CN113860922A - 一种远红外岩板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种远红外岩板及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：在坯体表面施面釉；在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；在施保护釉后的坯体表面施远红外釉；所述远红外釉的矿物组成为刚玉；将施远红外釉后的坯体烧成，获得所述远红外岩板。所述制备方法获得的岩板远红外发射率达到0.9以上。

Description

一种远红外岩板及其制备方法
技术领域
本发明涉及远红外岩板及其制备方法，属于陶瓷板生产制造技术领域。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对公共空间和家居空间的健康环境越来越重视。远红外辐射可以有效祛除室内空气中装修材料散发的甲醛、氨、苯等有害物质，增加空气中氧含量，清洁空气，净化居住环境。远红外辐射还具有很强的保健作用，促进血液循环，改善关节疼痛，调节自律神经，护肤美容，改善循环***，激活生物分子活性，增强新陈代谢，提高免疫力。现有技术使用电气石、二氧化锆等赋予陶瓷砖远红外功能。电气石属于羟基硅酸盐化合物，在950℃以上的高温环境下会发生分解，电气石的结构被破坏而导致远红外发射率大大降低。工业分离或者精选二氧化锆的操作比较困难，成本高昂，放射性高。此外，现有大部分远红外材料在自然面产品使用时，窑炉烧成冷却过程中表面容易析出大量小晶体，晶体遮挡部分远红外材料使自然面产品的远红外发射率偏低，这导致远红外材料多局限于抛釉类陶瓷砖产品。
发明内容
“自然面”指产品保持烧成后的形貌状态，不进行抛光等深度加工。针对自然面岩板的远红外发射率低的问题，本发明提供一种远红外岩板及其制备方法，获得的自然面岩板远红外发射率达到0.9以上。
第一方面，本发明提供一种远红外岩板的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：
在坯体表面施面釉；
在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；
在施保护釉后的坯体表面施远红外釉；所述远红外釉的矿物组成为刚玉；
将施远红外釉后的坯体烧成，获得所述远红外岩板。
较佳地，所述刚玉为500-800目的球形刚玉。
较佳地，所述远红外釉的比重为1.10-1.15g/cm3，施釉量为70-90g/m2。
较佳地，所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：52-57％、Al2O3：22-24％、碱土金属氧化物：8.0-11.9％、ZnO：0.9-2.0％、碱金属氧化物：6.9-8.4％。
较佳地，所述保护釉采用喷釉方式施釉；保护釉的比重为1.15-1.20g/cm3，施釉量为150-170g/m2。
较佳地，所述保护釉形成的保护釉层厚度为0.2-0.4mm。
较佳地，所述面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：61-65％、Al2O3：19-23％、碱土金属氧化物：0.3-1％、碱金属氧化物：6-8％、ZrO2：3.2-9.6％。
较佳地，所述面釉采用喷釉或淋釉的方式施釉；面釉的比重为1.40-1.50g/cm3，施釉量为450-650g/m2。
较佳地，最高烧成温度为1200-1220℃，烧成周期为80-100min。
第二方面，本发明还提供上述任一项所述的制备方法获得的远红外岩板。
具体实施方式
通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。在没有特殊说明的情况下，各百分含量指质量百分含量。
以下示例性说明本发明所述远红外岩板的制备方法。
使用坯体粉料压制成型以获得坯体。所述坯体粉料的化学组成不受限制，可采用本领域常规的岩板坯体粉料。作为示例，所述坯体粉料的化学组成包括，以质量百分比计，SiO2：63-66％、Al2O3：20-23％、Fe2O3：0.4-0.8％、TiO2：0.2-0.3％、CaO：0.2-0.3％、MgO：0.4-0.6％、K2O：2.2-2.6％、Na2O：2.1-2.6％、烧失：4.4-5.4％。
将坯体干燥。干燥温度可为150-200℃。干燥后的坯体水分控制在0.4wt％以内。
在干燥后的坯体表面施面釉。作用是遮盖坯体底色和瑕疵并促进喷墨墨水发色。所述面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：61-65％、Al2O3：19-23％、碱土金属氧化物：0.3-1％、碱金属氧化物：6-8％、ZrO2：3.2-9.6％。
一些实施方式中，所述面釉的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：61-65％、Al2O3：19-23％、Fe2O3：0.2-0.4％、TiO2：0.15-0.25％、CaO：0.2-0.4％、MgO：0.1-0.2％、K2O：3-4％、Na2O：3.1-3.8％、ZrO2：3.2-9.6％、烧失：1.5-2.0％。
所述面釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石：28-35％，钠长石：15-21％，高岭土12-18％，石英砂12-18％，硅酸锆8-12％，氧化铝5-9％，煅烧高岭土3-8％。一些实施方式中，所述面釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石35％，钠长石：20％，高岭土15％，石英砂15％，硅酸锆10％，氧化铝5％。制备面釉时，可按照上述质量比称量各矿物并加入水和其他助剂进行球磨获得面釉釉浆。待球磨物料包括：以质量百分比计，干料(面釉的所有矿物组成)70％、三聚磷酸钠0.25％、羧甲基纤维素钠0.15％和水29.6％。所述面釉釉浆过325目网的筛余≤0.6wt％。
所述面釉采用喷釉或淋釉方式施釉。所述面釉的比重为1.40-1.50g/cm3，施釉量为450-650g/m2。
在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案。喷墨图案的颜色和图案根据版面设计作出适应性变化。
在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉。保护釉的作用是利于喷墨图案发色以及固定后续施加的球形刚玉。所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：52-57％、Al2O3：22-24％、碱土金属氧化物：8.0-11.9％、ZnO：0.9-2.0％、碱金属氧化物：6.9-8.4％。保护釉具有高氧化铝含量，使保护釉的高温粘度偏大，不易使保护釉与刚玉互相配合形成所需效果。
作为示例，所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：52-57％、Al2O3：22-24％、Fe2O3：0.11-0.15％、TiO2：0.15-0.17％、CaO：0.25-0.27％、MgO：1.6-2.7％、BaO：6.2-8.9％、ZnO：0.99-1.98％、K2O：5.2-6.2％、Na2O：1.7-2.2％、烧失：3.8-4.5％。
上述保护釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石50-60％，氧化锌1-2％，碳酸钡8-12％，烧滑石3-8％，高岭土10-15％，煅烧高岭土6-9％，氧化铝2-6％。一些实施方式中，所述保护釉的矿物组成包括：以质量百分比计，钾长石55％，氧化锌2％，碳酸钡10％，烧滑石5％，高岭土15％，煅烧高岭土9％，氧化铝4％。制备保护釉时，可按照上述质量比称量各矿物并加入水和其他助剂进行球磨获得保护釉釉浆。待球磨物料包括：以质量百分比计，干料(保护釉的所有矿物)70％、三聚磷酸钠0.25％、羧甲基纤维素钠0.15％和水29.6％。所述保护釉釉浆过325目网的筛余≤0.6wt％。
保护釉可采用喷釉方式施釉。保护釉的比重为1.15-1.20g/cm3，施釉量为150-170g/m2。上述保护釉形成的保护釉层厚度为0.2-0.4mm。上述厚度的保护釉层偏薄，与球形刚玉的直径相差适宜，可以保证球形刚玉陷入保护釉层的深度比较适中，促使球形刚玉形成的远红外釉在保护釉上稳定附着以及刚玉的稳定远红外发射。
球形刚玉的来源不受限制，可商业化购得，也可自行制备球形刚玉。例如，将工业级薄水铝石与去离子水在机械搅拌作用下配制成分散均匀的悬浮液。所述工业级薄水铝石与去离子水的质量比可为10-40：60-90。然后在搅拌条件下于40-60℃向悬浊液中加入酸液，获得拟薄水铝石溶胶。所述酸液可为质量浓度4-11％的硝酸。将拟薄水铝石溶胶喷雾造粒后烧结，制得球形刚玉。该烧结温度可为1100-1300℃，烧结时间为80-100分钟。
目前在陶瓷领域多使用刚玉作为防滑材料或者耐磨材料。本发明首次将球形刚玉用于远红外釉中。球形刚玉的远红外发射率高达0.94以上。将球形刚玉加入到含有其他矿物组成的釉中固然能够赋予防滑和耐磨功能，但是容易导致至少部分刚玉与釉料的其他组成发生反应，或者至少部分刚玉被釉料包裹，导致远红外发射率偏低。
本发明远红外釉的矿物组成为100％的球形刚玉。与其他形状的刚玉相比，球形刚玉与釉料接触面相对较少，不易完全与釉料反应及被釉料包裹，同时球形刚玉更容易镶嵌在保护釉中，不易脱落，手感相对润滑，防污性能也较好。作为示例，球形刚玉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：0.48％、Al2O3：98.62％、Na2O：0.58％。
所述球形刚玉的目数优选为500-800目。刚玉目数过大会影响保护釉的发色和透感，也容易脱落；刚玉的目数太小容易与保护釉反应或者被保护釉包裹。
远红外釉除了矿物组成外还包括(胶水)固定剂。远红外釉的混合采用搅拌即可，无需球磨。作为示例，远红外釉的原料组成包括：以质量百分比计，500目的球形刚玉：9.1％，胶水固定剂：90.9％。将上述原料混合均匀得到远红外釉。远红外釉可采用喷釉方式施釉。
远红外釉的比重为1.10-1.15g/cm3，施釉量为70-90g/m2。远红外釉的比重较低容易喷釉均匀。远红外釉的的施釉量控制在上述范围，避免釉层太厚使刚玉容易全部沉入到保护釉中；也阻止釉层太薄，刚玉附着到保护釉中太少，容易剥落。这些都会影响远红外釉的发射率。
烧成。最高烧成温度1200-1220℃，烧成周期80-100min。
磨边、分级。
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。
实施列1
远红外岩板的制备方法包括以下步骤：
步骤1：使用坯体粉料压制成型以获得坯体；
步骤2：将坯体干燥；干燥温度150-200℃，干燥后的坯体水分控制在0.4wt％以内；
步骤3：在坯体表面施面釉；面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：64.15％、Al2O3：19.78％、Fe2O3：0.22％、TiO2：0.15％、CaO：0.28％、MgO：0.11％、K2O：3.88％、Na2O：3.15％、ZrO2：6.45、烧失：1.80％；面釉采用喷釉方式施釉，比重1.45g/cm3，施釉量500g/m2；
步骤4：在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
步骤5：在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：53.90％、Al2O3：22.53％、Fe2O3：0.11％、TiO2：0.15％、CaO：0.27％、MgO：1.69％、BaO：7.82％、ZnO：1.98％、K2O：5.69％、Na2O：1.94％、烧失：3.88％；保护釉采用喷釉方式施釉，比重1.20g/cm3，施釉量160g/m2；
步骤6：在施保护釉后的坯体表面远红外釉；远红外釉的矿物组成为100％的球形刚玉；远红外釉的比重1.12g/cm3，重量70g/m2；
步骤7：烧成；最高烧成温度1220℃，烧成周期100min，获得远红外岩板。
采用双波段发射率测量仪测量远红外发射率。实施例1岩板的远红外发射率为0.91。
对比例1
远红外岩板的制备方法包括以下步骤：
步骤1：使用坯体粉料压制成型以获得坯体；
步骤2：将坯体干燥；干燥温度150-200℃，干燥后的坯体水分控制在0.4wt％以内；
步骤3：在坯体表面施面釉；面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：64.15％、Al2O3：19.78％、Fe2O3：0.22％、TiO2：0.15％、CaO：0.28％、MgO：0.11％、K2O：3.88％、Na2O：3.15％、ZrO2：6.45、烧失：1.80％；面釉采用喷釉方式施釉，比重1.45g/cm3，施釉量500g/m2；
步骤4：在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
步骤5：在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：53.90％、Al2O3：22.53％、Fe2O3：0.11％、TiO2：0.15％、CaO：0.27％、MgO：1.69％、BaO：7.82％、ZnO：1.98％、K2O：5.69％、Na2O：1.94％、烧失：3.88％；保护釉采用喷釉方式施釉，比重1.20g/cm3，施釉量160g/m2；
步骤6：在施保护釉后的坯体表面远红外釉；远红外釉的矿物组成为100％的普通刚玉；远红外釉的比重1.12g/cm3，重量70g/m2；
步骤7：烧成；最高烧成温度1220℃，烧成周期100min，获得远红外岩板。
对比例1岩板砖面手感粗糙，防污较差，远红外发射率偏低，只有0.85。
对比例2
远红外岩板的制备方法包括以下步骤：
步骤1：使用坯体粉料压制成型以获得坯体；
步骤2：将坯体干燥；干燥温度150-200℃，干燥后的坯体水分控制在0.4wt％以内；
步骤3：在坯体表面施面釉；面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：64.15％、Al2O3：19.78％、Fe2O3：0.22％、TiO2：0.15％、CaO：0.28％、MgO：0.11％、K2O：3.88％、Na2O：3.15％、ZrO2：6.45、烧失：1.80％；面釉采用喷釉方式施釉，比重1.45g/cm3，施釉量500g/m2；
步骤4：在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
步骤5：在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；保护釉包括基础釉料和球形刚玉；基础釉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：53.90％、Al2O3：22.53％、Fe2O3：0.11％、TiO2：0.15％、CaO：0.27％、MgO：1.69％、BaO：7.82％、ZnO：1.98％、K2O：5.69％、Na2O：1.94％、烧失：3.88％；刚玉的使用量和实施例1相同；保护釉采用喷釉方式施釉，比重1.20g/cm3，施釉量160g/m2；
步骤6：在施保护釉后的坯体表面远红外釉；远红外釉的矿物组成为100％的球形刚玉；远红外釉的比重1.12g/cm3，重量70g/m2；
步骤7：烧成；最高烧成温度1220℃，烧成周期100min，获得远红外岩板。
对比例2岩板的远红外发射率为0.81。将球形刚玉加入到保护釉中一起喷釉，部分刚玉与釉料的其他组成发生反应，或者部分刚玉被釉料包裹，导致远红外发射率偏低。
对比例3
远红外岩板的制备方法包括以下步骤：
步骤1：使用坯体粉料压制成型以获得坯体；
步骤2：将坯体干燥；干燥温度150-200℃，干燥后的坯体水分控制在0.4wt％以内；
步骤3：在坯体表面施面釉；面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：64.15％、Al2O3：19.78％、Fe2O3：0.22％、TiO2：0.15％、CaO：0.28％、MgO：0.11％、K2O：3.88％、Na2O：3.15％、ZrO2：6.45、烧失：1.80％；面釉采用喷釉方式施釉，比重1.45g/cm3，施釉量500g/m2；
步骤4：在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：58.04％、Al2O3：14.76％、Fe2O3：0.10％、TiO2：0.14％、CaO：0.27％、MgO：3.32％、BaO：9.34％、ZnO：1.98％、K2O：4.32％、Na2O：3.79％、烧失：3.93％；保护釉采用喷釉方式施釉，比重1.20g/cm3，施釉量160g/m2；
步骤6：在施保护釉后的坯体表面远红外釉；远红外釉的矿物组成为100％的球形刚玉；远红外釉的比重1.12g/cm3，重量70g/m2；
步骤7：烧成；最高烧成温度1220℃，烧成周期100min，获得远红外岩板。
该保护釉的氧化铝含量较低，容易与刚玉反应，使远红外发射率偏低，检测其远红外发射率为0.80。
对比例4
远红外岩板的制备方法包括以下步骤：
步骤1：使用坯体粉料压制成型以获得坯体；
步骤2：将坯体干燥；干燥温度150-200℃，干燥后的坯体水分控制在0.4wt％以内；
步骤3：在坯体表面施面釉；面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：64.15％、Al2O3：19.78％、Fe2O3：0.22％、TiO2：0.15％、CaO：0.28％、MgO：0.11％、K2O：3.88％、Na2O：3.15％、ZrO2：6.45、烧失：1.80％；面釉采用喷釉方式施釉，比重1.45g/cm3，施釉量500g/m2；
步骤4：在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
步骤5：在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：53.90％、Al2O3：22.53％、Fe2O3：0.11％、TiO2：0.15％、CaO：0.27％、MgO：1.69％、BaO：7.82％、ZnO：1.98％、K2O：5.69％、Na2O：1.94％、烧失：3.88％；保护釉采用喷釉方式施釉，比重1.20g/cm3，施釉量160g/m2；
步骤6：在施保护釉后的坯体表面远红外釉；远红外釉的矿物组成为100％的球形刚玉；远红外釉的比重1.20g/cm3，重量160g/m2；
步骤7：烧成；最高烧成温度1220℃，烧成周期100min，获得远红外岩板。
远红外釉的施釉量偏高导致刚玉层较厚，釉面透明度低，图案模糊不清，手感粗糙，防污差。

Claims (10)

1.一种远红外岩板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
在坯体表面施面釉；
在施面釉后的坯体表面喷墨打印图案；
在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；
在施保护釉后的坯体表面施远红外釉；所述远红外釉的矿物组成为刚玉；
将施远红外釉后的坯体烧成，获得所述远红外岩板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述刚玉为500-800目的球形刚玉。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述远红外釉的比重为1.10-1.15g/cm3，施釉量为70-90 g/m2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：52-57%、Al2O3：22-24%、碱土金属氧化物：8.0-11.9%、ZnO：0.9-2.0%、碱金属氧化物：6.9-8.4%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述保护釉采用喷釉方式施釉；保护釉的比重为1.15-1.20 g/cm3，施釉量为150-170 g/m2。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述保护釉形成的保护釉层厚度为0.2-0.4mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述面釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：61-65%、Al2O3：19-23%、碱土金属氧化物：0.3-1%、碱金属氧化物：6-8%、ZrO2：3.2-9.6%。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述面釉采用喷釉或淋釉的方式施釉；面釉的比重为1.40-1.50 g/cm3，施釉量为450-650g/m2。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，最高烧成温度为1200-1220℃，烧成周期为80-100min。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的制备方法获得的远红外岩板。
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