一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法

文档序号:1373359 发布日期:2020-08-14 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法 (Ultra-large thin porcelain plate with negative ion function and manufacturing method thereof ) 是由 夏昌奎 余剑峰 余昌江 余爱民 樊叶利 李华云 甄燕萍 余惠 郭程长 张文民 于 2020-01-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法,包括以下步骤:A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料;B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆;C、坯体粉料布料及无模具压制成型;D、自动化生坯切割;E、坯体干燥;F、烘烤;G、施布面浆;H、再次干燥;I、渗透喷墨印刷;J、烧成;K、磨边。本发明的有益效果是提供了一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法,解决了传统薄型瓷质板材采用湿法淋浆等含水装饰工艺后薄型瓷质板材坯体容易破损、坯体表面施浆后出现的“水波纹”、“边框”、“浆幕拉线”等缺陷问题,并赋予超大规格薄型瓷质板材负离子健康环保功能。(The invention discloses an ultra-large thin porcelain plate with an anion function and a manufacturing method thereof, wherein the manufacturing method comprises the following steps: A. preparing blank powder for the ultra-large specification thin porcelain plate according to a conventional method; B. preparing surface paste for the ultra-large specification thin porcelain plate according to a conventional method; C. distributing blank powder and performing die-free pressing forming; D. automatic green body cutting; E. drying the blank; F. baking; G. applying surface paste; H. drying again; I. penetrating ink jet printing; J. firing; K. and (6) edging. The invention has the beneficial effects that the invention provides the ultra-large thin porcelain plate with the negative ion function and the manufacturing method thereof, solves the problems that the blank body of the thin porcelain plate is easy to damage after the traditional thin porcelain plate adopts wet-process slurry-spraying and other water-containing decoration processes, and the defects of &#39;water ripple&#39;, &#39;frame&#39;, &#39;slurry curtain wire-pulling&#39; and the like appear after slurry is applied on the surface of the blank body, and endows the ultra-large thin porcelain plate with the negative ion health and environmental protection functions.)

一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域,具体地涉及一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法。

背景技术

天然石材因受到长期地质运动和气候变化的影响,且混杂有其他颜色的伴生矿物,形成了高端、自然、丰富的装饰效果,作为高档装饰材料,受到了人们的青睐。然而,部分天然石材中伴生的放射性矿物,会对人体健康产生放射性危害;经过地质作用和风化作用影响的天然石材,其杂质、裂纹等缺陷较多,易产生“病变”,使用性能较差。此外,天然石材作为不可再生资源,其价格昂贵,难以进入寻常百姓家;天然石材的过渡开采和加工不仅造成珍稀、名贵石材资源枯竭,而且也严重破坏自然生态环境。

在这种情况下,市场上陆续发展出以仿石为主的陶瓷砖、陶瓷板等类产品。根据国家标准GB/T 4100-2015《陶瓷砖》对于陶瓷砖的定义,陶瓷砖是由粘土、长石和石英为主要原料制造的用于覆盖墙面和地面的板状或块状建筑陶瓷制品。一般规格为0.6m×0.6m(上表面面积0.36m2),0.8m×0.8m(上表面面积0.64m2),最大可达1.2m×1.2m(上表面面积1.44m2)。

根据国家标准GB/T 23266-2009《陶瓷板》对于陶瓷板的定义,陶瓷板是由粘土和其他无机非金属材料经成型、高温烧成等生产工艺制成的板状陶瓷制品,其厚度不大于6mm、上表面面积不小于1.62m2

中国专利CN105622055A提供了一种大规格超薄建筑陶瓷砖瓷坯的制备方法,该法是将多种原料按一定质量百分比混合后,湿法制得浆料,采用半干压成型法,压制成条,再在一定温度下烧结2h得到瓷坯。该法是将大规格超薄建筑陶瓷砖瓷坯成型后干燥、烧结得到瓷坯,没有对瓷坯进行纹理装饰。中国专利CN101634185公开了一种仿玉质大规格瓷板砖及其制备方法,通过图案定点布料布置底料,施布半透明陶瓷材料和色粉形成面层,之后经过压制成型,干燥烧成等工序得到产品。可以发现,现有技术多采用布料、半干压成型成薄板坯体后、干燥、烧成,以制备大规格薄板的无水装饰工艺,而采用成型坯体后淋施湿法浆料,再装饰、干燥、烧制的含水装饰工艺没有报道,主要原因在于,随着陶瓷板材厚度的大幅减小和规格的大幅增大,淋施湿法浆料容易导致各种问题,如坯体强度显著降低,超大规格薄型瓷质板材坯体施布面浆后容易出现破损、“水波纹”、“边框”、“浆幕拉线”等缺陷,难以满足后续生产工序要求等。因此,使得超大规格薄型瓷质板材的装饰效果受到局限。

这里所述的无水装饰工艺是指陶瓷坯体采用粉料/干粒布料装饰、全数码化非水性墨水喷墨装饰或其组合的装饰工艺。而含水装饰工艺是指在装饰工艺的某一工序或几个工序中,至少采用含水率不低于20%的釉料、浆料以及丝网印刷釉、辊筒印刷釉、水性墨水中的一种进行装饰,并可与粉料/干粒布料装饰、非水性墨水装饰组合的装饰工艺。

本发明提供了一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法,通过本发明技术方案生产的薄型瓷质板材规格大,厚度薄,不仅适用无水装饰工艺,还能适用含水装饰工艺,装饰图案纹理具有立体纹路,有天然石材的逼真肌理质感和装饰效果,没有天然石材的缺陷和放射性危害,可以代替天然石材,进入百姓家,还可以减少名贵、珍稀石材的开采、加工,降低对自然环境的影响和破坏,本身所具有的负离子功能能够改善空气质量,起到杀菌抑菌、人体保健等作用。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中大规格薄型瓷质板材装饰手段受局限,装饰效果不够丰富,大规格薄型瓷质板材坯体经含水装饰工艺,尤其是湿法淋浆装饰后容易出现破损、“水波纹”、“边框”、“浆幕拉线”等缺陷的问题,并赋予薄型瓷质板材负离子健康环保功能,提供了一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材及其制造方法。本发明所述的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材是指由粘土和其他无机非金属材料经成型、高温烧成等生产工艺制成的板状陶瓷制品,其吸水率不高于0.5%,厚度不大于6mm,上表面面积不小于1.62m2

本发明的另一目的是提供运用该方法制造的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材产品。

为实现制造一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材的发明目的,本发明的技术方案是:一种具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材的制造方法,包括以下步骤:

A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料,备用;

B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆,备用;

C、坯体粉料布料及无模具压制成型:将步骤A制备的超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料按照设计好的图案纹理进行布料,采用无模具压制成型工艺成型,制得超大规格薄型瓷质板材坯体,所述成型后坯体的容重≥1.95g/cm3

D、自动化生坯切割:对步骤C无模具压制成型好的超大规格薄型瓷质板材坯体进行自动化生坯切割,以获得需要的生坯规格尺寸;

E、坯体干燥:对步骤D自动化生坯切割后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行干燥;

F、烘烤:对步骤E干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体进行烘烤,烘烤温度为500~800℃,烘烤周期为5~15min,烘烤后的薄型瓷质板材坯体容重≥1.80g/cm3,所述烘烤后坯体的断裂模数≥3.0MPa;

G、施布薄型瓷质板材用面浆:在步骤F烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体表面采用超大淋盘施布步骤B制备的超大规格薄型瓷质板材用面浆,所述超大淋盘的下端端面圆直径≥2400mm;

H、再次干燥:对步骤G施布超大规格薄型瓷质板材用面浆后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行再次干燥;

I、渗透喷墨印刷:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将渗透墨水喷涂在步骤H干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体上,配合坯体图案纹理,使得渗透喷墨印刷后的表面与坯体具有相近的纹理与质地,渗透喷墨层厚度≤0.5mm,渗透喷墨印刷前的坯体温度为40~70℃;

J、烧成:将步骤I渗透喷墨印刷后的超大规格薄型瓷质板材坯体置于辊道窑中进行烧成,烧成温度为1150~1250℃,烧成周期为60~150min,制得超大规格薄型瓷质板材半成品;

K、磨边:利用常规的磨边加工设备,对超大规格薄型瓷质板材半成品进行磨边处理,制得超大规格薄型瓷质板材成品,其厚度≤6mm,上表面面积≥1.62m2

为实现超大规格薄型瓷质板材的负离子功能,在所述步骤B中的超大规格薄型瓷质板材用面浆中引入1%~15%的负离子添加剂。

作为进一步的技术方案,步骤B中所述负离子添加剂以重量百分比计的组成如下:SiO2 30%~50%、B2O3 3%~14%、Al2O3 3%~14%、Fe2O3 0~3%、MnO 0.1%~2%、MgO 0.1%~5%、CaO0.1%~1%、Na2O 0.5%~3%、Li2O 0.1%~2%、ZrO2 10%~50%、Cs2O 0.5%~2%、其余杂质≤5%。

为实现超大规格薄型瓷质板材的负离子功能,还可以在所述步骤I和步骤J之间采用印刷负离子墨水的步骤。

作为进一步的技术方案,所述负离子墨水包含负离子添加剂、有机溶剂和分散剂。

作为进一步的技术方案,所述负离子墨水中负离子添加剂的组成如下:SiO2 30%~50%、B2O3 3%~14%、Al2O3 3%~14%、Fe2O3 0~3%、MnO 0.1%~2%、MgO 0.1%~5%、CaO 0.1%~1%、Na2O 0.5%~3%、Li2O 0.1%~2%、ZrO2 10%~50%、Cs2O 0.5%~2%、其余杂质≤5%。

作为进一步的技术方案,所述负离子墨水中有机溶剂为环己烷、二乙二醇二丁醚、丙酮、异丙酯中一种或以上任意两种或多种的组合。

为实现超大规格薄型瓷质板材的负离子功能,还可以在步骤K之后,在超大规格薄型瓷质板材表面喷涂负离子涂层材料。

作为进一步的技术方案,所述负离子涂层材料包含负离子添加剂和液体分散剂。

作为进一步的技术方案,所述负离子涂层材料中负离子添加剂的组成如下:SiO230%~50%、B2O3 3%~14%、Al2O3 3%~14%、Fe2O3 0~3%、MnO 0.1%~2%、MgO 0.1%~5%、CaO 0.1%~1%、Na2O 0.5%~3%、Li2O 0.1%~2%、ZrO2 10%~50%、Cs2O 0.5%~2%、其余杂质≤5%。

作为进一步的技术方案,步骤B中所述的负离子添加剂、负离子墨水中所述的负离子添加剂,以及负离子涂层材料中所述的负离子添加剂都是采用静电纺丝法制备的纳米级氧化铯/电气石粉体复合材料,具体制备方法如下:将乙二胺四乙酸溶于乙醇中,制备乙二胺四乙酸乙醇溶液;硝酸铯溶于去离子水中制备硝酸铯溶液;柠檬酸溶于去离子水中,制备柠檬酸溶液;对柠檬酸溶液进行磁力搅拌,边搅拌边加入电气石粉体,继续搅拌,边搅拌边加入硝酸铯溶液,然后再引入乙二胺四乙酸乙醇溶液,之后边搅拌边滴加氨水调节pH值,pH值调至7-9,直至产生丁达尔现象,继续搅拌,并引入10%~15%的聚乙烯吡咯烷酮,将搅拌均匀后的溶液置于静电纺丝机中的发射装置内,一般采用医用注射器,在注射器的推动和高压电场力作用下产生射流,在收集装置上接收到纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体,再将收集到的纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体在400~600℃进行热处理,去除所含有机物,最终得到纳米级氧化铯/电气石粉体。经测量,改性后负离子添加剂的负离子释放量不低于20000个/cm3,纳米级氧化铯与电气石粉体复合后使得负离子释放量得到极大改善。

负离子的形成主要在于空气中气体分子的电离,而这种电离一方面来源于天然矿物对空气中气体分子的电离作用,电气石类天然矿物具有热电性和压电性,当温度和压力有微小变化时,即可引起矿石晶体之间电势差,这个能量可促使周围空气中气体分子发生电离,脱离出的电子附着于邻近的水和氧分子上使之转化为空气负离子;另一方面则来源于自然界作用,如紫外线、放射线等。现有技术中,一般通过添加带有放射性的矿物,这些矿物释放出的放射线可以增强电气石类天然矿物的热电性和压电性,从而增强其电离作用,进而改善其负离子释放能力。但是,添加带有放射性矿物会带来放射性辐射危害,影响人体健康。光电效应是指在光的照射下,物质内部的电子会被光子激发出来,激发出来的电子与空气中水分子或氧分子结合形成负离子,而物质内部电子是否会被激发出来取决于物质本身,如果物质内部电子的逸出功小于光波长能量,则可以被激发出来,而铯的电子逸出功为3.0×10-19J,是电子逸出功非常小的一种金属,可见光中的黄光即可将其内部电子激发出来。本申请创新性地在电气石粉体中复合氧化铯,不仅利用了电气石粉体本身产生负离子的能力,还赋予了电气石粉体利用光电效应所产生的负离子,更通过静电纺丝法制备出纳米级氧化铯/电气石粉体,能够显著增强其负离子释放能力。在电气石粉体中复合氧化铯利用光电效应来增加电气石粉体的负离子释放浓度。

作为进一步的技术方案,所述负离子涂层材料中的液体分散剂为聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液。

作为进一步的技术方案,所述液体分散剂中聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液的制备方法是这样的:首先制备水性聚氨酯乳液:将脱水的聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯加入到装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口瓶中,加入计量的溶解于N-甲基吡咯烷酮中的二羟甲基丙酸,60~80℃下反应,加入定量的1,4-丁二醇、羟甲基丙烯酰胺,再加入适量甲基丙烯酸甲酯降低体系粘度,降温至20~30℃,加入三乙胺中和体系中的羧基,反应20~40min后,高速搅拌下加入去离子水,制得水性聚氨酯乳液。

其次,制备甲基丙烯酸甲酯单体乳液:在室温下将适量的去离子水、甲基丙烯酸甲酯和乳化剂、引发剂一起搅拌,直至乳液不分层,制得甲基丙烯酸甲酯单体乳液。

最后,制备聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液:将制备的水性聚氨酯乳液加入到四口瓶中,加入一定量引发剂搅拌,在70~100℃下搅拌滴加制备好的甲基丙烯酸甲酯单体乳液,滴完后保温2h,自然冷却至40℃以下,制得聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液。

以上步骤中,凡未加特别说明的,都采用现有技术中的常规控制手段。

为完成第二个发明目的,采用的是按上述步骤制造的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材产品。

作为进一步的技术方案,步骤C中所述超大规格薄型瓷质板材坯体的各个部分的容重均匀性较好,同一片超大规格薄型瓷质板材坯体中任何两个部位之间容重的差值≤0.1g/cm3

步骤C中所述容重,根据国家标准GB/T 3810.3-2016《陶瓷砖试验方法第3部分:吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定》给出的定义,容重用试样的干重除以表观体积(包括气孔)所得的商表示。本发明中该性能主要用于衡量超大规格薄型瓷质板材成型/干燥后坯体和烧成后半成品的致密化程度。本发明中超大规格薄型瓷质板材无模具压制成型后坯体的容重具有极为重要的意义,一方面,其表征了超大规格薄型瓷质板材成型后的坯体致密化程度,使之能满足后续工序的生坯强度要求,同时保证烧成过程中超大规格薄型瓷质板材坯体粉料颗粒之间反应的充分性;另一方面,通过调整无模具压制成型工艺和超大规格薄型瓷质板材坯体粉料性能,使得同一片超大规格薄型瓷质板材坯体中任何两个部位之间容重的差值≤0.1g/cm3,控制超大规格薄型瓷质板材坯体各个部位的致密程度均匀,保证了超大规格薄型瓷质板材在干燥和烧成过程中能够实现各个部位同时收缩和致密化,有利于改善超大规格薄型瓷质板材的干燥和烧成后的平整度。

步骤F中所述烘烤主要具有如下几方面作用:

一、可以解决超大规格薄型瓷质板材坯体成型后,采用含水装饰工艺尤其是湿法淋浆装饰导致的超大规格薄型瓷质板材坯体易破损等问题。湿法淋浆的施布形式一般适用于规格较小的陶瓷砖(一般规格小于900mm×900mm)或厚度较大的陶瓷砖(一般厚度大于6mm),而不能直接应用于大规格甚至超大规格的薄型瓷质板材,这是因为超大规格薄型瓷质板材坯体由于自身重量比传统规格陶瓷砖(即使是较厚的陶瓷砖)大得多,虽然超大规格薄型瓷质板材坯体经干燥后具有一定生坯强度,但是若采用湿法淋浆的方式淋施面浆后,微观上由于水化作用,面浆中水分子渗透到坯体表面粉料的晶格架中,坯体表面粉料中的矿物分子与水分子作用产生溶剂化粒子,促进了粉料的溶解过程,进而减小了坯体表面粉料之间的内聚力;宏观上,使得坯体表面粉料吸湿膨胀,破坏了坯体表面结合强度,使坯体上半部的生坯强度急剧下降,且淋浆时采用的是窄条带状的输送线(方便浆料回收)而不是宽皮带状的输送线,极易导致超大规格薄型瓷质板材坯体变形,甚至超过其可以承受的最大变形量而导致破损,尤其是当超大规格薄型瓷质板材规格从900mm×1800mm(上表面面积1.62m2)增加到1600mm×5200mm(上表面面积8.32m2)时,这种影响更加明显。而采用本发明步骤F的烘烤工序后,可以使得超大规格薄型瓷质板材坯体具有一定的强度,同时能够大幅减弱水化作用,进而大幅减少坯体破损。

二、可使超大规格薄型瓷质板材坯体中的有机物排出,有利于改善烧成后制得的超大规格薄型瓷质板材的表面质量。步骤F中所述烘烤工序的温度为500~800℃,该温度阶段本属于传统窑炉的预热区,在这一阶段超大规格薄型瓷质板材坯体中各种有机物开始排出,若有碳酸盐和硫酸盐,也开始分解,排出气体;分子间结晶水被排除,坯体收缩,失重迅速增加;粘土结构水开始排出,在573℃左右,坯体中β-石英向α-石英晶相转变,并伴随体积膨胀。因此,经过步骤F的烘烤工序后,超大规格薄型瓷质板材坯体再进入窑炉烧制时,便几乎没有有机物排出等物理化学变化,有利于超大规格薄型瓷质板材的烧成性能稳定,改善烧成后制得的超大规格薄型瓷质板材的表面质量。

三、丰富了装饰手段和装饰效果。现有技术制备大规格薄型瓷质板材多采用布料、半干压成型成薄型瓷质板材坯体、干燥、烧成的无水装饰工艺,而采用坯体成型后淋施湿法浆料,再装饰、干燥、烧成的含水装饰工艺未见报道,主要原因在于,随着陶瓷板材厚度的大幅减小和规格的大幅增大,淋施湿法浆料容易导致各种问题,如坯体强度显著下降,难以满足后续生产工序要求等。因此,超大规格薄型瓷质板材的装饰手段和装饰效果都受到了限制。而采用本发明步骤F的烘烤工序后,可以使得超大规格薄型瓷质板材坯体具有一定的强度(断裂模数≥3MPa),不仅适用无水装饰工艺,也能适用含水装饰工艺,因此,丰富了超大规格薄型瓷质板材的装饰手段和装饰效果。

四、相比传统坯体素烧工艺,本发明步骤F的烘烤工序也具有优势。素烧是指生坯经一定温度热处理,使坯体具有一定机械强度的过程。一般素烧温度为900~1100℃,素烧周期为50~100min,由于素烧的温度较高,周期较长,导致超大规格薄型瓷质板材坯体在具备一定强度(断裂模数≥10MPa)的同时,也使得内部的坯体粉料颗粒急剧聚拢,气孔被挤压,坯体结构显著致密化,导致素烧后的超大规格薄型瓷质板材坯体对湿法面浆的吸附能力减弱,不利于大用量湿法淋浆等含水装饰工艺的实施。而与之相比,烘烤工序的温度较低,周期较短,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体除了具备一定的强度(断裂模数≥3MPa)外,仍对湿法面浆具有很强的吸附能力,适用于湿法淋浆等含水装饰工艺;另一方面,与素烧相比,烘烤的温度较低,周期较短,使得窑炉能耗更低,生产流程更快捷高效,显著降低了生产成本。

传统湿法淋浆的施布方式容易出现“水波纹”缺陷,尤其是针对较大规格的产品,该缺陷主要是由于产品规格变大后,配套的淋浆设备尺寸随之变大而导致的机械震动加剧、浆幕面积随之变大而导致的浆料分布不均匀等引起的浆料施布不均匀,产品抛光后表面出现像水面泛起涟漪的波纹状起伏,影响表面装饰效果。其次,在超大规格薄型瓷质板材上采用湿法淋浆形式施布面浆,容易出现“边框”缺陷,即面浆由于表面张力作用不能在超大规格薄型瓷质板材坯体边缘均匀施布,导致局部堆浆,形成“边框”缺陷。第三,若在超大规格薄型瓷质板材上采用湿法淋浆形式施布面浆,容易出现“浆幕拉线”缺陷,这是由于超大规格薄型瓷质板材规格明显大于传统陶瓷砖,采用湿法淋浆施布时,势必将淋浆设备的尺寸扩大,面浆在大规格淋浆设备上要形成分布和成分均匀的浆幕十分困难,面浆中因少量沉淀引起的团状假颗粒或淋浆设备没有完全清洗干净留下的杂质,都有可能使得淋浆时出现“浆幕拉线”的缺陷,继而在超大规格薄型瓷质板材坯体表面形成局部缺浆缺陷,烧成后形成凹坑缺陷。

而本发明通过设计和采用下端端面圆直径不小于2400mm的超大淋盘,制备具有合理流变性能的超大规格薄型瓷质板材用面浆,较好地解决了这些问题。针对“水波纹”和“边框”缺陷,结合附图1和附图2来说明,本发明设计的超大淋盘包括淋浆罩a、分浆器b,淋浆罩a又由淋浆罩主体弧面a1和淋浆罩端部弧面a2构成,分浆器b位于淋浆罩a的上部中心位置。与传统淋盘相比,本发明的超大淋盘主要从三方面进行设计改进:第一、淋浆罩a的下端端面圆直径d不小于2400mm,可以充分满足具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材坯体对于施布面浆的淋盘的尺寸要求;第二、淋浆罩主体弧面a1的圆弧半径R1设计为4300~5000mm,淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径R2设计为180~240mm,通过淋浆罩主体弧面a1和淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径的设计,使得淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面完美衔接,衔接处共用一条切线L1,调节淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角,所述的两条切线夹角α为10°~20°,进而当超大规格薄型瓷质板材用面浆在通过分浆器b溢流边缘向淋浆罩a上表面溢流出面浆时,溢流到淋浆罩a上的面浆压力非常均匀且消除了面浆内部气泡,在经过淋浆罩上主体弧面a1到淋浆罩端部弧面a2过渡时,能够更为平缓匀速地随着重力作用流到淋浆罩端部弧面a2边缘处,最终通过淋浆罩端部弧面a2边缘对位于超大规格薄型瓷质板材坯体进行湿法淋浆施布;第三、设计淋浆罩端部弧面a2宽度c为80~120mm,相比传统淋盘淋浆罩端部弧面宽度的30~50mm,本发明设计的淋浆罩端部弧面宽度更宽,有利于超大规格薄型瓷质板材用面浆在通过淋浆罩端部弧面时更为平缓,在超大规格薄型瓷质板材坯体表面的淋浆速度更易于控制。综合这三方面的设计改进,本发明很好地解决了“水波纹”和“边框”缺陷。针对“浆幕拉线”缺陷,本发明通过优化超大规格薄型瓷质板材用面浆的流速、比重、粘度等工艺参数,严格把控超大规格薄型瓷质板材用面浆的除铁、过筛、储存等工序,勤清洗超大淋盘、浆桶等相关施浆设备,最终很好地解决了“浆幕拉线”问题。

步骤I中所述渗透喷墨前的坯体温度需控制在40~70℃之间,这是因为本发明采用的是渗透喷墨印刷装饰工艺,所用的渗透墨水为离子态溶剂型陶瓷墨水,相比传统颜料型陶瓷墨水来说,前者具有一定的渗透性能,为形成发色稳定层次丰富的装饰纹理,也需要超大规格薄型瓷质板材坯体的配合,其中渗透喷墨印刷前的坯体温度是很重要的一个因素,渗透喷墨印刷前坯体温度过低,容易降低渗透墨水在面浆层中的干燥速率,而刚喷印在面浆层表面的渗透墨水处于流动状态,容易导致渗透墨水在面浆层中的渗透深度受限,渗透墨水在面浆层表面易于无规律扩散导致制得的超大规格薄型瓷质板材成品表面的纹理模糊和色差产生;但如果渗透喷墨印刷前坯体温度过高,又会导致渗透墨水在接触面浆层表面时,渗透墨水中的有机物即被快速加热蒸发,影响渗透墨水的渗透能力和在超大规格薄型瓷质板材坯体中的渗透深度。本发明通过创新性的劳动,确定渗透喷墨印刷前坯体温度为40~70℃时,有利于渗透墨水的发色,形成发色稳定、层次丰富、纹理精细的装饰图案。

步骤J中所述烧成制度需要根据所生产的超大规格薄型瓷质板材进行相应调整,尤其是当超大规格薄型瓷质板材的厚度进一步减薄后,在烧成工序的升温阶段,由于窑炉各个区段的温度不同,而超大规格薄型瓷质板材的规格又很大,利用辊棒在宽体窑炉中对超大规格薄型瓷质板材进行输送加热时,容易在超大规格薄型瓷质板材前进方向形成大纵向温差,即同一片超大规格薄型瓷质板材,其靠近超大规格薄型瓷质板材前进方向的部分温度较高,而相对超大规格薄型瓷质板材前进方向的部分温度较低,在降温阶段则刚好相反,继而在同一片超大规格薄型瓷质板材上形成大纵向温差,导致超大规格薄型瓷质板材的前后端收缩不一致,形成变形,本发明通过适当延长升温过渡区和降温过渡区,即通过预热带到烧成带的升温制度和烧成带到冷却带的降温制度,实现均衡升/降温,调节窑内气压、空气过剩系数等措施,可以很好地改善超大规格薄型瓷质板材的收缩均匀性和烧后平整度。

在烧成工序的冷却阶段,若超大规格薄型瓷质板材内部存在应力,则极易导致超大规格薄型瓷质板材的应力释放不均匀而引起局部开裂,因此,窑炉急冷区的急冷风管阀门开度不能跨度过大,辊棒上下层的急冷开度要近似一致,以减少辊棒上下层温差,减少坯体冷却过程中由于内外收缩不一致所产生的应力,从而避免产品发生风裂等缺陷,缓冷区需调节好抽热风口的阀门开度,使α-石英向β-石英的晶型转化平稳,尽量使部分应力得到释放。最终,可将辊棒上下层温差控制在50~100℃以内,有效改善超大规格薄型瓷质板材冷却开裂问题。

作为进一步的技术方案,步骤J中所述超大规格薄型瓷质板材半成品的坯体层的线性热膨胀系数为6.5×10-6~8×10-6/℃,面浆层的线性热膨胀系数为6×10-6~7.5×10-6/℃。

作为进一步的技术方案,步骤J中所述超大规格薄型瓷质板材半成品的吸水率≤0.5%,破坏强度≥800N,断裂模数≥48MPa,容重≥2.25g/cm3

作为进一步的技术方案,步骤I中渗透喷墨印刷层厚度为0.1~0.5mm。

作为进一步的技术方案,在步骤K磨边处理后,进行成品切割,以获得需要的成品规格尺寸。

作为进一步的技术方案,在步骤K磨边处理后,采用抛光工艺处理。通过改变磨块材质、抛光工艺参数,对本发明所制备的薄型瓷质板材表面进行所需抛光处理,即可获得具有亮光表面的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,光泽度≥55光泽单位;或获得具有柔光表面的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,光泽度为15~30光泽单位;或获得具有亚光表面的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,光泽度为5~15光泽单位。

本发明制造的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材具有如下有益效果:

与现有技术多采用无水装饰工艺相比,本发明在超大规格薄型瓷质板材制造方法中创新引入烘烤工艺,可以解决超大规格薄型瓷质板材坯体成型后,采用湿法淋浆等含水装饰工艺导致的超大规格薄型瓷质板材坯体易破损等问题。

与现有薄型瓷质板材的装饰手段和装饰效果相比,本发明在超大规格薄型瓷质板材制造方法中创新引入烘烤工艺,显著提升了超大规格薄型瓷质板材坯体的强度,使其不仅适用于无水装饰工艺,也能用于含水装饰工艺,因此,装饰手段和装饰效果更为丰富。

与传统坯体素烧工艺相比,一方面,本发明的烘烤工艺具有温度更低、周期更短,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体除了具备一定的强度外,仍对湿法面浆具有很强的吸附能力,适用于湿法淋浆装饰工艺,而素烧工艺的温度相对更高,周期更长,导致素烧后的超大规格薄型瓷质板材坯体对湿法面浆的吸附能力大幅减弱,不利于湿法淋浆等含水装饰工艺的实施;另一方面,烘烤的温度更低,周期更短,使得窑炉能耗更低,生产流程更快捷高效,显著降低生产成本。

与传统湿法面浆的施布方式相比,本发明通过设计和采用下端端面圆直径不小于2400mm的超大淋盘,制备具有合理流变性能的超大规格薄型瓷质板材用面浆,较好地解决了“水波纹”和“边框”缺陷,本发明通过优化超大规格薄型瓷质板材用面浆的流速、比重、粘度等工艺参数,严格把控超大规格薄型瓷质板材用面浆的除铁、过筛、储存等工序,勤清洗超大淋盘、浆桶等相关施浆设备,很好地解决了“浆幕拉线”问题。

本发明通过适当延长升温过渡区和降温过渡区,即通过预热带到烧成带的升温制度和烧成带到冷却带的降温制度,实现均衡升/降温,调节窑内气压空气过剩系数等措施,可以减小超大规格薄型瓷质板材在窑炉烧制过程中的大纵向温差,很好地改善超大规格薄型瓷质板材的收缩均匀性和烧后平整度。通过调节窑炉急冷区的急冷风管阀门开度以及缓冷区抽热风口阀门开度,使得辊棒上下层温差控制在50~100℃以内,有效改善超大规格薄型瓷质板材冷却开裂问题。

本发明通过在超大规格薄型瓷质板材用面浆中引入负离子添加剂或印刷负离子墨水或喷涂负离子涂层材料的方式,赋予超大规格薄型瓷质板材优异的负离子健康环保功能,能够抑制细菌霉菌、净化空气、促进人体新陈代谢,提高人体免疫能力。在超大规格薄型瓷质板材表面测得其负离子释放量平均≥1500个/cm3,在距离超大规格薄型瓷质板材表面1米处,测得负离子释放量平均≥1000个/cm3,达到了世界卫生组织规定的清新空气的负离子标准浓度:空气中不低于1000~1500个/cm3

附图说明

图1——本发明超大淋盘侧视图;

其中a——淋浆罩,b——分浆器,c——淋浆罩端部弧面宽度,d——淋浆罩下端端面圆直径,R1——淋浆罩主体弧面的圆弧半径,R2——淋浆罩端部弧面的圆弧半径,L1——淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线,L2——水平线,α——淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角。

图2——本发明超大淋盘淋浆罩部件图;

其中a1——淋浆罩主体弧面,a2——淋浆罩端部弧面。

具体实施方式

下面结合附图1给出具体的实施方案。

实施例1

A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料,备用;

B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆,面浆中含有5%的负离子添加剂,备用;

所述负离子添加剂的组成为:SiO2 50%、B2O3 8%、Al2O3 3%、Fe2O3 2%、MnO 1%、MgO 3%、CaO 0.1%、Na2O 2%、Li2O 1%、ZrO2 28%、Cs2O 0.5%、其余杂质≤5%;

所述负离子添加剂制备方法如下:将乙二胺四乙酸溶于乙醇中,制备乙二胺四乙酸乙醇溶液;硝酸铯溶于去离子水中制备硝酸铯溶液;柠檬酸溶于去离子水中,制备柠檬酸溶液;对柠檬酸溶液进行磁力搅拌,边搅拌边加入电气石粉体,继续搅拌,边搅拌边加入硝酸铯溶液,然后再引入乙二胺四乙酸乙醇溶液,之后边搅拌边滴加氨水调节pH值,pH值调至7,直至产生丁达尔现象,继续搅拌,并引入10%的聚乙烯吡咯烷酮,将搅拌均匀后的溶液置于静电纺丝机中的发射装置内,一般采用医用注射器,在注射器的推动和高压电场力作用下产生射流,在收集装置上接收到纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体,再将收集到的纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体在400℃进行热处理,去除所含有机物,最终得到纳米级氧化铯/电气石粉体;

C、坯体粉料布料及无模具压制成型:将步骤A制备的超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料按照设计好的图案纹理进行布料,采用无模具压制成型工艺成型,制得超大规格薄型瓷质板材坯体,所述成型后坯体的容重为1.95g/cm3

D、自动化生坯切割:对步骤C无模具压制成型好的超大规格薄型瓷质板材坯体进行自动化生坯切割,以获得需要的生坯规格尺寸;

E、坯体干燥:对步骤D自动化生坯切割后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行干燥,干燥温度150℃;

F、烘烤:对步骤E干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体进行烘烤,烘烤温度为700℃,烘烤周期为10min,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体容重为1.80g/cm3,所述烘烤后坯体的断裂模数为3.0MPa;

G、施布面浆:在步骤F烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体表面采用超大淋盘施布步骤B制备的超大规格薄型瓷质板材用面浆,所述超大淋盘的下端端面圆直径d为2400mm,超大淋盘的淋浆罩主体弧面a1的圆弧半径R1为4300mm,淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径R2为240mm,淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角α为20°,淋浆罩端部弧面a2宽度c为80mm;

H、再次干燥:对步骤G施布超大规格薄型瓷质板材用面浆后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行再次干燥,干燥温度180℃;

I、渗透喷墨印刷:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将渗透墨水喷涂在步骤H再次干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体上,配合坯体图案纹理,使得渗透喷墨印刷后的表面与坯体具有相近的纹理与质地,渗透喷墨层厚度为0.4mm,渗透喷墨印刷前的坯体温度为40℃;

J、烧成:将步骤I喷墨印刷后的超大规格薄型瓷质板材坯体置于辊道窑中使用常规薄型瓷质板材烧成温度制度、压力制度和气氛制度进行烧成,烧成温度为1200℃,烧成周期为100min,制得超大规格薄型瓷质板材半成品,超大规格薄型瓷质板材半成品的坯体层的线性热膨胀系数为6.5×10-6/℃,面浆层的线性热膨胀系数为6×10-6/℃,超大规格薄型瓷质板材半成品的吸水率为0.3%,破坏强度为815N,断裂模数48MPa,容重2.25g/cm3

K、磨边:利用常规的磨边加工设备,对超大规格薄型瓷质板材半成品进行磨边处理,制得具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,其规格为1.6m×4.8m(上表面面积7.68m2),厚度6mm,在超大规格薄型瓷质板材表面测得其负离子释放量平均为1500个/cm3

实施例2

A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料,备用;

B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆,备用;

C、坯体粉料布料及无模具压制成型:将步骤A制备的超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料按照设计好的图案纹理进行布料,采用无模具压制成型工艺成型,制得超大规格薄型瓷质板材坯体,所述成型后坯体的容重为2.10g/cm3

D、自动化生坯切割:对步骤C无模具压制成型好的超大规格薄型瓷质板材坯体进行自动化生坯切割,以获得需要的生坯规格尺寸;

E、坯体干燥:对步骤D自动化生坯切割后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行干燥,干燥温度180℃;

F、烘烤:对步骤E干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体进行烘烤,烘烤温度为800℃,烘烤周期为5min,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体容重为1.90g/cm3,所述烘烤后坯体的断裂模数为4.0MPa;

G、施布面浆:在步骤F烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体表面采用超大淋盘施布步骤B制备的超大规格薄型瓷质板材用面浆,所述超大淋盘的下端端面圆直径d为2700mm,超大淋盘的淋浆罩主体弧面a1的圆弧半径R1为5000mm,淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径R2为180mm,淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角α为17°,淋浆罩端部弧面a2宽度c为100mm;

H、再次干燥:对步骤G施布薄型瓷质板材用面浆后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行再次干燥,干燥温度200℃;

I、渗透喷墨印刷:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将渗透墨水喷涂在步骤H再次干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体上,配合坯体图案纹理,使得渗透喷墨印刷后的表面与坯体具有相近的纹理与质地,渗透喷墨层厚度为0.5mm,渗透喷墨印刷前的坯体温度为70℃;

J、印刷负离子墨水:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将负离子墨水喷涂在步骤I渗透喷墨后的超大规格薄型瓷质板材坯体上;

所述负离子墨水包含负离子添加剂、二乙二醇二丁醚和分散剂;

所述负离子添加剂的组成为:SiO2 30%、B2O3 14%、Al2O3 14%、Fe2O3 1%、MnO 2%、MgO5%、CaO 0.2%、Na2O 0.5%、Li2O 0.1%、ZrO2 30%、Cs2O 2%、其余杂质≤5%;

所述负离子添加剂制备方法如下:将乙二胺四乙酸溶于乙醇中,制备乙二胺四乙酸乙醇溶液;硝酸铯溶于去离子水中制备硝酸铯溶液;柠檬酸溶于去离子水中,制备柠檬酸溶液;对柠檬酸溶液进行磁力搅拌,边搅拌边加入电气石粉体,继续搅拌,边搅拌边加入硝酸铯溶液,然后再引入乙二胺四乙酸乙醇溶液,之后边搅拌边滴加氨水调节pH值,pH值调至8,直至产生丁达尔现象,继续搅拌,并引入15%的聚乙烯吡咯烷酮,将搅拌均匀后的溶液置于静电纺丝机中的发射装置内,一般采用医用注射器,在注射器的推动和高压电场力作用下产生射流,在收集装置上接收到纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体,再将收集到的纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体在500℃进行热处理,去除所含有机物,最终得到纳米级氧化铯/电气石粉体;

K、烧成:将步骤J印刷负离子墨水后的超大规格薄型瓷质板材坯体置于辊道窑中使用常规薄型瓷质板材烧成温度制度、压力制度和气氛制度进行烧成,烧成温度为1250℃,烧成周期为60min,制得超大规格薄型瓷质板材半成品,超大规格薄型瓷质板材半成品的坯体层的线性热膨胀系数为8×10-6/℃,面浆层的线性热膨胀系数为7.5×10-6/℃,超大规格薄型瓷质板材半成品的吸水率为0.1%,破坏强度1010N,断裂模数55MPa,容重2.36g/cm3

L、磨边:利用常规的磨边加工设备,对步骤K制得的超大规格薄型瓷质板材半成品进行磨边处理,制得具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,其规格为1.6m×3.2m(上表面面积5.12m2),厚度5.5mm,在超大规格薄型瓷质板材表面测得其负离子释放量平均为2500个/cm3

实施例3

A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料,备用;

B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆,备用;

C、坯体粉料布料及无模具压制成型:将步骤A制备的超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料按照设计好的图案纹理进行布料,采用无模具压制成型工艺成型,制得超大规格薄型瓷质板材坯体,所述成型后坯体的容重为2.00g/cm3

D、自动化生坯切割:对步骤C无模具压制成型好的超大规格薄型瓷质板材坯体进行自动化生坯切割,以获得需要的生坯规格尺寸;

E、坯体干燥:对步骤D自动化生坯切割后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行干燥,干燥温度200℃;

F、烘烤:对步骤E干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体进行烘烤,烘烤温度为500℃,烘烤周期为15min,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体容重为1.87g/cm3,所述烘烤后坯体的断裂模数为3.5MPa;

G、施布面浆:在步骤F烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体表面采用超大淋盘施布步骤B制备的超大规格薄型瓷质板材用面浆,所述超大淋盘的下端端面圆直径d为2450mm,超大淋盘的淋浆罩主体弧面a1的圆弧半径R1为4800mm,淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径R2为220mm,淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角α为10°,淋浆罩端部弧面a2宽度c为120mm;

H、再次干燥:对步骤G施布超大规格薄型瓷质板材用面浆后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行再次干燥,干燥温度150℃;

I、渗透喷墨印刷:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将渗透墨水喷涂在步骤H再次干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体上,配合坯体图案纹理,使得渗透喷墨印刷后的表面与坯体具有相近的纹理与质地,渗透喷墨层厚度为0.3mm,渗透喷墨印刷前的坯体温度为55℃;

J、印刷负离子墨水:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将负离子墨水喷涂在步骤I渗透喷墨后的超大规格薄型瓷质板材坯体上;

所述负离子墨水包含负离子添加剂、环己烷、异丙酯和分散剂;

所述负离子添加剂的组成为:SiO2 40%、B2O3 3%、Al2O3 7%、MnO 0.1%、MgO 0.1%、CaO1%、Na2O 3%、Li2O 2%、ZrO2 43%、Cs2O 1%、其余杂质≤5%;

所述负离子添加剂制备方法如下:将乙二胺四乙酸溶于乙醇中,制备乙二胺四乙酸乙醇溶液;硝酸铯溶于去离子水中制备硝酸铯溶液;柠檬酸溶于去离子水中,制备柠檬酸溶液;对柠檬酸溶液进行磁力搅拌,边搅拌边加入电气石粉体,继续搅拌,边搅拌边加入硝酸铯溶液,再引入乙二胺四乙酸乙醇溶液,之后边搅拌边滴加氨水调节pH值,pH值调至9,直至产生丁达尔现象,继续搅拌,并引入12%的聚乙烯吡咯烷酮,将搅拌均匀后的溶液置于静电纺丝机中的发射装置内,一般采用医用注射器,在注射器的推动和高压电场力作用下产生射流,在收集装置上接收到纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体,再将收集到的纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体在600℃进行热处理,去除所含有机物,最终得到纳米级氧化铯/电气石粉体;

K、烧成:将步骤J印刷负离子墨水后的超大规格薄型瓷质板材坯体置于辊道窑中使用常规薄型瓷质板材烧成温度制度、压力制度和气氛制度进行烧成,烧成温度为1150℃,烧成周期为150min,制得超大规格薄型瓷质板材半成品,超大规格薄型瓷质板材半成品的坯体层的线性热膨胀系数为7.8×10-6/℃,面浆层的线性热膨胀系数为7.4×10-6/℃,超大规格薄型瓷质板材半成品吸水率为0.07%,破坏强度1216N,断裂模数50MPa,容重2.39g/cm3

L、磨边和抛光:利用常规的磨边和抛光加工设备,对步骤K制得的超大规格薄型瓷质板材半成品进行磨边和抛光处理,制得表面具有亮光表面效果的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,其规格为0.9m×1.8m(上表面面积1.62m2),厚度5.8mm,光泽度为95光泽单位,在超大规格薄型瓷质板材表面测得其负离子释放量平均为3000个/cm3

实施例4

A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料,备用;

B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆,备用;

C、坯体粉料布料及无模具压制成型:将步骤A制备的超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料按照设计好的图案纹理进行布料,采用无模具压制成型工艺成型,制得超大规格薄型瓷质板材坯体,所述成型后坯体的容重为2.05g/cm3

D、自动化生坯切割:对步骤C无模具压制成型好的超大规格薄型瓷质板材坯体进行自动化生坯切割,以获得需要的生坯规格尺寸;

E、坯体干燥:对步骤D自动化生坯切割后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行干燥,干燥温度220℃;

F、烘烤:对步骤E干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体进行烘烤,烘烤温度为650℃,烘烤周期为8min,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体容重为1.85g/cm3,所述烘烤后坯体的断裂模数为3.3MPa;

G、施布面浆:在步骤F烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体表面采用超大淋盘施布步骤B制备的超大规格薄型瓷质板材用面浆,所述超大淋盘的下端端面圆直径d为2600mm,超大淋盘的淋浆罩主体弧面a1的圆弧半径R1为4500mm,淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径R2为200mm,淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角α为13°,淋浆罩端部弧面a2宽度c为90mm;

H、再次干燥:对步骤G施布超大规格薄型瓷质板材用面浆后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行再次干燥,干燥温度170℃;

I、渗透喷墨印刷:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将渗透墨水喷涂在步骤H干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体上,配合坯体图案纹理,使得渗透喷墨印刷后的表面与坯体具有相近的纹理与质地,渗透喷墨层厚度为0.35mm,渗透喷墨印刷前的坯体温度为60℃;

J、烧成:将步骤I喷墨印刷后的超大规格薄型瓷质板材坯体置于辊道窑中使用常规薄型瓷质板材烧成温度制度、压力制度和气氛制度进行烧成,烧成温度为1180℃,烧成周期为120min,制得超大规格薄型瓷质板材半成品,超大规格薄型瓷质板材半成品的坯体层的线性热膨胀系数为7.6×10-6/℃,面浆层的线性热膨胀系数为7.3×10-6/℃,超大规格薄型瓷质板材半成品吸水率为0.25%,破坏强度880N,断裂模数60MPa,容重2.31g/cm3

K、磨边和抛光:利用常规的磨边和抛光加工设备,对超大规格薄型瓷质板材半成品进行磨边和抛光处理;

L、喷涂负离子涂层材料:在步骤K磨边和抛光后的超大规格薄型瓷质板材表面喷涂负离子涂层材料,制得表面具有亚光效果的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,其规格为1.6m×5.2m(上表面面积8.32m2),厚度4.5mm,光泽度为8光泽单位;在超大规格薄型瓷质板材表面测得其负离子释放量平均为5000个/cm3

所述负离子涂层材料包含负离子添加剂和聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;

所述负离子添加剂的组成为:SiO2 35%、B2O3 11%、Al2O3 12%、Fe2O3 3%、MnO 1.5%、MgO2%、CaO 0.5%、Na2O 1%、Li2O 1.5%、ZrO2 31%、Cs2O 1.5%、其余杂质≤5%;

所述负离子添加剂制备方法如下:将乙二胺四乙酸溶于乙醇中,制备乙二胺四乙酸乙醇溶液;硝酸铯溶于去离子水中制备硝酸铯溶液;柠檬酸溶于去离子水中,制备柠檬酸溶液;对柠檬酸溶液进行磁力搅拌,边搅拌边加入电气石粉体,继续搅拌,边搅拌边加入硝酸铯溶液,然后再引入乙二胺四乙酸乙醇溶液,之后边搅拌边滴加氨水调节pH值,pH值调至8,直至产生丁达尔现象,继续搅拌,并引入13%的聚乙烯吡咯烷酮,将搅拌均匀后的溶液置于静电纺丝机中的发射装置内,一般采用医用注射器,在注射器的推动和高压电场力作用下产生射流,在收集装置上接收到纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体,再将收集到的纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体在550℃进行热处理,去除所含有机物,最终得到纳米级氧化铯/电气石粉体;

所述聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液的制备方法是这样的:首先制备水性聚氨酯乳液:将脱水的聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯加入到装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口瓶中,加入计量的溶解于N-甲基吡咯烷酮中的二羟甲基丙酸,60℃下反应,加入定量的1,4-丁二醇、羟甲基丙烯酰胺,再加入适量甲基丙烯酸甲酯降低体系粘度,降温至20℃,加入三乙胺中和体系中的羧基,反应20min后,高速搅拌下加入去离子水,制得水性聚氨酯乳液;

其次,制备甲基丙烯酸甲酯单体乳液:在室温下将适量的去离子水、甲基丙烯酸甲酯和乳化剂、引发剂一起搅拌,直至乳液不分层,制得甲基丙烯酸甲酯单体乳液;

最后,制备聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液:将制备的水性聚氨酯乳液加入到四口瓶中,加入一定量引发剂搅拌,在700℃下搅拌滴加制备好的甲基丙烯酸甲酯单体乳液,滴完后保温2h,自然冷却至35℃,制得聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液。

实施例5

A、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料,备用;

B、按常规方法制备超大规格薄型瓷质板材用面浆,备用;

C、坯体粉料布料及无模具压制成型:将步骤A制备的超大规格薄型瓷质板材用坯体粉料按照设计好的图案纹理进行布料,采用无模具压制成型工艺成型,制得超大规格薄型瓷质板材坯体,所述成型后坯体的容重为1.98g/cm3

D、自动化生坯切割:对步骤C无模具压制成型好的超大规格薄型瓷质板材坯体进行自动化生坯切割,以获得需要的生坯规格尺寸;

E、坯体干燥:对步骤D自动化生坯切割后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行干燥,干燥温度175℃;

F、烘烤:对步骤E干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体进行烘烤,烘烤温度为750℃,烘烤周期为11min,烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体容重为1.83g/cm3,所述烘烤后坯体的断裂模数为5.1MPa;

G、施布面浆:在步骤F烘烤后的超大规格薄型瓷质板材坯体表面采用超大淋盘施布步骤B制备的超大规格薄型瓷质板材用面浆,所述超大淋盘的下端端面圆直径d为2550mm,超大淋盘的淋浆罩主体弧面a1的圆弧半径R1为4700mm,淋浆罩端部弧面a2的圆弧半径R2为210mm,淋浆罩主体弧面与淋浆罩端部弧面交点处的切线L1与水平线L2的夹角α为15°,淋浆罩端部弧面a2宽度c为110mm;

H、再次干燥:对步骤G施布超大规格薄型瓷质板材用面浆后的超大规格薄型瓷质板材坯体按照常规方法进行再次干燥,干燥温度190℃;

I、渗透喷墨印刷:采用数码喷墨印刷机按设计好的图案将渗透墨水喷涂在步骤H干燥后的超大规格薄型瓷质板材坯体上,配合坯体图案纹理,使得渗透喷墨印刷后的表面与坯体具有相近的纹理与质地,渗透喷墨层厚度为0.1mm,渗透喷墨印刷前的坯体温度为65℃;

J、烧成:将步骤I喷墨印刷后的超大规格薄型瓷质板材坯体置于辊道窑中使用常规薄型瓷质板材烧成温度制度、压力制度和气氛制度进行烧成,烧成温度为1220℃,烧成周期为80min,制得超大规格薄型瓷质板材半成品,超大规格薄型瓷质板材半成品的坯体层的线性热膨胀系数为7.2×10-6/℃,面浆层的线性热膨胀系数为6.9×10-6/℃,超大规格薄型瓷质板材半成品吸水率为0.09%,破坏强度930N,断裂模数63MPa,容重2.37g/cm3

K、磨边和抛光:利用常规的磨边和抛光加工设备,对超大规格薄型瓷质板材半成品进行磨边和抛光处理;

L、喷涂负离子涂层材料:在步骤K磨边和抛光后的超大规格薄型瓷质板材表面喷涂负离子涂层材料,制得表面具有柔光效果的具有负离子功能的超大规格薄型瓷质板材成品,其规格为1.6m×4.0m(上表面面积6.40m2),厚度3mm,光泽度为20光泽单位,在超大规格薄型瓷质板材表面测得其负离子释放量平均为4000个/cm3

所述负离子涂层材料包含负离子添加剂和聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液;

所述负离子添加剂的组成为:SiO2 45%、B2O3 5%、Al2O3 6%、Fe2O3 0.8%、MnO 0.7%、MgO2.5%、CaO 0.3%、Na2O 1.7%、Li2O 0.9%、ZrO2 33%、Cs2O 1.3%、其余杂质≤5%;

所述负离子添加剂制备方法如下:将乙二胺四乙酸溶于乙醇中,制备乙二胺四乙酸乙醇溶液;硝酸铯溶于去离子水中制备硝酸铯溶液;柠檬酸溶于去离子水中,制备柠檬酸溶液;对柠檬酸溶液进行磁力搅拌,边搅拌边加入电气石粉体,继续搅拌,边搅拌边加入硝酸铯溶液,然后再引入乙二胺四乙酸乙醇溶液,之后边搅拌边滴加氨水调节pH值,pH值调至9,直至产生丁达尔现象,继续搅拌,并引入14%的聚乙烯吡咯烷酮,将搅拌均匀后的溶液置于静电纺丝机中的发射装置内,一般采用医用注射器,在注射器的推动和高压电场力作用下产生射流,在收集装置上接收到纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体,再将收集到的纳米级氧化铯/电气石粉体前驱体在450℃进行热处理,去除所含有机物,最终得到纳米级氧化铯/电气石粉体;

所述聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液的制备方法是这样的:首先制备水性聚氨酯乳液,将脱水的聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯加入到装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口瓶中,加入计量的溶解于N-甲基吡咯烷酮中的二羟甲基丙酸,80℃下反应,加入定量的1,4-丁二醇、羟甲基丙烯酰胺,再加入适量甲基丙烯酸甲酯降低体系粘度,降温至30℃,加入三乙胺中和体系中的羧基,反应40min后,高速搅拌下加入去离子水,制得水性聚氨酯乳液;

其次,制备甲基丙烯酸甲酯单体乳液:在室温下将适量的去离子水、甲基丙烯酸甲酯和乳化剂、引发剂一起搅拌,直至乳液不分层,制得甲基丙烯酸甲酯单体乳液;

最后,制备聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液:将制备的水性聚氨酯乳液加入到四口瓶中,加入一定量引发剂搅拌,在100℃下搅拌滴加制备好的甲基丙烯酸甲酯单体乳液,滴完后保温2h,自然冷却至30℃,制得聚氨酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液。

尽管实施例已对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,依然可以对本发明的技术方案进行修改和等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。

21页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种结构型低温迷彩釉面瓷器及其制备方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!