一种耐用性降解甲醛大理石瓷砖及其制备方法与流程

本发明涉及降解甲醛瓷砖制备领域，尤其是一种耐用性降解甲醛大理石瓷砖及其制备方法。

背景技术：

当前关于瓷砖的降解甲醛技术的研究也有不少，大致可以分为三类，一类是将具有光催化效应的纳米二氧化钛或纳米氧化锌粉体添加到釉料中一起烧制，这种方法表面上是解决了功能耐用性的问题，但由于高温烧制后均会发生晶型转变而失效，并且纳米材料与釉料混合导致其大量团聚，也进一步损失其性能；还有一类就是二次烧制，将烧制后的瓷砖表面均匀涂覆二氧化钛的前驱体，然后在特定的温度下煅烧获得预期的晶型，这种方法可得到在紫外光条件下有一定效果的降解甲醛瓷砖产品，但这类瓷砖不能后续抛光打蜡，防污和瓷砖表面效果都很难兼顾，同时由于需要涂膜和二次烧制，大大增加了生产成本；最后一类是在瓷砖打包前直接涂覆一层光触媒，这种方法操作工艺简单，也不会影响瓷砖的其它各项性能，但由于瓷砖大部分是光亮面，光触媒粒子无法牢固结合在瓷砖上，因此失去了实际使用的价值。因此，这三类技术均没有在陶瓷行业实现产业化应用，仅仅停留在实验室研究阶段。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种耐用性降解甲醛大理石瓷砖的制备方法。本发明旨在将具有可见光活性的光触媒牢固结合在大理石瓷砖上，在不影响大理石瓷砖原有性能的同时，既赋予了大理石瓷砖降解甲醛的功能，又能实现此功能的耐用性。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种耐用性降解甲醛大理石瓷砖的制备方法，包括如下步骤：

(1)使大理石瓷砖表面呈现出凹凸结构；

(2)在大理石瓷砖表面凹凸结构上均匀涂上一层蜡水，形成固化涂层；

(3)利用打蜡设备，将光触媒粒子打入固化涂层内，使光触媒粒子埋在固化涂层中，随固化涂层的硬化而被锁定在大理石瓷砖上；

(4)采用高压喷射设备，将具有可见光活性的光触媒均匀地喷射在大理石瓷砖上；

(5)采用加热固化工艺将经步骤(4)处理后的固化涂层加速固化。

优选地，所述步骤(1)中，所述凹凸结构为显微凹凸结构。

更优选地，所述凹凸结构的粗糙度ra为0.05-2μm。

上述粗糙度可以提高蜡水固化层与瓷砖的结合性和耐磨性。一方面既可以提高蜡水固化层与瓷砖的结合性和耐磨性，另一方面又可以保证瓷砖防污达标及瓷砖表面装饰效果不受影响。

优选地，所述步骤(1)中，通过丝网印刷、防滑处理实现凹凸结构。

优选地，所述步骤(2)中，所述蜡水为慢固化蜡水。不是所有的蜡水都能达到本发明效果；第一，需要能固化，第二，蜡水固化速度适中，不会太快，也不是不固化，加热可加速固化，第三，固化后涂层透明度高，不影响瓷砖表面透感，第四，能提升瓷砖防污性，不影响瓷砖表面硬度。慢固化蜡水在正常情况下需要1-3天才能固化完全，如果有加热处理，可在1分钟左右固化好，即加热加速其固化。

优选地，所述步骤(2)中，所述蜡水包含以下重量份的成分：有机硅树脂80-85份、固化剂1-3份、溶剂5-10份、助剂5-10份。上述配方的蜡水具有以下优异的性能：1、固化后防污能达到5级；2、固化后不影响瓷砖表面效果；3、耐磨性好，传统蜡水和本蜡水在用干抹布擦洗后，传统蜡水制备的瓷砖表面光泽度降低30度左右，而本发明制备的瓷砖光泽度降低2-5度。

更优选地，所述溶剂为d40溶剂油或无水乙醇。

优选地，所述步骤(4)中，所述高压喷射设备的工艺参数为：瓷砖表面温度：45-60℃；喷射速度：50-70g/min；喷射压力：0.4-0.5mpa；喷嘴数目：1-3；喷嘴口径：0.5-1.0mm。

上述工艺的选择是综合考虑综合降解甲醛效率、性能耐用性和生产成本三者下的工艺参数最优化；瓷砖表面温度是为了喷射的光触媒水分快速挥发，光触媒粒子更好的结合蜡水层，保证耐用性。喷射速度、喷射压力是为了保证降解甲醛效率条件下，光触媒用量最低；同时也是为了提升光触媒粒子与瓷砖表面的牢固结合，保证耐用性。喷嘴数目是为了保证瓷砖表面全部能喷射的到，确保降解甲醛效率。喷嘴口径是为了喷射的光触媒雾化足够细，既可以降低光触媒用量，又可以保证降解甲醛效率。

优选地，所述步骤(5)中，所述加热固化的温度为200-400℃，所述加热固化的时间为1-5min。发明人经过大量探索发现，上述固化温度及时间的选择，可以使蜡水固化层能完全固化，保证耐用性，达到下线要求。

同时，本发明还提供一种所述制备方法制备得到的耐用性降解甲醛大理石瓷砖。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明工艺简单，不需要改变现有的生产设备，只需在现有的生产线上添加一套高压喷射设备和高温烘箱即可；

2、本发明利用慢固化蜡水将光触媒粒子以埋入式和嵌入式结合瓷砖，当固化蜡水硬化后，光触媒粒子就牢牢锁定在瓷砖上了；

3、本发明实现了光触媒粒子以埋入式和嵌入式结合瓷砖，即使表层嵌入式光触媒在使用过程中被磨损消耗，埋入式光触媒粒子又会接二连三补充，实现了降解甲醛功能的耐用性；再者借助瓷砖的凹凸物理结构，光触媒粒子更加不易被磨损，进一步提高其耐用性。

附图说明

图1为本发明耐用性降解甲醛大理石瓷砖的制备工艺路线；

图2为不同工艺制备的瓷砖性能衰减曲线。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖的一种实施例，本实施例所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖通过以下方法制备所得，具体制备流程图如附图1所示：

(1)使大理石瓷砖表面呈现出显微凹凸结构，所述凹凸结构的粗糙度ra为0.05μm。这个可以生产线原有工艺获得，如丝网印刷、防滑处理等；

(2)采用慢固化蜡水，在大理石瓷砖表面凹凸结构上均匀处理上一层固化涂层，该固化涂层与瓷砖表面润湿性非常好，固化后涂层具有优异的防污性能，此外该固化涂层在加热条件下会加速固化。同时固化后的涂层还具有优异的通透性不会影响大理石瓷砖的表面装饰效果；所述蜡水包含以下重量份的成分：有机硅树脂80份、固化剂1份、溶剂(d40溶剂油)5份、助剂5份。

(3)利用打蜡设备，将光触媒粒子打入固化涂层内，使光触媒功能粒子埋在固化涂层中，随固化涂层的硬化而被牢牢锁定在大理石瓷砖上。

(4)采用高压喷射设备将具有可见光活性的光触媒均匀地喷射在大理石瓷砖上，高压喷射设备能将光触媒粒子有力的击打在固化涂层上，以达到光触媒粒子嵌入固化涂层中；所述高压喷射设备的工艺参数为：瓷砖表面温度：45℃；喷射速度：50g/min；喷射压力：0.4mpa；喷嘴数目：3；喷嘴口径：0.5。

(5)采用加热固化工艺将固化涂层加速固化，加热固化的温度为200℃，加热固化的时间为5min。由于之前光触媒粒子无论是埋入固化涂层内，还是嵌入式结合在固化涂层上，此时固化涂层都还没有硬化，此工段中的加热固化将固化涂层完全硬化，以此将全部光触媒粒子牢牢的锁定在大理石瓷砖表面，最后分选打包即可出厂。

实施例2

本发明所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖的一种实施例，本实施例所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖通过以下方法制备所得，具体制备流程图如附图1所示：

(1)使大理石瓷砖表面呈现出显微凹凸结构，所述凹凸结构的粗糙度ra为2μm。这个可以生产线原有工艺获得，如丝网印刷、防滑处理等；

(2)采用慢固化蜡水，在大理石瓷砖表面凹凸结构上均匀处理上一层固化涂层，该固化涂层与瓷砖表面润湿性非常好，固化后涂层具有优异的防污性能，此外该固化涂层在加热条件下会加速固化。同时固化后的涂层还具有优异的通透性不会影响大理石瓷砖的表面装饰效果；所述蜡水包含以下重量份的成分：有机硅树脂85份、固化剂3份、溶剂(无水乙醇)10份、助剂10份。

(3)利用打蜡设备，将光触媒粒子打入固化涂层内，使光触媒功能粒子埋在固化涂层中，随固化涂层的硬化而被牢牢锁定在大理石瓷砖上。

(4)采用高压喷射设备将具有可见光活性的光触媒均匀地喷射在大理石瓷砖上，高压喷射设备能将光触媒粒子有力的击打在固化涂层上，以达到光触媒粒子嵌入固化涂层中；所述高压喷射设备的工艺参数为：瓷砖表面温度：60℃；喷射速度：70g/min；喷射压力：0.5mpa；喷嘴数目：1；喷嘴口径：1.0mm。

(5)采用加热固化工艺将固化涂层加速固化，加热固化的温度为400℃，加热固化的时间为1min。由于之前光触媒粒子无论是埋入固化涂层内，还是嵌入式结合在固化涂层上，此时固化涂层都还没有硬化，此工段中的加热固化将固化涂层完全硬化，以此将全部光触媒粒子牢牢的锁定在大理石瓷砖表面，最后分选打包即可出厂。

实施例3

本发明所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖的一种实施例，本实施例所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖通过以下方法制备所得，具体制备流程图如附图1所示：

(1)使大理石瓷砖表面呈现出显微凹凸结构，所述凹凸结构的粗糙度ra为1μm。这个可以生产线原有工艺获得，如丝网印刷、防滑处理等；

(2)采用慢固化蜡水，在大理石瓷砖表面凹凸结构上均匀处理上一层固化涂层，该固化涂层与瓷砖表面润湿性非常好，固化后涂层具有优异的防污性能，此外该固化涂层在加热条件下会加速固化。同时固化后的涂层还具有优异的通透性不会影响大理石瓷砖的表面装饰效果；所述蜡水包含以下重量份的成分：有机硅树脂82份、固化剂1份、溶剂(d40溶剂油或无水乙醇)6份、助剂7份。

(3)利用打蜡设备，将光触媒粒子打入固化涂层内，使光触媒功能粒子埋在固化涂层中，随固化涂层的硬化而被牢牢锁定在大理石瓷砖上。

(4)采用高压喷射设备将具有可见光活性的光触媒均匀地喷射在大理石瓷砖上，高压喷射设备能将光触媒粒子有力的击打在固化涂层上，以达到光触媒粒子嵌入固化涂层中；所述高压喷射设备的工艺参数为：瓷砖表面温度：46℃；喷射速度：60g/min；喷射压力：0.45mpa；喷嘴数目：2；喷嘴口径：0.7mm。

(5)采用加热固化工艺将固化涂层加速固化，加热固化的温度为300℃，加热固化的时间为4min。由于之前光触媒粒子无论是埋入固化涂层内，还是嵌入式结合在固化涂层上，此时固化涂层都还没有硬化，此工段中的加热固化将固化涂层完全硬化，以此将全部光触媒粒子牢牢的锁定在大理石瓷砖表面，最后分选打包即可出厂。

与现有技术相比，本申请所述耐用性降解甲醛大理石瓷砖及其制备方法具有以下优势：

1、本发明工艺简单，不需要改变现有的生产设备，只需在现有的生产线上添加一套高压喷射设备和辊道烘箱即可；

2、本发明利用慢固化蜡水将光触媒粒子以埋入式和嵌入式结合瓷砖，当固化蜡水硬化后，光触媒粒子就牢牢锁定在瓷砖上了；

3、本发明实现了光触媒粒子以埋入式和嵌入式结合瓷砖，即使表层嵌入式光触媒在使用过程中被磨损消耗，埋入式光触媒粒子又会接二连三补充，实现了降解甲醛功能的耐用性；再者借助瓷砖的凹凸物理结构，光触媒粒子更加不易被磨损，进一步提高其耐用性。

附图2为在用干毛巾擦洗若干次后不同工艺制备的降解甲醛大理石瓷砖性能衰减曲线，从图2中可知，其它涂覆工艺制备的降解甲醛瓷砖基本没有耐用性，干毛巾一擦洗就没有了，而本发明在擦洗10000次后降解甲醛性能还保持有60％左右，而且后期衰减率基本不变了，耐用性优异。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。