~5质量份。
7.根据权利要求6所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述硅酸钇包括硅酸钇晶须0.5~2.5质量份，片状硅酸钇0.5~2.5质量份。
8.根据权利要求7所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，所述硅酸钇晶须的制备方法包括：
取六水合硝酸钇6~10质量份，九水合水玻璃1~4质量份，无水乙醇30~50质量份；
将六水合硝酸钇和九水合水玻璃溶解到无水乙醇中，调节pH为10~11，滴加2~3滴油酸，进行溶剂热反应，反应温度为160~200℃，反应48~72h，产物用异丙醇清洗2~3次，在70~100℃下烘干，得到硅酸钇晶须。
9.根据权利要求8所述的布纹瓷砖的制备方法，其特征在于，取六水合硝酸钇8质量份，九水合水玻璃2质量份，无水乙醇45质量份。
10.一种布纹瓷砖，其特征在于，根据权利要求1~9任一项所述的布纹瓷砖制备方法制成的布纹瓷砖。
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