专利名称：复合型陶瓷薄板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合型陶瓷薄板及其制备方法。
背景技术：
建筑陶瓷薄板(PP板)是针对我国陶瓷砖生产高速发展带来的资源、能源紧张等 问题，采用干法压力成型、高温烧结工艺制备的一种大规格陶瓷薄板，其在原料制备、成型 技术、烧成工艺等方面有所创新，并解决了产业化生产设备和工艺技术难题。目前市面上出现一种在普通仿石砖表面布透明熔块粉二次烧成，使砖表面形成一 层透明玻璃质层的产品，该产品实现了玻璃与陶瓷的复合，由于玻璃层的存在使该产品具 有很好的通透感及立体感，但该工艺由于采用熔块粉，为了控制玻璃层内气孔及抛光后表 面毛孔，烧成工艺控制相当严格，烧结温度高(1050 1150°C )，具有烧成难度大，生产控制 严，产品优等率低、生产成本很高等缺点。因此，需要开发一种烧制工艺简单、生产成本低且表面具有玻璃光泽的新型复合 型陶瓷薄板。
发明内容
除非特别说明，本发明中所使用的术语“陶瓷薄板”，是指由黏土和其他无机非金 属材料经成形、高温烧结等生产工艺制成的厚度不大于6mm，面积不小于1.62m2的板状陶瓷 制品，其吸水率不超过0.5%。除非特别说明，本发明中所使用的术语“玻璃_陶瓷封接料”，是指用于黏结玻璃 与陶瓷的材料，其主要化学成分重量百分比如下P20551. 3 69. 2%，Al2033. 3 5. 5%， Li2O 0 0·8%，Ζη0 26. 3 29. 3%，K20 0 3.4%，Na20 0. 8 7. 0%，B2O3O. 3 2. 7%。因此，本发明的目的是提供一种复合型陶瓷薄板。本发明的另一个目的是提供上述复合型陶瓷薄板的制备方法。本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。一方面，本发明提供一种复合型陶瓷薄板，其包括1)陶瓷薄板，和2)通过玻 璃_陶瓷封接料经高温热处理后熔合在陶瓷薄板正面的玻璃板。优选地，所述玻璃-陶瓷封接料的主要化学成分重量百分比如下P20551. 3 69. 2%，Α12033· 3 5. 5%，Li20 0 0·8%，Ζη0 26. 3 29. 3%，K2O 0 3.4%，Na20 0. 8 7. 0%, B2O3O. 3 2. 7%。优选地，所述玻璃-陶瓷封接料的熔融温度为650 800°C。优选地，所述玻璃-陶瓷封接料的膨胀系数为(8. 5 9. 5) X 10_6/K。优选地，所述玻璃-陶瓷封接料的粒度为300 800目。优选地，所述玻璃板为钠钙玻璃板或高铝玻璃板。优选地，所述玻璃板的膨胀系数为(7. 5 8. 8) X 10_6/Κ。优选地，所述玻璃板的厚度为2 5mm。
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优选地，所述陶瓷薄板、玻璃-陶瓷封接料和玻璃板三者的膨胀系数差异小于 0.6 X IO-6A ；更优选地，所述玻璃-陶瓷封接料的膨胀系数大于陶瓷薄板和钠钙玻璃板；更 优选地，所述陶瓷薄板的膨胀系数为(8. 0 9. 0) X 10-6/K。优选地，所述复合型陶瓷薄板的规格为(800 900)mmX (1800 2000)mmX (3 ll)mm0另一方面，本发明提供一种制备上述复合型陶瓷薄板的方法，所述方法包括以下 步骤1)将玻璃_陶瓷封接料与印油按2 1的重量配比混合，并涂覆到陶瓷薄板正面；2) 将玻璃板叠放在步骤1)得到的玻璃_陶瓷封接料层上；3)高温热处理。优选地，所述步骤1)中涂覆玻璃_陶瓷封接料是通过胶辊印刷、丝网印刷或手工 的方式来完成的。优选地，所述步骤3)中的高温热处理包括以下过程以10 50°C /分钟的升温 速率，升温至650 850°C，保温20 80分钟，再以3 50°C /分钟的速度冷却至30 80 "C。综上所述，本发明提供了一种复合型陶瓷薄板的制备方法，以规格为 900mmX1800mmX (3 6)mm的陶瓷薄板作为基板，用60 120目丝网印刷玻璃-陶瓷封 接料，再将相同尺寸玻璃板叠加在基板上，经高温热处理后，上层的玻璃板与基板通过玻 璃_陶瓷封接料完全熔结成一体，制成大规格超薄复合型玻璃_陶瓷薄板。所述的玻璃板为钠钙玻璃板，厚度为2 5mm。该玻璃板的化学成分范围为(重 量百分比)如下:Si027 3 74%,A12033 ~ 4%, CaO 8 11%,MgO 0. 2 0. 5%，K2CHNa2O 12 14%, Fe2O3O. 02 0. 1%。其膨胀系数为(7. 5 8. 8) X 1(Γ6/Κ。所述的玻璃-陶瓷封接料粒度为300 800目，其与印油按2 1的重量配比混 合后再通过丝网印刷、胶辊印刷或手工涂覆至陶瓷薄板上。该封接料的化学成分范围为(重量百分比)如下Ρ20551. 3 69. 2%,Α12033· 3 5. 5%, Li2O 0 0. 8%, ZnO 26. 3 29. 3%, K2O 0 3. 4%, Na2OO. 8 7. 0%, B2O3O- 3 2.7%0其膨胀系数为(8. 5 9. 5) Χ10—7Κ，熔融温度为650 800 0C0所述陶瓷薄板的化学成分范围为Si0266 74%，Al20318 22%，CaO 0. 5 1.0%,MgO 0. 3 1. 0%，K20+Na20+Li20 4 6%。其膨胀系数为(8. 0 9. 0) X 1(Γ6/Κ。陶 瓷薄板表面可以通过丝网或滚筒印刷各种图案装饰。所述的三种物料之间的膨胀系数差异不超过0. 6Χ 10_6/Κ，其关系是陶瓷薄板 < 封 接料，封接料〉玻璃板。所述的热处理是在窑炉内以10 50°C /分钟的升温速率，升温至650 850°C， 保温20 80分钟，再以3 50°C /分钟的速度冷却至室温，出窑，上层玻璃与基板通过封 接料完全熔结成一体，成为复合型陶瓷薄板。玻璃-陶瓷封接料在熔化后具有很强的粘性及反应性，完全把玻璃板和陶瓷薄板 基板熔结在一起。所用的热处理温度不能太高，封接料熔融时不能让玻璃板软化，并且封接 料要求烧后透明，能让陶瓷薄板上的图案能够完全的显示出来。为了在冷却时不会因为膨 胀系数不一致造成裂砖，陶瓷薄板、玻璃_陶瓷封接料、玻璃板三层料之间的膨胀系数应以 控制在0. 6X 10_6/K为宜。且膨胀系数最好按陶瓷薄板 < 封接料，封接料 > 玻璃板排列，这 样可以让产品受适当的压应力提高产品性能。
本发明采用上述技术方案后所能达到的有益效果是首先，由于烧成温度低，本发 明所提供的复合型陶瓷薄板表面具有玻璃光泽度，平滑度没有受到影响，不需要再做抛光 处理，节省了能耗。其次，陶瓷薄板通过印刷的方式得到所需的图案，条纹清晰，立体感强，晶莹剔透， 高贵典雅，铺贴后整体效果自然流畅，装饰效果好。此外，本发明所提供的复合型陶瓷薄板还具有无放射性，防污性好的特点。
图1为本发明所提供的的复合型陶瓷薄板的示意图，其中1 陶瓷薄板，2:玻璃板， 3:玻璃-陶瓷封接料。
具体实施例方式以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅 用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。实施例本实施例提供了制备复合型陶瓷薄板的方法，具体包括如下步骤1)作为基板的陶瓷薄板，其规格为900mmX1800mmX5. 5mm，购自广东蒙娜丽莎陶 瓷有限公司，其制备方法如下应用常规陶瓷原料，原料的配方按重量百分比化学成分为 Si0268%, Al20320%, CaO 0. 5%, MgOO. 6%, K2CHNa2O 5. 8%，原料按配方称量，湿法球磨至 粒度为万孔筛筛余0. 5 0. 8%，喷雾干燥造粒，粉料水分为6 8%。粉料经陶瓷压砖机 压制成型，并经过干燥窑烘干，淋面釉辊筒印花，在1180 1230°C温度下烧结成陶瓷薄板。 使用DIL402PC型热膨胀仪(购自德国耐驰仪器制造有限公司，测定样品规格45X5X5mm， 测试温度35 750°C，升温速度10°C /分钟)测试其600°C的膨胀系数为8. 5X 10_6/K。2)钠钙玻璃板其规格为900X1800X2mm，其化学成分为(按重量百分比)为 Si0273. 4%, Al2033. 4%, CaO 10. 2%, MgO 0.5%, K20+Na2012%, Fe2O3O. 08% 该玻璃板的 膨胀系数为8.8Χ10—7Κ。3)玻璃-陶瓷封接料的制备该封接料化学成分为(按重量百分比)Ρ20557%， Al2034. 0% ；Li2O 0. 5%, ZnO 28· 5%，K2O3%，Na2O5^，Β2032%，粒度为 300 800 目，膨胀系 数为8. 6Χ 10-6/Κ，熔融温度650 800 0C。4)复合型陶瓷薄板的制备将步骤3)的玻璃-陶瓷封接料与印油(购自佛山市 意立特陶瓷釉料有限公司)按2 1的质量配比混合后，通过丝网印刷到步骤1)的陶瓷薄 板基板上，最后将步骤2)的玻璃板直接叠放在陶瓷薄板上面进入窑炉，在窑炉内以10 500C /分钟的升温速率，升温至650 850°C，再保温20 80分钟，再以3 50°C /分钟 的速度冷却至室温，出窑，上层钠钙玻璃与陶瓷薄板基板通过封接料完全熔结成一体，即得 到本发明所提供的复合型陶瓷薄板，其结构示意图如图1所示。
权利要求
一种复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述复合型陶瓷薄板包括1)陶瓷薄板，和2)通过玻璃 陶瓷封接料经高温热处理后熔合在陶瓷薄板正面的玻璃板。
2.根据权利要求1所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述所述封接料的主要化 学成分重量百分比如下P2O5 51. 3 69. 2%，Al2O3 3. 3 5. 5%，Li2O 0 0.8%，ZnO 26. 3 29. 3%，K20 0 3.4%，Na20 0. 8 7· 0%，B203 0. 3 2. 7% ；优选地，所述玻璃-陶 瓷封接料的熔融温度为650 800°C。
3.根据权利要求1或2所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述玻璃_陶瓷封接料的 膨胀系数为(8. 5 9. 5) X 10_6/K，和/或所述玻璃-陶瓷封接料<的粒度为300 800目。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述玻璃板为钠 钙玻璃板或高铝玻璃板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述玻璃板的膨 胀系数为(7. 5 8. 8) X IO-6A ；优选地，所述玻璃板的厚度为2 5mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板、 玻璃_陶瓷封接料和玻璃板三者的膨胀系数差异小于0. 6X 10_6/K ；优选地，所述玻璃-陶 瓷封接料的膨胀系数大于陶瓷薄板和钠钙玻璃板；更优选地，所述陶瓷薄板的膨胀系数为 (8. 0 9. 0) X 1(Γ6/Κ。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合型陶瓷薄板，其特征在于，所述复合型陶瓷 薄板的规格为(800 900)mmX (1800 2000)mmX (3 11)mm。
8.制备权利要求1至7中任一项所述复合型陶瓷薄板的方法，其特征在于，所述方法包 括以下步骤1)将玻璃_陶瓷封接料与印油按2 1的重量配比混合，并涂覆到陶瓷薄板正面；2)将玻璃板叠放在步骤1)得到的玻璃_陶瓷封接料层上；3)高温热处理。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中涂覆玻璃-陶瓷封接料是 通过丝网印刷、胶辊印刷或手工来完成的。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中高温热处理包括以下 过程以10 50°C /分钟的升温速率，升温至650 850°C，保温20 80分钟，再以3 500C /分钟的速度冷却至30 80°C。
全文摘要
本发明提供一种复合型陶瓷薄板及其制备方法。本发明所提供的复合型陶瓷薄板包括陶瓷薄板和通过玻璃-陶瓷封接料经高温热处理后熔合在陶瓷薄板正面的玻璃板。本发明所提供的复合型陶瓷薄板表面玻璃光泽度、平滑度没有受到影响，不需要再做抛光处理，节省了能耗，且陶瓷薄板通过印刷的方式得到所需的图案，条纹清晰，立体感强，晶莹剔透，高贵典雅，铺贴后整体效果自然流畅，装饰效果好。
文档编号C04B37/04GK101898898SQ20101012275
公开日2010年12月1日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年5月31日
发明者刘一军, 杨晓峰, 汪庆刚, 潘利敏 申请人:广东蒙娜丽莎陶瓷有限公司