一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板及其制备方法

摘要

本发明公开一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将包含陶瓷基料和颜色玻璃碎料的原料压制成型获得陶瓷坯体；将陶瓷坯体干燥并烧成以形成颜色玉石效果颗粒分散于坯体表面的陶瓷岩板；其中，颜色玻璃碎料占陶瓷基料的比例为3～5wt%。本发明使用颜色玻璃废料替代熔块和色料制备所述具有颜色玉石效果的陶瓷岩板，其在高温烧成后不会发生色素分散现象，且烧后的岩板表面呈现微凸起状，经抛光后砖面更平，不会有凹坑现象，使得砖面效果更好，大大降低了成本，将废料变废为宝，从而替代昂贵的熔块制备出效果更好的陶瓷制品。

权利要求

1.一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将包含陶瓷基料和颜色玻璃碎料的原料压制成型获得陶瓷坯体；颜色玻璃碎料占陶瓷基料的比例为3～5wt%；

所述陶瓷基料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：65～69%、Al2O3：18～22%、碱金属氧化物：4～9%；所述颜色玻璃碎料的粒度为6～8目，化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：65～70%、Al2O3：2～4%、Fe2O3：0.2～0.4%、CaO：8～10%、MgO：1～2%、K2O：0.5～1%、Na2O：

10～15%、P2O5 0.2～0.4%、BaO：0.1～0.3%、Cr2O3：0.1～0.2%、SO3：0.1～0.2%；

‑6 ‑6

所述颜色玻璃碎料在0～400℃的线膨胀系数为6.8×10 ～7.2×10 /K，所述陶瓷基料‑6 ‑6

在0～400℃的线膨胀系数为7.0×10 ～7.8×10 /K，颜色玻璃碎料和陶瓷基料在0～400‑6

℃的线膨胀系数差值不大于 0.2～0.6×10 /K；

将陶瓷坯体干燥并烧成；

对烧成出窑后的陶瓷坯体进行抛光；抛光处理后颜色玉石效果颗粒分布在陶瓷坯体表面；

所述陶瓷岩板不会发生色料分散并在岩板表面具有高度0.2mm 以下的微凸起。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷坯体的最高烧成温度在1200℃以下，烧成周期为63～105分钟。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，压制成型前，首先布施陶瓷基料，然后在陶瓷基料的上层布施颜色玻璃碎料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在陶瓷基料的上层定位布施颜色玻璃碎料。

5.具有颜色玉石效果的陶瓷岩板，其特征在于，所述陶瓷岩板根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法获得；所述陶瓷岩板的规格为宽600～1600mm×长600～3600mm×厚

9.5～15mm。

说明书

一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板及其制备方法，属于建筑陶瓷生产制造技术领域。

背景技术

[0002] 近年来随着我国工业的快速发展，我国经济实力迅速上升，人们对于生活质量的追求逐步提高，特别是对居住环境的要求更为严格。建筑陶瓷砖作为一种美化生活空间的
装饰材料，广泛应用于家居装修行业，也随之发生显著变化。现有的建筑陶瓷砖已经由抛光
砖发展到抛釉砖再到现在的渗花砖、陶瓷大板、岩板等。渗花砖兼具抛光砖和抛釉砖的优点
深受广大消费者的喜爱，而陶瓷大板、岩板在家装领域越来越流行化。

[0003] 目前市面上的大部分仿石材效果大颗粒陶瓷渗花砖一般是通过在陶瓷坯体中加入熔块实现，这些熔块种类众多、价格昂贵。如果要实现颜色效果则需要加入相应色料，这
些色料在高温下容易分散，烧后得到的图案模糊。另外因为这些熔块多为中低温熔块，在高
温下钾钠离子迅速熔融产生玻璃相，而随着温度的升高坯体不断排气直至烧结，布置熔块
的区域由于始熔点低，与坯体发生局部反应，气泡不断排出，坯体收缩，在高温烧制后砖面
容易出现局部下陷，这不仅使得成本增加，而且砖面效果较差，抛光效果不好，影响砖面平
整度以及美感。

发明内容

[0004] 针对背景技术提出的问题，本发明使用颜色玻璃废料替代熔块和色料制备一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板，其在高温烧成后不会发生色素分散现象，且烧后的岩板表面
呈现微凸起状，经抛光后砖面更平，不会有凹坑现象，使得砖面效果更好，大大降低了成本，
将废料变废为宝，从而替代昂贵的熔块制备出效果更好的陶瓷制品。

[0005] 第一方面，本发明提供一种具有颜色玉石效果的陶瓷岩板的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将包含陶瓷基料和颜色玻璃碎料的原料压制成型获得陶瓷坯体；将陶
瓷坯体干燥并烧成以形成颜色玉石效果颗粒分散于坯体表面的陶瓷岩板。

[0006] 颜色玻璃碎料之所以具有颜色，是因为其组成中含有主要发色物质三氧化二铬，这种物质极为稳定，熔点大约为2266±25℃，沸点在4000℃左右，一般由氧化铬经过1100℃
以上高温制备获得。陶瓷烧制过程中温度不超过1200℃，而玻璃熔制时温度远高于1200℃，
因此经过玻璃高温熔制的颜色玻璃碎料不会受到窑炉气氛和温度的影响而变异，陶瓷高温
烧结过程中颜色玻璃碎料的结构更不会遭到破坏。本发明的制备方法利用颜色玻璃碎料在
高温下稳定存在且不会出现色彩分散的特性，获得的岩板表面平整，烧成之后立体感强。
又，采用玻璃碎料大大降低生产成本，易于工业化生产，节能环保。

[0007] 将颜色玻璃碎料占陶瓷基料的质量百分比控制在3～5wt%，这样可以在实现所需颜色玉石效果的同时保证生产的稳定性，不会对原有的生产工艺产生影响。颜色玻璃碎料
占陶瓷基料的质量百分比超出5wt%会影响生产工艺，如压制成型过程中坯体的体密度分布
不均匀造成坯体强度差，从而影响后续传送、干燥等工序。造成上述影响的原因主要在于坯
体压制成型对粉料有一定的要求，如颗粒级配、水分、容重等。颜色玻璃碎料与陶瓷基料的
物化性质差异较大，所以在满足坯体正常工艺要求的前提下颜色玻璃碎料的用量不宜过
多。

[0008] 较佳地，所述陶瓷基料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：65～69%、Al2O3：18～22%、碱金属氧化物：4～9%。碱金属含量太多会降低坯体的烧成温度，从而影响坯体的吸
水率、强度和砖形。

[0009] 本发明对颜色玻璃碎料的选择原则是：该物质不会和陶瓷基料发生反应或者产生不利于形成陶瓷的化学物质；另外颜色玻璃碎料在高温下能够稳定存在而且发色稳定。较
佳地，所述颜色玻璃碎料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：65～70%、Al2O3：2～4%、碱
土金属氧化物：9～13%、碱金属氧化物：10～16%。

[0010] 较佳地，所述陶瓷坯体的最高烧成温度在1200℃以下，烧成周期为63～105分钟。

[0011] 较佳地，所述颜色玻璃碎料的粒度为6～8目。

[0012] 较佳地，所述颜色玻璃碎料的线膨胀系数为6.8×10‑6～7.2×10‑6/K（0～400℃），‑6 ‑6
所述陶瓷基料的线膨胀系数为7.0×10 ～7.8×10 /K（0～400℃）。玻璃碎料的膨胀系数
‑6
与陶瓷基料的线膨胀系数相近，一般控制差值不大于0.2～0.6×10 /K（0～400℃），这样在
经过高温烧结后玻璃颗粒与坯体间就不会由于膨胀系数不合适产生裂纹影响装饰效果。

[0013] 较佳地，压制成型前，首先布施陶瓷基料，然后在陶瓷基料的上层布施颜色玻璃碎料。作为优选，在陶瓷基料的上层定位布施颜色玻璃碎料。

[0014] 第二方面，本发明还提供上述任一项所述的制备方法获得的具有颜色玉石效果的陶瓷岩板。一些实施方式中，所述陶瓷岩板表面具有高度0.2mm 以下的微凸起。所述微凸起
的高度优选为0.1～0.2mm。

[0015] 上述陶瓷岩板的规格可为宽（600～1600）mm×长（600～3600）mm×厚（9.5～15）mm。

附图说明

[0016] 图1为实施例1的砖面效果图；

[0017] 图2为对比例1的砖面效果图。

具体实施方式

[0018] 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。在本发明未作具
体说明的情况下，“颜色玻璃碎料”也可以称为“玻璃碎料”或者“玻璃颗粒”。

[0019] 以下示例性说明本发明所述具有颜色玉石效果的陶瓷岩板的制备方法。

[0020] 制备陶瓷基料。陶瓷基料的化学组成满足陶瓷岩板的生产工艺即可。一些实施方式中，所述陶瓷基料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：65～69%、Al2O3：18～22%、碱金
属氧化物：4～9%。作为示例，所述陶瓷基料的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：65～
69%、Al2O3：18～22%、Fe2O3：0.2～0.4%、TiO2：0.01～0.2%、CaO：0.3～0.5%、MgO：0.5～0.9%、
K2O：2～4%、Na2O：2～5%、ZrO2：0.2～0.5%、P2O5：0.1～0.2%、SO3 0.1～0.2%、烧失：3～5%。

[0021] 所述陶瓷基料的原料配方可根据其化学组成调控获得，例如选用钾长石、霞石、球土、膨润土、黑滑石、铝矾土进行调配。所述陶瓷基料可通过以下过程制备得到：按照原料
100%、40‑50%水、0.1‑0.5%三聚磷酸钠混合球磨并过筛以形成浆料。球磨时间可为5～
10min。浆料的325目筛余≤1wt%。将上述浆料干燥并粉碎形成水分≤9wt%的陶瓷基料。陶瓷
基料的水分含量在上述范围内有利于成型。

[0022] 在陶瓷基料表面布施颜色玻璃碎料。作为优选，采用定位布施的方法、即根据对砖面效果的需求而在适应位置布施颜色玻璃碎料。例如，根据砖面效果在陶瓷基料表面对应
位置喷洒胶水，随后布施颜色玻璃碎料，并用风机除去多余的颜色玻璃碎料。颜色玻璃碎料
的颜色可为绿色、红色等。

[0023] 所述颜色玻璃碎料的化学组成可包括：以质量百分比计，SiO2：65～70%、Al2O3：2～4%、碱土金属氧化物：9～13%、碱金属氧化物：10～16%。作为示例，所述颜色玻璃碎料的化学
组成包括：以质量百分比计，SiO2：65～70%、Al2O3：2～4%、Fe2O3：0.2～0.4%、CaO：8～10%、
MgO：1～2%、K2O：0.5～1%、Na2O：10～15%、P2O5 0.2～0.4%、Ba0：0.1～0.3%、Cr2O3：0.1～
0.2%、SO3：0.1～0.2%。上述颜色玻璃碎料中Fe2O3含量很低，几乎不存在TiO2，这避免了黑点
或者黄点的产生从而保证坯体装饰效果。

[0024] 玻璃熔制时的温度（包括玻璃的澄清阶段和玻璃的均化阶段）通常高于1200℃，可达到1200～1300℃，甚至1200～1600℃。陶瓷基料烧成温度（即制备陶瓷岩板的烧成温度）
低于玻璃颗粒的熔制温度。高温下在陶瓷基料烧成过程中，玻璃颗粒在此温度下不会过烧
而导致玻璃颗粒中形成大量气泡，抛光过程中就不会有较多气孔，不会影响其防污效果，砖
面装饰效果更好。另外在陶瓷基料烧成温度下，在陶瓷坯体中的玻璃碎料不会因为低温而
出现“沸腾”状态，当出现“沸腾”状态时，软化的颗粒料弥散到颗粒原有位置之外的其他位
置，从而在原有位置的颗粒料含量减少，当冷却时就会在原有位置形成一定凹陷。玻璃颗粒
由于不会因为低温而出现“沸腾”状态，相应地就不会产生这种凹陷。另外玻璃颗粒属于二
次烧成，其烧失小，烧前烧后体积变化小，而陶瓷基料的烧结属于生料烧结，高温烧成后的
烧失大于玻璃颗粒，坯体整体体积变小，而玻璃颗粒体积变化小高温烧成后不会产生凹陷。

[0025] 颜色玻璃碎料的细度满足生产工艺如成型性能即可。可以根据生坯尺寸、厚度规格对颜色玻璃碎料的粒径进行适应调整。例如规格厚度大的坯体，玻璃碎料颗粒可以适当
增加。所述颜色玻璃碎料的粒度优选为6～8目。颜色玻璃碎料的粒度较小时，高温下可能导
致颜色玻璃碎料和陶瓷基料发生反应，影响颜色效果；颜色玻璃碎料的粒度较大时，可能导
致坯体成型时由于颗粒和陶瓷基料分布不均使得坯体密度分布不均匀，导致成品出现烂
砖、裂纹等缺陷。

[0026] 一些实施方式中，颜色玻璃碎料占陶瓷基料的用量控制在3wt%～5wt%。

[0027] 布料完成后压制成型以获得陶瓷坯体。将陶瓷坯体干燥。干燥时间可为1.5～2h。干燥后陶瓷坯体水分控制在0.3～0.5wt%。

[0028] 将陶瓷坯体干燥并烧成，获得具有颜色玉石效果的陶瓷岩板。干燥时间可为10min。该陶瓷岩板的最高烧成温度在1200℃以下。例如，最高烧成温度可为1183～1190℃，
烧成周期可为63～105分钟。

[0029] 一些实施方式中，烧成前在陶瓷坯体表面喷墨打印图案。墨水渗透进入干燥后的陶瓷坯体，并在坯体表面形成图案，如此可以丰富陶瓷岩板的装饰效果。

[0030] 可根据需要对烧成出窑后的陶瓷岩板进行抛光，磨边分级，打包入库。例如采用弹性模块抛光。该抛光的磨块排列组合可为：240目4组，300目8组，400目8组，600目4组，800目
4组，1000目4组，1500目4组，2000目4组，3000目8组。

[0031] 由于颜色玻璃碎料烧后颜色不发生改变，抛光处理后可以看到颜色玉石效果颗粒分布在陶瓷坯体表面。该颜色玉石效果颗粒的尺寸可达到2～4mm（对应于6目～8目）。

[0032] 本发明旨在保护颜色玻璃碎料在颜色玉石效果陶瓷岩板中的使用，应理解布料方式不应成为本发明的限制。也可以采用其他的方式形成陶瓷坯体。例如，将颜色玻璃碎料加
入陶瓷基料中，混合均匀后布料并利用压机成型以形成陶瓷坯体。还可以，将颜色玻璃碎料
做成干粒然后加入陶瓷基料中，混合均匀后布料优选采用定位布料并利用压机成型以形成
陶瓷坯体。

[0033] 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。

[0034] 实施例1

[0035] （1）制备陶瓷基料。陶瓷基料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：66.04%、Al2O3：20.29%、Fe2O3：0.38%、TiO2：0.16%、CaO：0.39%、MgO：0.62%、K2O：3.15%、Na2O：3.36%、
ZrO2：0.46%、P2O5：0.13%、SO3：0.19%、烧失：4.79%。将陶瓷基料按照干料（即陶瓷基料的所有
原料）100%、50%水、0.5%三聚磷酸钠混合球磨6分钟，过筛，325目筛余≤1wt%，干燥以形成陶
瓷基料。陶瓷基料的水分含量≤9wt%。

[0036] （2）形成陶瓷坯体。采用二次布料，先布撒陶瓷基料，再在陶瓷基料表面布撒占陶瓷基料3～5wt%的颜色玻璃碎料并压制成型以形成陶瓷坯体。颜色玻璃碎料的化学组成包
括：以质量百分比计，SiO2：68.40%、Al2O3：3.43%、Fe2O3：0.35%、CaO：9.07%、MgO：1.37%、K2O：
0.88%、Na2O：14.1%、P2O5：0.36%、BaO：0.23%、Cr2O3：0.16%、SO3：0.16%。颜色玻璃碎料的粒度
为6～8目。

[0037] （3）陶瓷坯体入窑干燥。干燥时间1.5‑2.0h，干燥后的陶瓷坯体水分0.3～0.5wt%。

[0038] （4）在陶瓷坯体表面喷墨打印设计图案。

[0039] （5）将喷墨打印设计图案后的陶瓷坯体入窑干燥，干燥时间10min。

[0040] （6）入窑烧成。最高烧成温度1190℃，烧成周期63分钟。

[0041] （7）抛光分级。出窑采用弹性模块抛光，磨块排列为：240目4组，300目8组，400目8组，600目4组，800目4组，1000目4组，1500目4组，2000目4组，3000目8组。

[0042] （8）打包入库。

[0043] 从图1可以看出，经过抛光处理后可以看到玉石效果的颗粒分布在坯体表面，颗粒效果通透，实现更好的纹理层次效果。

[0044] 实施例2

[0045] 与实施例1基本相同，区别仅在于：所述陶瓷基料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：65%、Al2O3：18%、Fe2O3：0.2%、TiO2：0.01%、CaO：0.3%、MgO：0.5%、K2O：2%、Na2O：2%、
ZrO2：0.2%、P2O5：0.1%、SO3 0.1%、烧失：3%。

[0046] 实施例3

[0047] 与实施例1基本相同，区别仅在于：所述陶瓷基料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：69%、Al2O3：22%、Fe2O3：0.4%、TiO2：0.2%、CaO：0.5%、MgO：0.9%、K2O：4%、Na2O：5%、
ZrO2：0.5%、P2O5：0.2%、SO3：0.2%、烧失：5%。

[0048] 对比例1

[0049] 与实施例1基本相同，区别仅在于：使用颜色熔块代替玻璃颗粒。颜色熔块由常用透明熔块以及色料组成。颜色熔块的化学组成包括：以质量百分比计，SiO2：50.61%、Al2O3：
2%、Fe2O3：0.5%、CaO：8%、MgO：8.5%、K2O：5%、Na2O：10%、ZnO：5%、BaO：4.23%、CeO2：5%、SO3：
‑6 ‑6
0.16%、烧失：1%。颜色熔块的膨胀系数为5×10 /K～6×10 /K（0～400℃）。

[0050] 由图2可以看出砖面存在凹陷，布施颗粒处出现裂纹状。由于该熔块相较于玻璃颗粒的温度较低，其成分中含有氧化锌，碱金属含量高于玻璃颗粒，在坯体高温烧成过程中，
该熔块产生“沸腾”现象，液相高温下弥散到周边位置，其原有位置的含量较少形成了凹陷
现象。从图2中还可以看出砖面的通透性较差，有发蒙的感觉，这与熔块颗粒在高温下的“沸
腾”有关。高温下熔块液相中会产生很多气体，类似水在沸腾时的情况，气体在冷却后以气
泡形式被包裹存在，光透过时发生散射，从而其透感变差。另外从对比例1的图中可以看到
熔块布施处有裂纹产生，这是由于熔块与陶瓷基料的膨胀系数匹配不合适导致，熔块的膨
胀系数小，高温冷却后其体积变化小，而坯体由于膨胀系数大、存在烧失等原因，高温冷却
后体积收缩较大，体积变小，熔块布施处的原有体积则会变小，而烧后熔块颗粒的体积大于
烧后坯体给予的位置体积，存在一定挤压，所以冷却后出现裂纹。