一种止滑釉料与止滑陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及瓷砖领域，尤其涉及一种止滑釉料与止滑陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
陶瓷砖的种类很多，按照其使用场所分类可分为室内陶瓷砖和户外陶瓷砖。而室内陶瓷砖又可分为室内墙砖和室内地砖；户外陶瓷砖也可分为户外墙砖和户外地砖。目前市场中的陶瓷砖装饰主要在室内，如抛光砖、抛釉砖、瓷抛砖、真石陶瓷砖、仿古砖以及内墙瓷片。这些产品几乎都是在室内进行装饰，其中的仿古砖也可以在室外使用，虽然仿古砖表面的光泽是哑光，但在光线照射下仍有部分反光效果，会有一定的光污染。户外陶瓷砖有使用在建筑物墙面的马赛克，其规格偏小，厚度较薄；使用在户外地面的广场砖，其厚度可达16mm，规格也偏小，多在30*60cm规格以下。
近些年，适宜大众接受的装饰风格成为主流，陶瓷砖多选择使用仿大理石类的抛光砖、抛釉砖、瓷片等产品。户外建筑物外墙及小区公共装饰空间、绿化通道多采用天然花岗石。然而，对于公共场所地面所需的花岗石材料在减少，户外陶瓷砖的需求会随之增加，因此研究和制备具有止滑、耐磨、无光、耐压的户外多功能的陶瓷砖成为迫切需求。
市场中已经存在着一些户外陶瓷砖，厚度有16mm，20mm不等；但多采用干粒釉结合类似花岗石天然凹凸的纹理来实现其防滑功能(以下称为干粒法制备的止滑陶瓷砖)。这种工艺存在着明显的缺陷：
1.这种户外陶瓷砖虽然具有较好的止滑效果，但表面过于粗糙，颗粒锋利尖锐，在意外摔倒后较易出现二次伤害；
2.该类陶瓷砖表面不易清洁，使用一段时间后较易藏污纳垢，采用棉麻类常规拖把、抹布非常吃力；
3.表面长时间踩踏后会被磨损，而磨损后所装饰的图案花色会变浅发白，影响装饰效果。
4.产品使用的面釉为常规面釉，施釉量较厚，影响精细模面效果，同时也因为釉量较厚，其成本相对提高。
现有技术中公开了通过直接在砖面喷涂氟化铵、盐酸等溶液制备止滑瓷砖，其是利用酸碱的强腐蚀性能将陶瓷砖表面釉层进行腐蚀，制造出粗糙的表面以获得防滑效果，但表面结构被破坏，表面会藏污不易清洁，且酸碱会造成二次污染。
现有技术还公开了一种防滑釉和干粒的混合物，其中防滑釉层实际有1mm，它利用干粒所具有的不同粒径获得陶瓷砖不同粗糙程度的表面，从而达到防滑效果。这种方法制得的陶瓷砖虽然具有防滑功能，但干粒昂贵，不易制得，且使用操作难度较大，稳定性能差，控制要求高，成本也偏高；而且干粒具有一定的粒径，分布在100-250目之间，在陶瓷砖表面会形成不同峰值的凸起，意外摔倒后会造成二次伤害。
现有技术还公开了通过在砖坯的坯体颗粒中使用了粒径>20目的颗粒，其是利用坯体颗粒堆积形态不一致导致烧成时产生收缩不一致，形成具有凹凸起伏的砖面效果，从而取得防滑作用。这种方法生产控制难度较大，大颗粒在布料过程中会形成筛分现象，导致大颗粒较为集中，影响产品性能，且无釉面装饰，装饰效果不好。
现有技术还公开了采用至少二次面釉和一次保护釉的工艺，提升陶瓷砖表面施釉量，从而提升了瓷砖表面的耐磨性，并获得防滑的效果。此种工艺方法施釉次数多，工艺较复杂，施釉量多，成本增加，对坯体的强度有较高要求。同时，应用于模具面的陶瓷砖，因釉料多导致釉浆会填平模具的凹槽，减弱模具类陶瓷砖的立体装饰效果。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种止滑釉料与止滑陶瓷砖及其制备方法，旨在解决现有技术中止滑瓷砖的表面存在不同峰值的凸起的问题。
一种止滑釉料，其中，按重量份计，包括：SiO2 40～65份、Al2O3 15～30份、Fe2O30.1～0.5份、CaO 5～10份、MgO 1～9份、K2O 1～4份、Na2O 0.1～2份、ZnO 0.5～1.5份、TiO2 0.01～0.1份、B2O3 0.01～0.1份、BaO 5～9份。
所述的止滑釉料，其中，按重量份计，包括：SiO2 53.29份、Al2O3 22.72份、Fe2O30.3份、CaO 7.19份、MgO 4.99份、K2O 2.68份、Na2O 0.57份、ZnO 1.05份、TiO2 0.01份、B2O3 0.1份、BaO 7.1份。
所述的止滑釉料，其中，所述止滑釉料由包括如下的原料制备得到：碳酸钡、钾长石、钠长石、方解石、水洗高岭土、煅烧高岭土、熔块、硅酸钙。
所述的止滑釉料，其中，所述止滑釉料的原料还包括：硅酸锆。
所述的止滑釉料，其中，按重量份计，所述熔块包括：SiO2 51.71份、Al2O3 14.08份、Fe2O3 0.18份、CaO 12.6份、MgO 3.02份、K2O 6.29份、Na2O 0.8份、ZnO 4.59份、TiO20.06份、B2O3 0.43份、BaO 6.24份。
所述的止滑釉料，其中，所述止滑釉料的原料为325目筛下的原料。
一种止滑陶瓷砖，其中，包括：依次层叠设置的坯体层、止滑面釉层、装饰图案层、止滑釉浆层；
其中，所述止滑面釉层和/或止滑釉浆层为如上所述止滑釉料。
一种如上所述止滑陶瓷砖的制备方法，其中，包括：
制备坯体；
在所述坯体上布施止滑面釉，得到止滑面釉层；
在所述止滑面釉层上喷墨装饰图案，得到装饰图案层；
在所述装饰图案层上布施止滑釉浆，得到止滑釉浆层。
所述的止滑陶瓷砖的制备方法，其中，在所述装饰图案层上布施止滑釉浆，得到止滑釉浆层之后还包括：在所述止滑釉浆层上布施黑色云母和/或布施闪光干粒。
所述的止滑陶瓷砖的制备方法，其中，所述制备坯体包括：
提供坯体粉料；
制作坯体模具；
用所述坯体模具将坯体粉料通过成型压机压制成坯体。
有益效果：本发明所述止滑陶瓷砖表面不会形成锋利的凸起峰，具有很好的止滑功能，其PTV值可在36～65之间，对应的防滑级别可达R10～R13，同时具备无光效果，光泽度平均小于3°。
附图说明
图1为本发明所述止滑陶瓷砖的结构示意图；
其中：1.坯体层；2.止滑面釉层；3.装饰图案层；4.止滑釉浆层；5.云母和闪光干粒混合层。
图2为现有技术干粒法制备的止滑陶瓷砖的形貌图。
图3为现有技术干粒法制备的止滑陶瓷砖的另一形貌图。
图4为本发明制备的止滑陶瓷砖的形貌图。
图5为本发明制备的止滑陶瓷砖的另一形貌图。
具体实施方式
本发明提供一种止滑釉料与止滑陶瓷砖及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种止滑釉料，其中，按重量份计，包括：SiO2 40～65份、Al2O3 15～30份、Fe2O30.1～0.5份、CaO 5～10份、MgO 1～9份、K2O 1～4份、Na2O 0.1～2份、ZnO 0.5～1.5份、TiO20.01～0.1份、B2O3 0.01～0.1份、BaO 5～9份。
本发明所述止滑釉料烧成后，可以在陶瓷砖表面生成大量均匀的钙长石CaAl2Si2O8、钡长石BaAl2Si2O8等晶体，具有很好的止滑功能，PTV值可在36～65之间，对应的防滑级别可达R10～R13，同时具备无光效果，光泽度平均小于3°。
在本发明的一个实施方式中，所述的止滑釉料，按重量份计，包括：SiO2 53.29份、Al2O3 22.72份、Fe2O3 0.3份、CaO 7.19份、MgO 4.99份、K2O 2.68份、Na2O 0.57份、ZnO 1.05份、TiO2 0.01份、B2O3 0.1份、BaO 7.1份。
本发明所述止滑釉料由包括如下的原料制备得到：碳酸钡、钾长石、钠长石、方解石、水洗高岭土、煅烧高岭土、熔块、硅酸钙。在实施过程中，通过对上述原料进行合理选取，烧成后即可获得本发明所述的止滑釉料。本发明所述止滑釉料的原料具有易获取、价格低的特点，适合大规模工业生产。在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述止滑面釉的原料包括：碳酸钡7份；钾长石12份；钠长石12份；方解石1份；水洗高岭土15份；煅烧高岭土25份；熔块21份；硅酸钙5份。
进一步地，所述止滑釉料的原料还包括：硅酸锆。所述硅酸锆用于调节所述止滑釉料的透明度或白度。具体地，在所述止滑釉料中所述硅酸锆的重量百分数为0～20％。
在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述熔块包括：SiO2 51.71份、Al2O314.08份、Fe2O3 0.18份、CaO 12.6份、MgO 3.02份、K2O 6.29份、Na2O 0.8份、ZnO 4.59份、TiO2 0.06份、B2O3 0.43份、BaO 6.24份。本发明通过添加所述熔块能够降低烧成温度，扩大烧成范围。
在本发明的一个实施方式中，所述止滑釉料的原料为325目筛下的原料。具体地，在实施过程中，将所述止滑釉料的原料过325目筛下的原料，其中筛余控制为0.3～0.5％。换句话说，所述止滑釉料原料的粒径控制参数为：325目筛余为0.3～0.5％。与现有技术中采用各种粒径的干粒组成的止滑釉料相比，本发明的止滑釉料烧成后可以在陶瓷砖表面生成大量均匀的陶瓷晶体，可以避免在陶瓷砖表面形成不同峰值的凸起。
如图1所示，本发明提供一种止滑陶瓷砖，包括：依次层叠设置的坯体层1、止滑面釉层2、装饰图案层3、止滑釉浆层4；其中，所述止滑面釉层2和止滑釉浆层4分别为如上所述止滑釉料。
本发明所述止滑陶瓷砖从下至上依次包括：坯体层1、止滑面釉层2、装饰图案层3、止滑釉浆层4。本发明所述止滑面釉层2和止滑釉浆层4采用了如上所述止滑釉料，使得所述止滑陶瓷砖具备很好的止滑性能和无光效果，可以用作户外瓷砖。所述止滑釉浆层具有良好的耐磨性能，能在止滑瓷砖产品表面经长期使用，也不会影响其釉下层的装饰图案，能够保护所述装饰图案层3；同时，所述止滑面釉层对装饰图案具有良好的承载效果。
进一步地，所述止滑陶瓷砖还包括：层叠设置在所述止滑釉浆层4上的云母和闪光干粒混合层5。所述云母和闪光干粒混合层5主要是装饰作用，体现所模仿材质的天然质感和/或金属质感。
本发明提供一种止滑陶瓷砖的制备方法，其中，包括：
S100、制备坯体；
S200、在所述坯体上布施止滑面釉，得到止滑面釉层；
S300、在所述止滑面釉层上喷墨装饰图案，得到装饰图案层；
S400、在所述装饰图案层上布施止滑釉浆，得到止滑釉浆层。
本发明所述止滑陶瓷砖的制备方法中所述止滑面釉和所述止滑釉浆的制备原料均为制备所述止滑釉料的原料。与现有技术相比，本发明所述止滑陶瓷砖的制备方法的施釉量较低，施釉重量：333～416g/㎡，可以降低陶瓷砖的生产成本，本发明的施釉量仅仅为常规产品施釉量的50％(重量比)。
现有技术中采用多种粒径组成的颗粒止滑层(干粒法制备的止滑层)操作非常不便，当效果、防滑、深浅色彩、窑炉制度、环境温度发生变化时，需要调整各种干粒的配比，甚至要重新制备不同温度的干粒，给生产的调节带来影响，不易操控；而且通常制备的陶瓷砖表面具有明显的颗粒感，粗颗粒比例达到50-60％，手感粗糙，如图2及图3所示，表面具有锋利的凸起峰，这些峰较高，会导致意外摔倒后的二次擦伤，同时清洁时会刮拖把的毛屑。如图4及图5所示，本发明的止滑陶瓷砖制备方法具有工艺稳定、产品品质高、操作简便，而且制备的止滑陶瓷砖克服了现有技术中止滑陶瓷砖的表面有锋利的凸起峰的问题。
具体地，所述S100中，所述制备坯体包括：
S101、提供坯体粉料；
S102、制作坯体模具；
S103、用所述坯体模具将坯体粉料通过成型压机压制成坯体。
所述S101中，所述坯体粉料具体可以是采用基础粉料和颜色粉料为原料制备坯体粉料。其中，本发明所述坯体粉料具体是在通过在基础粉料中添加不同种类和不同剂量的陶瓷坯用色料，接着采用喷雾干燥塔设备造粒，制成所需各种颜色和颗粒分布的粉料。所述颜色粉料的颜色有白色、黄色、浅灰色、黑色、咖啡色等。
所述的止滑陶瓷砖的制备方法，其中，按重量份计，所述基础粉料包括：SiO2 60～80份、Al2O3 15～21份、Fe2O3 0.5～1.5份、CaO 0.1～0.8份、MgO 0.9～1.5份、K2O 2～3份、Na2O 1.8～2.2份。进一步地，按重量份计，所述基础粉料包括：SiO2 69.84份、Al2O3 18.29份、Fe2O3 1.03份、CaO 0.38份、MgO 1.20份、K2O 2.55份、Na2O 2份。具体地，所述基础粉料的化学组成重量百分比如表1所示。
表1基础粉料的化学组成重量百分比
灼减也称为烧失量，在一定的高温条件下灼烧足够长的时间后失去的质量。
在本发明的一个实现方式中，按重量份计，黄色坯体粉料的配方组成为：基础粉料100份；坯用金彩桔黄0.5～1.0份。需要说明的是，在基础釉浆中添加不同种类和剂量的坯体色料，可以制成各种颜色和深浅的粉料，其它颜色的坯体粉料在此基础和方法上进行变化，非本发明的穷举。
所述S102具体是制作各种具有花岗石类特征的表面凹凸纹理的模具。所述具有花岗岩表面的凹凸纹理是指天然花岗岩开采后，其表面具有不同程度的自然凹凸面，有的是人工加工过的表面，如火烧面，荔枝面，斧凿面等，只是其加工的工艺、技法不同，所呈现的表面装饰纹理不同。本发明模拟花岗石表面的各种天然、人工或者机械加工的痕迹所留下的各类凹凸纹理，制作出相应的表面模具。
所述S103中，将所述坯体粉料置于所述坯体模具内，通过成型压机压制成坯体，其中所述成型压机为陶瓷砖成型压机。所述S103可以制备得到表面具有花岗石类特征的表面凹凸纹理的坯体。
所述S200中，在所述坯体上布施止滑面釉，在烧成后得到止滑面釉层2。具体地，所述止滑面釉是将所述止滑釉料的原料与溶剂(如水)配置得到，可以用喷枪或喷雾器使止滑面釉雾化喷到所述坯体的表面。
所述止滑面釉经烧成工艺后，得到具有的止滑功能的面釉层2。所述止滑面釉的止滑性能可以通过摆锤法测定其PTV值，然后获得对应的防滑等级。所有止滑性能测定均采用完全平面的陶瓷坯体，具体是在完全平面的陶瓷坯体表面布施本发明所述止滑面釉进行测定PTV值，并与现有技术中的釉料相比。需要说明的是，测试中之所以在完全平面的陶瓷坯体表面布施面釉，是因为具有凹凸模具表面的产品因其凹凸程度不同，不同的产品其凹凸效果也不相同，没有可比性。
在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述止滑面釉的原料重量配比为：碳酸钡7份；钾长石12份；钠长石12份；方解石1份；水洗高岭土15份；煅烧高岭土25份；熔块21份；硅酸钙5份。此外，所述止滑面釉还可以根据其透明度或白度要求，外加重量分数为0～20％的硅酸锆。
以上关键原料控制标准如表2所示。
表2止滑面釉关键原料的控制标准
在本发明的一个实施方式中，所述熔块的化学组成如表3所示。
表3熔块的化学组成(重量份计)
本发明得到止滑面釉化学组成重量比如表4所示。
表4所述止滑面釉的化学组成(重量份计)
其中，所述止滑面釉施釉参数：施釉重量：333～416g/㎡；釉浆比重：1.40；施釉方法：喷釉；釉浆细度控制：325目0.3～0.5％(筛余)。
所述S300具体是待止滑釉浆干燥后，采用数码喷墨打印机装饰所需的图案纹理。所述S300通过在所述面釉层上打印图案纹理，烧成后得到装饰图案层，为用户提供个性化需求。
所述S400具体是在干燥后所述装饰图案上布施止滑釉浆，烧成后形成止滑釉浆层。所述止滑釉浆也是采用上述止滑釉料的原料制备得到。也就是说，所述止滑面釉和所述止滑釉浆的化学组成可以相同，也可以有所区别。例如所述的止滑釉浆是在止滑面釉的基础上，减少硅酸锆的比例来改变透明度。再如，必要时还可以添加止滑釉粉提高其止滑级别。在本发明的一个实施方式中，所述止滑釉粉的化学组成与所述止滑釉料的化学组成相同。进一步地，按重量份计，所述止滑釉粉可以是碳酸钡7份；钾长石12份；钠长石12份；方解石1份；水洗高岭土15份；煅烧高岭土25份；熔块21份；硅酸钙5份为原料制得的粉料。本发明所述止滑釉料的止滑性能具有灵活性和可控性，可以根据市场客户的实际场所需求，简易调节即可获得客户所需的止滑效果。
在本发明的一个实施方式中，所述止滑釉浆的施釉参数：施釉重量：222～333g/㎡；釉浆比重：1.25；施釉方法：喷釉；止滑釉料与止滑釉粉的调配重量比：止滑釉料60～100％，止滑釉粉0～40％；釉浆细度控制：325目0.3～0.5％(筛余)。本发明所述止滑釉料具有很好的灵活性，既可以当作陶瓷砖的基础面釉，遮盖坯体颜色和提高陶瓷砖表面效果，同时也可以当作保护釉制作成止滑釉浆，具有较好的透明度，并对所装饰的图案具有保护作用。
所述S400之后还包括：
S500、布施黑色云母；
S600、布施闪光干粒。
所述S500具体是待所述止滑釉浆干燥后，甩一层黑色云母作装饰。本发明所述黑色云母片主要是装饰作用，体现所模仿材质的天然质感。所述黑色云母是一种天然的云母片材料，其使用参数：调配重量比：釉料100，黑云母0.3；黑云母粒径：0.125～0.18mm；黑云母用量：0.1～0.15g/㎡。其中，所述黑云母的粒径为0.125～0.18mm，有利于生产制备，若所述黑云母的粒径过大则易沉降，导致喷洒在产品表面的工艺使生产不稳定。
所述S600具体是在表面装饰部分布施闪光干粒点；所述闪光干粒的作用同样是起到装饰的效果。所述闪光干粒点是一种烧成后具有金属光泽的釉粉，其使用参数：比重：1.40；用量：2～3g/㎡。
所述闪光干粒具有金属质感，装饰后的形状为圆形的点状，黑色云母为天然矿物提炼的材料，其颗粒形状是破碎后的不规则形状。需要说明的是，根据陶瓷砖所仿的花色图案对布施黑色云母和布施闪光干粒进行选择，例如可以根据需求只使用黑色云母、布施闪光干粒点中的某一种，从而得到云母和闪光干粒混合层。
所述止滑陶瓷砖的制备方法，包括：
S700、入窑烧成。
所述S700为入窑烧成工序，入窑烧成指装饰完工艺的陶瓷砖坯进入辊道窑烧成的过程，烧成时间为116～138分钟不等；其中，窑炉烧成参数如下表5所示。
表5窑炉烧成参数
续表5窑炉烧成参数
所述止滑陶瓷砖的制备方法还包括：S500、对烧成后的止滑陶瓷砖磨边，规整止滑陶瓷砖的外观尺寸。
本发明制备止滑陶瓷砖的主要工艺流程：配制各种颜色粉料→制作凹凸面模具→压制坯体成型→坯体干燥→坯面布施止滑面釉→釉面喷墨装饰图案→布施止滑釉浆→布施黑色云母→布施闪光干粒→坯体烧成→产品磨边规整尺寸→产品包装入库。
对现有技术采用干粒法制备的止滑陶瓷砖和本发明所制备的止滑陶瓷砖分别使用接触式轮廓仪(Talysurf CLI 1000)测试，测试结果如图2-5所示。由图2及图3，可见现有技术采用干粒法制备的止滑陶瓷砖表面过于粗糙，颗粒锋利尖锐，用户在意外摔倒后较易出现二次伤害。由图4及图5，可见本发明所述止滑陶瓷砖表面不会形成不同峰值的凸起，避免用户意外摔倒后较易出现二次伤害的情况。
本发明所制备的止滑陶瓷砖具有如下技术效果：
1、本发明所制备的户外陶瓷砖产品具有通体效果，即陶瓷砖的坯体和表面装饰的色彩、纹理具有高度一致性，仿真度高。
2.本发明所制备的陶瓷砖表面光泽度低，平均小于3°，适合户外使用。
3.本发明所制备的陶瓷砖，采用摆锤法测定平面坯表面，PTV值可在36～65之间，对应的防滑级别可达R10～R13。
4.本发明所制备的陶瓷砖工艺优异，所需达到的止滑级别可以根据客户需求做灵活调节。
5.本发明所制备的陶瓷砖具有釉量超薄，为常规工艺的一半，能充分体现模具的装饰纹理，且具有明显的成本优势，表面莫氏硬度可达7级。
6.本方面所制备的陶瓷砖具有很高的耐磨性能，经12000转高速旋转磨耗测试，质量损耗小于0.24g，且磨损区不会明显发白，不影响浅色陶瓷砖色彩。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
