铺贴易粘结的瓷质砖坯体、包含该坯体的瓷质砖及制备方法与流程

文档序号:25543991发布日期:2021-06-18 20:41
铺贴易粘结的瓷质砖坯体、包含该坯体的瓷质砖及制备方法与流程

本发明属于陶瓷砖生产制造技术领域,具体涉及一种铺贴易粘结的瓷质砖坯体、包含该坯体的瓷质砖及制备方法。



背景技术:

随着国民经济的快速发展、人民生活水平的提高以及住房状况的不断改善,居民对房屋装饰材料的要求也越来越高。陶瓷砖具有花色多样、防火、耐高温、耐磨刮、防渗透、耐腐蚀、抗污性、零甲醛、环保健康等特性,能很好地满足追求高品质生活的用户群体对家居装饰美学的要求,已被广泛应用在高档住宅的背景墙、橱柜、家具、浴室柜、岛台、楼梯台阶、飘窗、窗台等家居空间,并成为一种不可或缺且性能优异的装饰材料。在陶瓷砖中瓷质砖的性能最佳,目前成为市面上最主流的瓷砖装饰材料。瓷质砖的吸水率通常在0.5wt%以下,但是其结构致密、空隙少的特点使得瓷质砖与水泥基粘结材料之间难以形成牢固粘结。而铺贴瓷质砖的传统材料例如水泥砂浆或非标粘结剂的膨胀系数较大,遇到冷热变化时容易产生变形应力,导致铺贴的瓷质砖出现空鼓、脱落、变形等现象。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的上述问题,本发明提供一种铺贴易粘结的瓷质砖坯体、包含该坯体的瓷质砖及其制备方法,可大幅度提升瓷质砖铺贴时的粘结性能,有效避免铺贴过程中出现空鼓、脱落、变形等缺陷,消除装饰过程遗留的质量隐患,从而拓宽瓷质砖的应用范围。

第一方面,本发明提供一种铺贴易粘结的瓷质砖坯体。所述铺贴易粘结的瓷质砖坯体包括低收缩粉料层和位于所述低收缩粉料层底面的易粘结粉料层;其中,易粘结粉料的原料组成包括:以质量百分比计,二氧化锰:0.5~1.5%,有机材料:16~32%,低收缩粉料:66.0~83.5%;所述低收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:60.0~68.0%、al2o3:18.0~24.0%、cao:1.5~5.0%、mgo:0.5~1.5%、k2o:2.5~3.5%、na2o:1.5~2.5%。

较佳地,所述易粘结粉料层的厚度为0.5~1.0mm。如此可以易粘结层粉料厚度较薄使得瓷质砖坯体粘结效果差或者易粘结层粉料厚度较厚导致瓷质砖坯体断裂模数偏低。

所述低收缩粉料层的厚度可以根据产品性能要求作适应性调整。一些技术方案中,所述低收缩粉料层的厚度为8.5~13.5mm。较佳地,所述低收缩粉料层和易粘结粉料层的厚度比例为85~95:5~15。将低收缩粉料层和易粘结粉料层的厚度比例控制在该范围内,可确保瓷质砖成品断裂模数不降低的情况下还具有较好的粘结性。作为优选,本发明所得瓷质砖的断裂模数在38mpa以上,优选为38~43mpa。

较佳地,所述低收缩粉料的颗粒级配包括:以质量百分比计,30目以上:12~18%,30~60目:≥70%,60~80目:≤8%,80目以下:≤6%。将低收缩粉料的颗粒级配控制在此范围内,既能赋予低收缩粉料极好的流动性以便于布料的均匀性,又能保证压制出来的瓷质砖坯体平整度较高,还可避免压机分层缺陷。

较佳地,所述有机材料包括硬质酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、尿素中的一种或多种。上述有机材料均不溶于水或微溶于水,无毒,在600℃以下即可完全分解成二氧化碳、水等化合物从而完全挥发。作为优选,所述有机材料选用30~80目的颗粒为宜。

较佳地,所述铺贴易粘结的瓷质砖坯体烧成后的物相组成包括:以质量百分比计,拉长石10.0~16.0%,游离石英:15~25%,莫来石:15~25%,非晶相:42~52%。

较佳地,所述低收缩粉料的烧成收缩率为6.5~8.5%。烧成收缩率是表示干燥后的坯体在高温烧成过程前后体积或长度缩减(变化)的百分比。

较佳地,最高烧成温度为1160~1200℃,烧成周期为50~100min。

第二方面,本发明提供一种包含铺贴易粘结的瓷质砖坯体的瓷质砖。所述铺贴易粘结的瓷质砖坯体为上述任一项所述的铺贴易粘结的瓷质砖坯体。

第三方面,本发明提供一种包含铺贴易粘结的瓷质砖坯体的瓷质砖的制备方法。所述制备方法包括:

在低收缩粉料层的底面布易粘结粉料层,经过压制成型获得易粘结坯体;

在易粘结坯体的表面施发色面釉并喷墨打印设计纹理图案;

在喷墨打印设计纹理图案的坯体表面施全抛釉或保护釉;

将施保护釉的坯体经过干燥后烧成,得到包含铺贴易粘结的瓷质砖坯体的瓷质砖。

附图说明

图1为本发明一实施方式包含铺贴易粘结的瓷质砖坯体的瓷质砖的制备流程图;

图2为实施例1铺贴易粘结的瓷质砖坯体的砖底效果图;

图3为实施例1铺贴易粘结的瓷质砖坯体烧成后的xrd图。

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铺贴易粘结的瓷质砖坯体(也可以称为“易粘结坯体”)及其制备方法。

所述铺贴易粘结的瓷质砖坯体包括低收缩粉料层和位于所述低收缩粉料层底面的易粘结粉料层。

其中“低收缩粉料”也可以称为“低收缩坯体粉料”。所述低收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:60.0~68.0%、al2o3:18.0~24.0%、cao:1.5~5.0%、mgo:0.5~1.5%、k2o:2.5~3.5%、na2o:1.5~2.5%。一些实施方式中,所述低收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:65.6%、al2o3:19.7%、cao:2.70%、mgo:0.85%、k2o:3.19%、na2o:1.89%。作为优选,所述低收缩粉料的碱金属含量控制在3.0~5.0wt%为宜,碱土金属氧化物含量控制在2.0~6.5wt%为宜。尤其是低收缩粉料的化学组成中引入较多的cao组分,可与粘土高温反应生产拉长石晶体从而降低坯体的烧成收缩率。

一些实施方式中,所述低收缩粉料的颗粒级配包括:30目以上:12~18%,30~60目:≥70%,60~80目:≤8%,80目以下:≤6%。在本发明未作具体说明的情况下,“30目以上”指的是使用30目筛过粉料时停留在筛网以上部分,“80目以下”指的是使用80目筛过粉料时通过筛网的部分。

准备低收缩粉料。所述低收缩粉料的原料组成可包括:以质量百分比计,压滤渣:25~40%,钾砂:15~25%,粘土:20~30%,滑石:1~3%,钾钠砂:10~20%,硅灰石:4~12%。通过在低收缩粉料的原料配方中引入硅灰石,在高温烧成过程中与粘土反应后形成拉长石晶相,减少了粘土原料生产烧成收缩大的莫来石晶相,可大幅度降低瓷质砖坯体的烧成收缩率。

按照低收缩粉料的配方比例称料并球磨成浆料后,干燥,即可得到低收缩粉料。上述低收缩粉料的水分含量控制在6.5~7.0wt%为宜。

准备易粘结粉料。所述易粘结粉料的原料组成包括:以质量百分比计,二氧化锰(属于无机材料):0.5~1.5%,有机材料:16~32%,低收缩粉料:66.0~83.5%。

在上述易粘结粉料中,有机材料所起的作用是作为低温发泡剂,低温分解挥发后可留下孔隙。所述有机材料包括但不限于硬质酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、尿素等有机材料中的一种或多种。

二氧化锰所起的作用是作为高温发泡剂,高温化学反应产生气体,挥发后产生孔隙。

低收缩粉料促进二氧化锰无机材料、有机材料经高温烧成后形成肉眼可见且数量较多的大气孔层,所形成的气孔直径为0.1~1.5mm,所形成的气孔率(气孔体积占总体积的百分比)5~25%。,从而使易粘结坯体具有较强的粘结性能。在该易粘结粉料中,低收缩粉料比例太低,形成的气孔较多,会降低成品瓷质砖的断裂模数;低收缩粉料比例太高,形成的气孔较少,会降低成品瓷质砖的粘结性能。

此外,在试验过程中发现,若低收缩粉体的烧成收缩率较大,二氧化锰和有机材料等形成的气孔层经高温烧成后会因坯体烧成收缩率大而使得大气孔收缩成小气孔,这不利于坯体的粘结性能。作为优选,所述低收缩粉料的烧成收缩率为6.5~8.5%。此处的烧成收缩率指的是高温烧成过程前后体积或长度缩减(变化)的百分比。

按照易粘结粉料的配方比例将易粘结粉料的原料混合均匀后,即可得到易粘结粉料。

在制备瓷质砖坯体时,首先按产品厚度要求布低收缩粉料,然后在其表面通过薄法布料方法布易粘结粉料,经压制成型后即可得到易粘结坯体。在说明的是,瓷质砖的主要特征为国标吸水率e≤0.5%。

将该易粘结坯体干燥。干燥温度可为120~180℃,干燥时间60~80min。干燥坯水分控制在0.5wt%以内。

本发明采用薄法布料工艺,在瓷质砖产品底部形成很薄的多孔层。按低收缩粉料层和易粘结粉料层的厚度比例为85~95:5~15的参数控制,易粘结粉料层烧后可呈现出开口气孔层。而陶瓷产品的吸水率仅与坯体的烧结程度关系较大,完全烧结的坯体几乎不吸水。故本发明中完全烧结的陶瓷产品即使砖底部存在较多开气孔,所检测的吸水率仍均在0.1%以下,可达到国标吸水率≤0.5%的要求。

接下来示例性说明本发明所述包含铺贴易粘结的的瓷质砖坯体的瓷质砖及其制备方法。

在易粘结坯体的表面(低收缩粉料层侧)施发色面釉。所述发色面釉的化学组成不受限制,采用本领域常用的发色面釉即可。发色面釉的作用是遮盖坯体底色和瑕疵,促进喷墨发色。一些实施方式中,所述发色面釉的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:50~57%、al2o3:22.0~30.0%、k2o:3.5~5.0%、na2o:2.0~3.0%、bao:1.0~3.0%、zno:1~3%、zro2:4.0~6.5%、烧失2.0~5.0%。

作为示例,所述发色面釉的比重1.46~1.50g/cm3,施釉量140~180g/m2

在施发色面釉的瓷质砖坯体表面喷墨打印图案并施全抛釉或保护釉。上述全抛釉和保护釉的化学组成不受限制,采用本领域常用的全抛釉或者保护釉即可。保护釉的作用是促进喷墨图案的发色清晰。一些实施方式中,所述保护釉的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:50.0~56.0%、al2o3:19.0~23.0%、cao:6.5~10.5%、k2o:2.5~4.0%、na2o:2.0~3.0%、bao:1.5~3.5%、zno:2.0~4.0%、烧失4.5~6.5%。

经高温干燥后,在辊道窑快速烧成。最高烧成温度为1160~1200℃,烧成周期为50~100min。烧成周期优选为50~70min。

烧成后的瓷质砖的正面具有图案层。例如石材纹理效果图案。瓷质砖坯体的背面形成肉眼可见的气孔层,促使坯体与水泥基粘结材料形成牢固粘结,解决瓷质砖“空鼓、脱落”的质量隐患。

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。

实施例1

结合图1的制备流程图,本发明所述包含铺贴易粘结的瓷质砖坯体的瓷质砖的制备方法包括:

步骤一:按照配比制备低收缩粉料。所述低收缩粉料的原料组成包括:压滤渣:40%,钾砂:18%,粘土原料:20%,滑石:1%,钾钠砂:16%,硅灰石:5%。所述低收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:65.6%、al2o3:19.7%、cao:2.70%、mgo:0.85%、k2o:3.19%、na2o:1.89%。

步骤二:按照配比制备易粘结粉料。所述易粘结粉料的原料组成包括:以质量百分比计,二氧化锰:1%,有机材料:24%,低收缩粉料:75%。所述有机材料的颗粒粒径为30~80目。

步骤三:布厚度8.5mm的低收缩粉料层,然后在低收缩粉料层底面布厚度0.8mm的易粘结粉料层,经压制后得到易粘结坯体,并将该坯体干燥。干燥时间60~80min。干燥坯水分控制在0.5wt%以内。

步骤四:在干燥后的易粘结坯体表面施发色面釉。发色面釉的比重1.46~1.50g/cm3,施釉量140~180g/m2

步骤五:喷墨打印设计纹理图案。

步骤六:在喷墨打印设计纹理图案后的坯体表面施保护釉。保护釉的比重1.28~1.32g/cm3,施釉量80~100g/m2

步骤七:将施保护釉的坯体经高温干燥后,在辊道窑快速烧成。最高烧成温度1200℃,烧成周期60min。

步骤八:磨边分级,打包进仓。

从图2可以看出,瓷质砖坯体的砖底形成肉眼可见的气孔层,能够促使坯体与水泥基粘结材料形成牢固粘结,方便解决瓷质砖“空鼓、脱落”的质量隐患。采用jct547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中的测试方法(c1-普通型水泥基胶结剂标准)测试实施例1瓷质砖的拉伸粘结强度可达0.71mpa,符合指标要求的≥0.5mpa,这说明本发明可明显提高瓷质砖的粘结性能。从图3可以看出,铺贴易粘结的瓷质砖坯体烧成后的物相组成包括大量的拉长石、石英和莫来石,还包含少量的刚玉。

对比例1

与实施例1基本相同,区别仅在于:采用高收缩坯体配方。

步骤一:按照配比制备高收缩粉料。所述高收缩粉料的原料组成包括:压滤渣:40%,钾砂:18%,粘土原料:20%,滑石:1%,钾钠砂:21%。所述高收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:66.96%、al2o3:20.11%、fe2o3:0.90%、tio2:0.27%、cao:0.32%、mgo:0.85%、k2o:3.35%、na2o:2.49%、烧失:4.56%。

步骤二:按照配比制备易粘结粉料。所述易粘结粉料的原料组成包括:以质量百分比计,二氧化锰:1%,有机材料:24%,低收缩粉料:75%。

步骤三:布厚度8.5mm的高收缩粉料层,然后在低收缩粉料层底面布厚度0.8mm的易粘结粉料层,经压制后得到易粘结坯体,并将该坯体干燥。干燥时间60~80min。干燥坯水分控制在0.5wt%以内。

步骤四:在干燥后的易粘结坯体表面施发色面釉。发色面釉的比重1.46~1.50g/cm3,施釉量140~180g/m2

步骤五:喷墨打印设计纹理图案。

步骤六:在喷墨打印设计纹理图案后的坯体表面施保护釉。保护釉的比重1.28~1.32g/cm3,施釉量80~100g/m2

步骤七:将施保护釉的坯体经高温干燥后,在辊道窑快速烧成。最高烧成温度1200℃,烧成周期60min。

步骤八:磨边分级,打包进仓。

采用jct547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中的测试方法(c1-普通型水泥基胶结剂标准)测试对比例1瓷质砖的拉伸粘结强度仅0.38mpa,低于指标要求的≥0.5mpa,粘结性能较差。对比例1所使用的高收缩粉料因烧成收缩率可达10.5%,形成的多孔气孔层因烧成收缩大而产生形变导致最终坯体中形成的气孔较小,粘结性能因而较差。

对比例2

与实施例1基本相同,区别仅在于:有机材料选用80目以下的颗粒。

步骤一:按照配比制备低收缩粉料。所述低收缩粉料的原料组成包括:压滤渣:40%,钾砂:18%,粘土原料:20%,滑石:1%,钾钠砂:16%,硅灰石:5%。所述低收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:65.64%、al2o3:19.71%、cao:2.70%、mgo:0.85%、k2o:3.19%、na2o:1.89%。

步骤二:按照配比制备易粘结粉料。所述易粘结粉料的原料组成包括:以质量百分比计,二氧化锰:1%,有机材料:24%,低收缩粉料:75%。

步骤三:布厚度8.5mm的低收缩粉料层,然后在低收缩粉料层底面布厚度0.8mm的易粘结粉料层,并将该坯体干燥。干燥时间60~80min。干燥坯水分控制在0.5wt%以内。

步骤四:在干燥后的易粘结坯体表面施发色面釉。发色面釉的比重1.46~1.50g/cm3,施釉量140~180g/m2

步骤五:喷墨打印设计纹理图案。

步骤六:在喷墨打印设计纹理图案后的坯体表面施保护釉。保护釉的比重1.28~1.32g/cm3,施釉量80~100g/m2

步骤七:将施保护釉的坯体经高温干燥后,在辊道窑快速烧成。最高烧成温度1200℃,烧成周期60min。

步骤八:磨边分级,打包进仓。

采用jct547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中的测试方法(c1-普通型水泥基胶结剂标准)测试对比例2瓷质砖的拉伸粘结强度仅0.48mpa,低于指标的≥0.5mpa,粘结性能较差。对比例2中选用颗粒粒径在80目以下的有机材料,成形过程中因有机材料颗粒太细,容易产生分层,不利于易粘结陶瓷产品的产业化;同时80目以下的颗粒烧后所形成的多孔层气孔较小,粘结性能差。

对比例3

与实施例1基本相同,区别仅在于:有机材料选用30目以上的颗粒。

步骤一:按照配比制备低收缩粉料。所述低收缩粉料的原料组成包括:压滤渣:40%,钾砂:18%,粘土原料:20%,滑石:1%,钾钠砂:16%,硅灰石:5%。所述低收缩粉料的化学组成包括:以质量百分比计,sio2:65.64%、al2o3:19.71%、cao:2.70%、mgo:0.85%、k2o:3.19%、na2o:1.89%。

步骤二:按照配比制备易粘结粉料。所述易粘结粉料的原料组成包括:以质量百分比计,二氧化锰:1%,有机材料:24%,低收缩粉料:75%。

步骤三:布厚度8.5mm的低收缩粉料层,然后在低收缩粉料层底面布厚度0.8mm的易粘结粉料层,并将该坯体干燥。干燥时间60~80min。干燥坯水分控制在0.5wt%以内。

步骤四:在干燥后的易粘结坯体表面施发色面釉。发色面釉的比重1.46~1.50g/cm3,施釉量140~180g/m2

步骤五:喷墨打印设计纹理图案。

步骤六:在喷墨打印设计纹理图案后的坯体表面施保护釉。保护釉的比重1.28~1.32g/cm3,施釉量80~100g/m2

步骤七:将施保护釉的坯体经高温干燥后,在辊道窑快速烧成。最高烧成温度1200℃,烧成周期60min。

步骤八:磨边分级,打包进仓。

采用jct547-2017《陶瓷砖胶粘剂》中的测试方法(c1-普通型水泥基胶结剂标准)测试对比例3瓷质砖的拉伸粘结强度高达0.78mpa,高于指标的≥0.5mpa,粘结性能较好。对比例3中选用颗粒粒径在30目以上的有机材料,与陶瓷产品粉料颗粒粒径差异大,很难和粉料混合均匀,且30目上以上的大颗粒有机材料流动性好,易聚集,烧后多孔层出现局部大面积的大气孔。该气孔层厚度在1.5~2mm,虽可明显提高陶瓷砖的粘结性能,但采用gb/t3810.4-2016《断裂模数和破坏强度的测定》测试对比例3瓷质砖的断裂模数仅为32.5mpa,低于35mpa,达不到国标相应要求。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改和/或等同替换,均应包含在本发明的保护范围之内。

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