一种复合装饰的瓷质品及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷领域，尤其涉及一种复合装饰的瓷质品及其制备方法。

背景技术

随着建筑陶瓷行业陶瓷喷墨打印技术的推广和进步，按照需要调整瓷砖的纹理和花色方面的已不是难题，可通过精准对位打印，实现精细的花色调整。但在现有的建筑陶瓷行业中，瓷砖的纹理和花色在制备时已经确定，无法根据客户需要生产少量的指定纹理及花色的瓷砖，导致现有的瓷砖无法个性化定制纹理和花色，无法满足用户的需求。

在现有技术中，具有在烧成的砖体上增加装饰，再二次烧成的工艺。但由于装饰层是在一次烧成后的瓷砖表面进行装饰，其吸水率较低，所以装饰层在基体表面无法得到很好的润湿性和吸附性，当对该装饰层和基体进行二次烧结，容易导致烧后的产品从侧面看上去光泽度不均匀现象；此外，由于墨水渗透力不足，容易导致图案哑光和局部图案模糊的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种复合装饰的瓷质品及其制备方法，以解决上述瓷质砖因墨水渗透力不足导致二次烧成的局部图案模糊的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种复合装饰的瓷质品，包括瓷质基体、低温墨水层和清漆层；所述瓷质体成品由带有低温墨水的瓷质基体二次烧结而成，所述清漆层由有机硅清漆涂覆在釉面层表面固化而成；

所述低温墨水层由低温墨水烧结而成，所述低温墨水按照重量份计，包括以下组分：

70～85份普通陶瓷墨水、10～15份色料、20～25份墨水熔块、2～5份低温墨水分散剂、1～3份低温墨水消泡剂、0.2～0.5份流平剂和1～2份助剂；

所述有机硅清漆按照重量份计，包括以下组分：

30～60份丙烯酸树脂、5～15份环氧树脂、10～20份有机硅低聚物、10～19份乙二醇乙醚醋酸酯、2～8份异丙醇、0.1～0.3份有机硅清漆分散剂、0.1～0.4份消泡剂和0.3～0.4份润湿剂。

所述复合装饰的瓷质品中，所述有机硅清漆还包括0.1～1.0份的流平剂，所述流平剂为聚醚改性有机硅。

所述复合装饰的瓷质品中，所述清漆的涂覆厚度为15～30μm。

所述复合装饰的瓷质品中，所述墨水熔块按照重量百分比计，包括以下化学组分：15～30%SiO

所述复合装饰的瓷质品中，所述色料包括钒黄、钒锆蓝、红棕、钴蓝、钴黑、孔雀绿、锡锑灰中的一种或多种组合。

所述复合装饰的瓷质品中，所述低温墨水分散剂包括脂肪醇与环氧乙烷缩合物、水溶性高分子类聚合物和油溶性高分子类聚合物其中的任意一种或多种；

所述低温墨水消泡剂包括聚醚消泡剂、高级醇类消泡剂和矿物油类消泡剂其中的任意一种或多种；

所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；

所述助剂包括聚乙烯结合剂、聚丙烯结合剂和环烷烃类沉淀剂其中的任意一种或多种。

所述复合装饰的瓷质品中，所述瓷质基体包括瓷质砖和瓷化砖体其中一种。

所述复合装饰的瓷质品中，所述瓷质砖按照重量份计，包括以下组分：

2～5份吉利铝砂、20～30份星河砂、25～35份钾钠石粉、4～7份砂糖铝矾土、5～8份膨润土和10～15份废砖粉。

本发明提供了一种复合装饰的瓷质品的制备方法，用于制备上述的一种复合装饰的瓷质品，包括以下步骤：

制备瓷质基体：将瓷质基体的坯体进行一次烧制，得到一次烧制的瓷质基体；

制备低温墨水：按照配比将低温墨水的各个组分混合，并搅拌均匀，得到低温墨水；

打印图案：使用低温墨水在一次烧制的瓷质基体的表面打印出的图案，形成图案层，得到带图案的瓷质基体；

微波烧结：采用微波烧结工艺对带图案的瓷质基体进行二次烧制，得到半成品；

涂覆清漆：在半成品表面涂覆清漆，得到复合装饰的瓷质品。

所述复合装饰的瓷质品的制备方法中，所述微波烧结的步骤中，微波烧结温度为650～800℃，且所述微波烧结过程中常温至300℃阶段，升温速度≤5℃/min，微波烧结时间为80～150min。

本发明中的一个技术方案可以具有以下有益效果：

所述复合装饰的瓷质品通过低温墨水和清漆的配合使用，形成对应的低温墨水层和清漆层，对瓷质基体进行复合装饰，可根据客户需求纹理和花色，进行少量的个性化定制生产，使得产品具有图案打印的美观性，满足用户的需求。

而且，低温墨水层可提高亮度，还能提高莫氏硬度和耐化学腐蚀性好，从而提升耐磨性，通过低温墨水层和清漆层的配合，解决现有技术中在二次瓷砖烧成上打印带来的哑光现象。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例的外观示意图；

图2是未使用清漆的实施例的外观示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。为了便于理解本发明，下面对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1和图2，本发明提供了一种复合装饰的瓷质品包括瓷质基体、低温墨水层和清漆层；所述瓷质体成品由带有低温墨水的瓷质基体二次烧结而成，所述清漆层由有机硅清漆涂覆在釉面层表面固化而成；

所述低温墨水层由低温墨水烧结而成，所述低温墨水按照重量份计，包括以下组分：

70～85份普通陶瓷墨水、10～15份色料、20～25份墨水熔块、2～5份低温墨水分散剂、1～3份低温墨水消泡剂、0.2～0.5份流平剂和1～2份助剂；

所述有机硅清漆按照重量份计，包括以下组分：

30～60份丙烯酸树脂、5～15份环氧树脂、10～20份有机硅低聚物、10～19份乙二醇乙醚醋酸酯、2～8份异丙醇、0.1～0.3份有机硅清漆分散剂、0.1～0.4份有机硅清漆消泡剂和0.3～0.4份润湿剂。

所述复合装饰的瓷质品通过低温墨水层和清漆层的配合使用，形成对应的低温墨水层和清漆层，对瓷质基体进行复合装饰，可根据客户需求纹理和花色，进行少量的个性化定制生产，使得产品具有图案打印的美观性，满足用户的需求。

低温墨水层由低温墨水烧结而成，低温墨水组分使用现有市售的普通陶瓷墨水进行复配，增强了低温墨水稳定性，并提供墨水饱和度，色彩更加鲜艳；经过复配，低温墨水在600～800℃均有较好的发色效果。通过上述配方，改善普通陶瓷墨水在瓷质基体上的表面张力，使得低温墨水更加适配瓷质基体，提高打印图案发色效果。平流剂能有效降低涂饰液表面张力，能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。当低温墨水与瓷质基体接触时，会在极短时间内形成液-固界面，短时间内迁移至此液-固界面上的表面活性剂分子数量决定了最终的润湿效果。通过低温墨水分散剂、低温墨水消泡剂、流平剂和助剂的配合，使得低温墨水的动态表面张力较小，润湿效果好，从而使得低温墨水与瓷质基体的结合度更高，避免图案哑光和图案边沿模糊的问题，从而避免图案的失真。另外，还调节了普通陶瓷墨水的黏度，避免陶瓷墨水的粘度对打印效果的影响，防止因粘度过高而造成喷孔阻塞。

所述普通陶瓷墨水可在市面购买得到，供应商包括道氏、康立泰、迈瑞思、汇龙、三锐等。

清漆层可提高复合装饰的瓷质品表面的光泽度，而且复合装饰的瓷质品表面的整体光泽更加均匀统一。

有机硅清漆分散剂、有机硅清漆消泡剂和润湿剂可选择相应市售的有机硅分散剂、有机硅消泡剂和有机硅润湿剂。有机硅清漆分散剂包括聚丙烯酰胺、聚乙二醇和乙氧基化合物的任意一种。有机硅清漆消泡剂包括矿物油类消泡剂或聚醚改性硅。润湿剂包括聚氧乙烯烷基化醚、聚醚改性硅油。

有机硅低聚物是一种以三官能硅氧烷为主成分的三维网络结构的有机硅，其分子构造包含甲基、乙稀基、苯基以及相关反应性官能基等。

具体地，所述有机硅清漆还包括0.1～1.0份的流平剂，所述流平剂为聚醚改性有机硅。

流平剂可用于防止清漆层出现缩孔、橘皮等缺陷。当清漆涂覆在基材表面之后，形成两个界面，分别为基材-漆膜界面和漆膜-空气界面，因此体系总能量等于两者张力之和。当体系加入流平剂以后，假如流平剂迁移到漆膜-空气界面，那体系总能量=基材表面张力-漆膜表面张力+流平剂表面张力-空气表面张力，由于流平剂表面张力＜漆膜界面张力，因此系统总能量降低了，该过程可以自发进行，保证清漆层的平整性，避免清漆层出现缩孔、橘皮的问题。

聚醚改性有机硅为市售产品，具体型号可以为BYK-333、BD-333、BYK-307和BD-3033H等中的任意一种。

具体地，所述清漆的涂覆厚度为15～30μm。清漆层可提高复合装饰的瓷质品表面的光泽度，使得整体光泽更加均匀统一，当清漆的涂覆厚度大于30μm时，出现大量的橘皮，影响整体外观，降低装饰效果。当清漆的涂覆厚度小于15μm时，涂覆太薄，则影响明度和亮度效果。

具体地，墨水熔块按照重量百分比计，包括以下化学组分：15～30%SiO

墨水熔块中SiO

具体地，所述色料包括钒黄、钒锆蓝、红棕、钴蓝、钴黑、孔雀绿、锡锑灰中的一种或多种组合。

色料包括上述种类以及相互之间的搭配组合，通过上述色料的搭配，可以调配出大量色彩，满足客户需求。

具体地，所述低温墨水分散剂包括脂肪醇与环氧乙烷缩合物、水溶性高分子类聚合物和油溶性高分子类聚合物其中的任意一种或多种；

所述低温墨水消泡剂包括聚醚消泡剂、高级醇类消泡剂和矿物油类消泡剂其中的任意一种或多种；

所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；

所述助剂包括聚乙烯结合剂、聚丙烯结合剂和环烷烃类沉淀剂其中的任意一种或多种。

低温墨水分散剂用于提高和改善物料分散性能，并增加贮藏稳定性。低温墨水消泡剂用于减少表面张力，防止泡沫形成；流平剂用于提升光泽，增加流平效果；助剂能够避免不均匀沉积，从而避免咖啡环的出现。在助剂中，结合剂可以改善墨水的流畅度与层次感；防沉剂可以改善墨水的稳定性，能让墨水里的颜料在静态或动态环境下持久均匀分布而不沉淀。

可选地，所述瓷质基体包括瓷质砖和瓷化砖体其中一种。在实际应用中，瓷质基体可以是瓷质砖，或表面经过瓷化的砖体。表面经过瓷化的砖体的烧成温度1150～1160℃。

具体地，所述瓷质砖按照重量份计，包括以下组分：

2～5份吉利铝砂、20～30份星河砂、25～35份钾钠石粉、4～7份砂糖铝矾土、5～8份膨润土和10～15份废砖粉。

所述瓷质砖的烧成温度为1000℃～1120℃。瓷质砖的配方中引入了膨润土，以替代高岭土，实现配方的优化。虽然膨润土和高岭土都属于黏土矿类，但两者差别很大。由于膨润土的主要成分是蒙脱石，而蒙脱石属于一种铝硅酸盐，硅氧与水铝的比例是2:1，即由两片硅氧片和一片水铝片合成的一个晶片单元，相互叠加而成的。每个晶层的两面均由O

本发明还提供了一种复合装饰的瓷质品的制备方法，用于制备上述的一种复合装饰的瓷质品，包括以下步骤：

制备瓷质基体：将瓷质基体的坯体进行一次烧制，得到一次烧制的瓷质基体；

制备低温墨水：按照配比将低温墨水的各个组分混合，并搅拌均匀，得到低温墨水；

打印图案：使用低温墨水在一次烧制的瓷质基体的表面打印出的图案，形成图案层，得到带图案的瓷质基体；

微波烧结：采用微波烧结工艺对带图案的瓷质基体进行二次烧制，得到半成品；

涂覆清漆：在半成品表面涂覆清漆，得到复合装饰的瓷质品。

现有的技术中，陶瓷类产品其烧成温度一般高于1160℃，而所述制备方法采用了微波烧结的方式进行烧结，具有快速加热、烧结温度低、细化材料组织、改进陶瓷材料性能的特点。而且微波烧结的烧成范围广，炉内的烧成气氛比较完全，相较于常规烧结来说，不存在温差的问题。坯体的化学组成如下：60～70%SiO

优选地，所述微波烧结的步骤中，微波烧结温度为650～800℃，且所述微波烧结过程中常温至300℃阶段，升温速度≤5℃/min，微波烧结时间为80～150min。

在实际应用中，烧成温度不宜过高，烧成时间也不宜太长，否则，深色色系存在烧失现象，导致深色色系色彩失真的问题。在微波烧结过程中的常温至300℃阶段，当升温速度大于5℃/min时，由于坯体转变速率快，较小的体积的低温墨水层变化容易因不均匀应力而引起开裂。

实施例组A

一种复合装饰的瓷质品的制备方法，包括以下步骤：

制备瓷质基体：将瓷质基体的坯体进行一次烧制，烧成温度为1000℃，得到一次烧制的瓷质基体；

制备低温墨水：按照表1配比将低温墨水的各个组分混合，并搅拌均匀，得到低温墨水；

打印图案：使用低温墨水在一次烧制的瓷质基体的表面打印出的图案，形成图案层，得到带图案的瓷质基体；

微波烧结：采用微波烧结工艺对带图案的瓷质基体进行二次烧制，微波烧结温度和微波烧结时间见表1，得到半成品；

涂覆清漆：在半成品表面涂覆清漆，清漆配比见表2，得到复合装饰的瓷质品。

其中，墨水熔块按照重量百分比计，包括以下化学组分：15～30%SiO

表1-低温墨水的配比和烧结参数

表2-清漆的组分

实施例5

实施例5的组分和制备方法与实施例1基本相同，区别点在于，瓷质基体的坯体进行一次烧制的烧成温度为1120℃，所述瓷质砖按照重量份计，包括以下组分：5份吉利铝砂、20份星河砂、25份钾钠石粉、7份砂糖铝矾土、8份膨润土和15份废砖粉。

对比例1

对比例1的组分和制备方法与实施例1相同，区别点在于，烧结温度900℃。

对比例2

对比例2的组分和制备方法与实施例1相同，区别点在于，烧结温度1200℃。

对比例3

所述对比例3的组分与实施例1相同，区别点在于，未加流平剂。

对比例4

所述对比例4的组分与实施例1相同，区别点在于，流平剂添加量为1.5份。

对比例5

所述对比例5的组分与实施例1相同，区别点在于，未使用清漆。

对比例6

所述对比例6的组分与实施例1相同，区别点在于，清漆的涂覆厚度为40μm。

对上述实施例1～5和对比例3～5制备得到的复合装饰的瓷质品进行莫氏硬度和耐家庭化学腐蚀的测试，并对实施例1～5和对比例1～5制备得到的复合装饰的瓷质品的表面进行观察，观察釉面表面光泽度和针孔状态，测试结果如下表3所示。

莫氏硬度测定：将抛釉砖试样平稳的放在坚硬的支撑物上，饰面朝上。从小到大选用不同莫氏值的标准矿石划试样表面，用矿石新刃口施力均匀垂直地对试样表面进行刻划，注意施力要适度，标准矿石的刃口不应因施力过大破碎而形成双线状或多线状刻划痕迹。以刚好能产生明显划痕的最低硬度值做为检验结果，以试样所有测试值中的最低值作为试验结果。

耐家庭化学腐蚀的测试：GB/ T 3810.13-2016；通过采用100g/L的氯化铵溶液和20mg/L次氯酸钠溶液浸泡试样，经一定时间后观察并确定其受化学腐蚀的程度。

表3-测试结果

根据实施例1～5与对比例1～2可知，当烧成温度过高时，容易出现色彩烧失的问题，而且当烧成温度继续升高时，出现开裂的现象。

根据实施例1～5与对比例3可知，未使用流平剂时，表面存在大量窝点，但光泽度高，图案发色较好。

根据实施例1～5与对比例4可知，使用流平剂过多时，耐腐蚀性也降低，且表面存在橘皮、滴流和涡眼现象，装饰效果较差。

根据实施例1～5与对比例5可知，请参照图2，未使用清漆时，烧后的产品从侧面看上去光泽度不均匀。

根据实施例1～5与对比例6可知，清漆的涂覆厚度越高，烧后的产品越容易出现橘皮现象，当清漆的涂覆厚度大于30μm时，表面存在严重的橘皮，影响外观效果。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。