利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法与流程

本发明涉及建筑陶瓷砖领域，特别是指一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法。

背景技术：

随着现有天然石材资源的短缺情况下，现代的装饰板材中都采用了仿石效果的陶瓷砖制品，其大吨位压机压制，1200℃高温烧制的优异的理化性能、喷墨打印的丰富的纹理效果，都得到了消费者的认可与信赖，但业内共知，陶瓷制品磨边抛光后表面会产生50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔，所以都需要进行打蜡填充。

针对上述情况，现行做法是采用常规的陶瓷抛光液对陶瓷制品进行磨抛，在表面形成防污层，提升其防污性能，但常规抛光液中纳米材料的粒径在5nm～300nm之间，超过300nm粒径的较少使用，因为超过300nm就会影响表面的透感效果，该种随机颗粒的纳米材料溶液中仅是为了填充微孔起到防污作用，并未有揭示陶瓷制品表面微孔与纳米材料粒径的填充状态以及联想到并揭示其他的纳米材料的功能作用的创新应用。

有如cn102241058a的申请文件中，通过大粒径的填充介质(碳酸氢钙)与纳米水联合使用对砖面微孔的填充，以上技术方案都是为了解决表面防污、增加亮度的目的。

亦有常规的直接在已填满陶瓷抛光液的表面再施加纳米材料混合液，实现一些特定功能效果的技术方案，但从物理结构上看，其是在表平面形成一层平面涂层，未有揭示渗入到表面微孔内，所以容易脱落且容易被踩踏损坏表面，附着力不牢固，持久性不高。

从以上可以看出，陶瓷制品表面磨抛后的微孔，都是采用作为防污作用的抛光液蜡水进行填充，是统一的现行做法；也有少量描述添加功能材料应用的，但其应用方法是在其上涂布的平面涂层或直接混合涂布填充，未有方案提出或揭示通过孔隙大小和纳米材料不同级配粒径的设计控制，使其向下的孔隙中以及平面上共同致密紧固交联，形成如同“t”型的牢固结构，使之更持久牢固地应用纳米材料产生其所具有的功能效果的方案的揭示。

而从现阶段的材料应用看，纳米材料由于细度细，性能多样，越来越具有更广泛的应用前景，但在陶瓷制品上的应用却不够深入和广泛。而现状是，一方面，功能性纳米材料值得更进一步提升和发挥纳米材料在陶瓷制品上的用武之地，另一方面，因为纳米材料的加工难度和要求高等因素影响，材料成本高，现有技术方法上、材料选择上、使用方式上、材料应用成本的性价比上，都参差不齐。所以，如何更有效地并且有性价比的技术效果把这些纳米材料应用在陶瓷制品上，并产生预定设计的有益的纳米材料的功能，是陶瓷和材料业内人士都希望进一步拓展和发挥之所在。

针对现有技术的陶瓷制品因为在氧化排气等因素影响，在磨抛后必然会产生50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔的事实情况，业内都只是为了填充密实这些微孔而解决其因微孔防止吸污的问题，从而都是采用蜡水进行填充或混合其他溶液进行填充的现状，大家都未真正发现把众多具有有益效果功能性的纳米材料与利用这种微孔为载体进行结合发挥作用的更广宽的特性空间，所以有必要进行深一步的提高和创新应用。

技术实现要素：

有鉴于现有技术存在上述的不足，本发明创新地提出一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法，采用预定功能性纳米材料的创新应用从而有效也高效持久地发挥纳米材料在陶瓷制品表面应用后发挥相应预定有益功能的效果，这是本发明的目的所在。

根据陶瓷制品磨抛后表面会形成50nm以内到十几微米或最大达几十微米孔径的微孔的特性，采用特定选取的粒径5nm～20nm的有预定功能的固含物的纳米材料配制成混合液，与固含物粒径30nm～300nm的常规陶瓷抛光液中纳米材料的粒径范围，创新地进行这两类合理的级配设计，并采用如同抛光打蜡一样的磨抛方法实现应用，极大的简化了工艺流程；又因预定功能性纳米材料混合液与陶瓷抛光液在制品表面及孔隙中有效的形成相互一体交联、紧密、高强度、高硬度的“t”字型防护膜层，从而产生更持久、有效的功能材料特性的陶瓷制品；另外采用常规的陶瓷防污液与较高成本的纳米材料混合液进行合理的粒径级配利用，从而极大的节约使用成本，因此这是本发明具有新颖性、创造性和实用性之所在。

本发明所采用的技术手段如下所述：

一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品，包含陶瓷坯体与预定功能性纳米涂层，其所述预定功能性纳米涂层嵌铺于烧制后磨抛后的制品表面并在表层成“t”字型平面膜层状态，其嵌渗于制品表面向下至少达0.2～1mm的厚度，其在制品表层呈平面膜层的厚度为0.01～0.15mm。

根据前述，优选地，预定功能性纳米涂层之下还设有常规陶瓷抛光液材料并且是与功能性纳米材料混合嵌渗填充于表层微孔中的，其中制品表面微孔中的常规陶瓷抛光液材料占60％～80％，预定功能性纳米材料占40％～20％。

根据前述，优选地，所述预定功能性纳米涂层嵌渗于制品表面向下至少达0.1～0.5mm的厚度，其在制品表层呈平面膜层的厚度为0.01～0.15mm。

根据前述，优选地，所述选择应用的预定功能性纳米材料混合液中的固含物粒径为5nm～20nm。

根据前述，优选地，所述预定功能性纳米材料混合液中的固含物包含但不限于tio2，srtio3，cds，zno，sno2，wo3，fe2o3，zns……中的一种或几种混合配制而成；其所述的功能效果是由这些纳米固含物或其混合物所产生的。

根据前述，优选地，所述选择应用的陶瓷抛光液，其溶液中含有的固含物粒径为30nm～300nm。

根据前述，一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的制作方法，包含以下步骤：

(1)、根据前述选定预先设计粒径的功能性纳米材料配制成混合液，备用；

(2)、在常规生产抛光线采取合适的磨块，对制品进行磨边、抛光，制得在磨抛后表面产生50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔的制品，孔深度一般在10微米以内；

(3)、对上述已经进行磨抛处理的陶瓷制品表面淋施步骤(1)中的功能性纳米材料混合液，按设定用量进行分配，分别滴落在装载2～8个磨盘的磨抛头下连续进行加压磨抛，并使得预定功能性纳米材料混合液中的5nm～20nm粒径材料磨压填充进制品的表面微孔中；

(4)、最后制得步骤(1)的预定设计粒径的预定功能性纳米材料填充表面微孔的一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的功能性陶瓷制品。

根据前述的一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的制作方法，优选地，还包含以下步骤：

(1)、根据前述选定预先设计粒径的纳米材料混合液和常规陶瓷抛光液，备用；

(2)、在常规生产抛光线采取合适的磨块，对制品进行磨边、抛光，制得在磨抛后表面产生50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔的制品，孔深度一般在10微米以内；

(3)、对步骤(2)的制品采用步骤(1)中按权项6的陶瓷抛光液按常规使用量进行常规工艺方式的加压磨抛，使具有30nm～300nm粒径固含物材料的抛光液填充于步骤(2)磨抛后的表面微孔中；

(4)、对上述已经进行陶瓷抛光液加压磨抛处理的陶瓷制品表面再淋施步骤(1)中按前述的功能性纳米材料混合液，按设定用量进行分配，并分别滴落在装载2～8个磨盘的磨抛头下连续进行加压磨抛，使得预定功能性纳米材料混合液中的5nm～20nm粒径材料磨压填充进步骤(3)之后的剩余微孔内以及磨抛涂布在制品表面上；

(5)、最后制得步骤(1)的预定设计粒径的预定功能性纳米材料填充表面微孔的一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的功能性陶瓷制品。

根据前述的方法，其步骤(4)中的预定功能性纳米材料混合液是在制品表面的使用量为4～15g/m²。

有益效果

1.本发明提出了一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法，创新的发现和利用了陶瓷制品表面经磨抛后有50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔(这是业内共知的现状，是在烧制过程中的氧化排气时坯体在熔融烧制后表面磨抛打破烧结表面而成的)，采用不同粒径的具有功能效果的特定纳米材料的混合液及预定粒径的陶瓷抛光液蜡水材料进行合理级配设计，先采用含有粒径30nm～300nm的二氧化硅材料的陶瓷抛光液对制品表面50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔进行加压磨抛填充大孔径的微孔，再将含有5nm～20nm具有特定功能的纳米材料的混合液加压磨抛，磨压渗入到填充抛光液后剩余的约30nm的微细孔中如同粗细搭配的混合方法一样形成了密实填充，与陶瓷抛光液形成相互一体交联、紧密的“t”字型涂层，从而实现了预定纳米材料在陶瓷制品上有效和持久地产生其功能特性的有益效果。

2.本发明提出了一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法，这种针对制品表面的微孔孔径对陶瓷抛光液与预定功能性纳米材料混合液的纳米材料粒径的创新设计及应用实施，使常规的含有30nm～300nm粒径材料的陶瓷抛光液与较高成本的含有5nm～20nm粒径材料的具有特定功能的纳米材料混合液进行合理的粒径级配的设计使用，通过大粒径的低成本抛光液填充大孔隙后节约了使用成本，而最关键的是细小粒径的纳米材料受加压磨抛压力浸渗于剩下的细小孔隙中形成更密实的孔隙填充效果，使表面更坚固致密，并且还可以通过研究纳米材料在具有其本身特性外，通过敏化或特定改性处理后降低在被激发功能时所需能量的条件，增加其在40℃～60℃范围形成结晶的处理，从而来增加其有效发挥功能又能更牢固地附着在制品表面，从而实现了预定功能材料的功能效果的同时，又在制品表面形成坚固的交联结构，防污耐污性能更好，硬度耐磨度更高，能以最有限的成本得到最大的效果与高性价比的方案，使更多有功能效果的纳米材料得以在陶瓷制品中应用和发挥有益效果，为市场提供更好的产品，满足更多样的需求。

3.本发明提出了一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法，实现了陶瓷抛光液蜡水与预定功能性纳米材料混合液在磨抛工序中如同打蜡一样的最简单直接有效的方法的创新，直接在现有抛光工序中实施，其表面成膜更高效，通过合理的级配设计，还填充在了表面向下的细小孔隙中形成了“t”字型的覆盖状态，作用效果更为直接迅速，效果明显，更坚固耐用。

4.本发明提出了一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法，其对于需要进行再烧制或二次加工处理的纳米材料还可以在抛磨后在进入二次处理后得到预定功能的本发明制品。

以下，借由具体的实施例以更好地说明本发明及其具体方法。

附图简要说明

图1为本发明的一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品任意侧剖面示意图。

附图各标记说明

1：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的坯体层；

2：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的陶瓷抛光液磨抛层；

3：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的预定功能性纳米涂层；

4：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品在常规抛光线上经磨边抛光后表面的微型孔隙；

5：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品经过陶瓷抛光液加压磨抛后对微型孔隙进行填充的粒径30nm～300nm的二氧化硅材料固含物；

6：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品经过预定功能性纳米材料混合液加压磨抛后对小于30nm孔径的微型孔隙进行填充的粒径在5nm～20nm的纳米材料固含物；

7：利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品经过预定功能性纳米材料混合液与陶瓷抛光液形成交联一体的致密防护膜层。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

如图1所述，表示本发明的一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法任意侧剖面示意图，1表示利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的坯体层；2表示利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的陶瓷抛光液磨抛层；3表示利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品的预定功能性纳米涂层；4表示利用磨抛后表面微孔结合使用纳米材料产生功能作用的陶瓷制品在常规抛光线上经磨边抛光后表面的微型孔隙；5表示利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品经过陶瓷抛光液加压磨抛后对微型孔隙进行填充的粒径30nm～300nm的二氧化硅材料固含物；6表示利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品经过预定功能性纳米材料混合液加压磨抛后对小于30nm孔径的微型孔隙进行填充的粒径在5nm～20nm的纳米材料固含物；7表示利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品经过预定功能性纳米材料混合液与陶瓷抛光液形成交联一体的致密防护膜层。

【实施例1】

(1)、选用高岭土、长石、石英等坭沙原料，按常规陶瓷工艺制备坯体瓷质粉料，备用；

选用含有固含物粒径为5nm～20nm的预定功能性纳米材料混合液，其溶液中的5nm～20nm的锐钛矿型纳米tio2重量百分比为0.5％～1.5％，备用；也可以采用tio2，srtio3，cds，zno，sno2，wo3，fe2o3，zns中的一种或几种混合配制而成；

选用含有固含物粒径为30nm～300nm的常规陶瓷抛光液，其中的固含物二氧化硅重量百分比为30％～60％，备用。

(2)、压制陶瓷制品底坯并对其进行干燥。

(3)、在最高温达1160℃-1190℃的窑炉中烧制而成。

(4)、在常规生产抛光线采取合适的磨块，对制品进行磨边、抛光，制得表面在磨抛后产生50nm～20μm微孔的制品，制品表面在磨抛过程温度逐步升到30℃～40℃。

(5)、对步骤(4)的制品采用步骤(1)中的常规陶瓷抛光液进行常规工艺方式的加压磨抛，使具有30nm～300nm粒径材料的抛光液填充于步骤(2)磨抛后的表面微孔中，其下砖面温度控制在35℃～50℃。

(6)、对上述已经进行陶瓷抛光液加压磨抛处理的陶瓷制品表面淋施步骤(1)中的纳米材料混合液。

(7)、对淋施了纳米材料混合液的制品采用2组磨头，每组磨头共6个磨盘，并控制磨头的加载压力为0.5mpa，通过磨盘加压作用在高速旋转下将纳米材料混合液中的5nm～20nm粒径材料磨压填充进已经过陶瓷抛光液中的30nm～300nm粒径材料填充后的剩余微孔内以及磨抛涂布在制品表面上，并在磨抛过程中保持砖面温度为40℃～60℃，以使纳米材料形成结晶。

(8)、最后制得一种利用磨抛后表面微孔结合5nm～20nm的锐钛矿型纳米tio2材料应用产生了光触媒功能效果的陶瓷制品。

以上方法中对制品表面温度的控制，是可以通过调节高速旋转磨盘的压力、以及用冷水调节、具有温度的循环水调节等方法来调节。

以上所述，仅是为了说明本发明的较佳优选实施例而已，然而其并非是对本发明的保护范围有任何限制，任何熟悉本项技术的人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，都可以按不同要求和性能实施一种利用磨抛后表面微孔结合纳米材料应用的陶瓷制品及其制作方法。可见，凡是未脱离本发明技术方案的内容，尤其是权利要求之内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。