一种提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体、包括该易粘结坯体的瓷质砖及制备方法

摘要

本发明公开一种提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体、包括该易粘结坯体的瓷质砖及制备方法。所述易粘结坯体由低压缩比坯体层和均匀分布在所述低压缩比坯体层中的锥状孔洞组成，所述锥状孔洞不贯穿易粘结坯体并分布在相对远离易粘结坯体的装饰面的一侧。本发明可明显提升瓷质砖铺贴时的粘结性能，从而有效避免瓷质砖铺贴过程中的“空鼓、脱落”现象，消除装饰过程中遗留的质量隐患，拓宽瓷质砖的应用范围。

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷砖生产制造技术领域，具体涉及一种提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体、包括该易粘结坯体的瓷质砖及制备方法。

背景技术

陶瓷砖具有良好的抗污性、耐久性、易清洁、花色品种多样等优点，是建筑墙地面饰面装饰的首选材料。然而饰面墙地砖经过一段时间的使用后，尤其是吸水率≤0.5wt％的瓷质砖，经常出现空鼓或突然暴起脱落的现象，既影响建筑墙地面的美观，还会对人们造成伤害，同时也会造成财产的损失。陶瓷砖出现“空鼓、脱落”现象，易留下质量隐患，成为人们广为诟病的问题。

中国专利CN 112979298A公开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，SiO

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体、包括该易粘结坯体的瓷质砖及制备方法，可明显提升瓷质砖铺贴时的粘结性能，从而有效避免瓷质砖铺贴过程中的“空鼓、脱落”现象，消除装饰过程中遗留的质量隐患，拓宽瓷质砖的应用范围。

第一方面，本发明提供一种提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体。所述易粘结坯体由低压缩比坯体层和均匀分布在所述低压缩比坯体层中的锥状孔洞组成，所述锥状孔洞不贯穿易粘结坯体并分布在相对远离易粘结坯体的装饰面的一侧。

较佳地，所述低压缩比坯体层的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

较佳地，所述锥状孔洞为圆锥孔、三棱锥孔、四棱锥孔、梯形锥孔中的至少一种，优选为锥尖朝向装饰面的圆锥孔。

较佳地，所述锥状孔洞的分布深度占易粘贴坯体厚度的5～20％。

较佳地，所述锥状孔洞在低圧缩比坯体层中的分布密度为4～20个/cm

较佳地，所述易粘结坯体的脱模膨胀率为3.7～4.2％。

第二方面，本发明提供包含上述任一项所述的提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体的易粘结瓷质砖的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：

在陶瓷砖背纹模具的表面设计不规则形状的锥状凸起；

将低压缩比坯体粉料布料在陶瓷砖背纹模具的模腔中，压制成型得到所述易粘贴坯体；

在易粘结坯体的装饰面施发色面釉；

在施发色面釉后的坯体表面喷墨打印图案；

在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉；

在施保护釉后的坯体表面施全抛釉；

将施全抛釉后的坯体快速烧成。

较佳地，所述保护釉或全抛釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

较佳地，烧成周期为50～70min，最高烧成温度为1160～1200℃。

第三方面，本发明提供上述任一项所述的制备方法获得的易粘结瓷质砖。

附图说明

图1为易粘结瓷质砖的制备流程图。

图2为易粘结瓷质砖的锥状背纹效果图。

图3为对比例的蜂窝状背纹效果图。

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。

本公开所示提高瓷质砖粘结强度的易粘结坯体，由低压缩比坯体层和均匀分布在所述低压缩比坯体层中的锥状孔洞组成，所述锥状孔洞不贯穿易粘结坯体并分布在相对远离易粘结坯体的装饰面的一侧。

所述低压缩比坯体层的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

所述低圧缩比坯体层的原料组成包括：以质量百分比计，粘土原料12～18％，瘠性料 82～88％。普通陶瓷砖坯体的粘土原料用量大约在20～30％，瘠性料用量大约在70～80％。本发明降低了粘土原料在坯体原料中的比例，可以大幅度降低坯体经压机压制的收缩比和压制脱模膨胀率，利于易粘贴坯体的脱模，促进易粘贴坯体的干压成形。作为示例，所述低压缩比坯体层的原料组成包括：以质量百分比计，压滤渣：20％，高温砂：13％，高白钾砂： 25％，钾钠砂：25％，低铝粘土原料：10％，高铝粘土原料：6％，滑石：1％。所述低压缩比坯体层在烧成后的物相组成包括：以质量百分比计，玻璃相：50～60％，游离石英： 25～35％，莫来石：10～20％。

可以采用锥形背纹模具形成锥状孔洞。所述锥状孔洞包括但不限于圆锥孔、三棱锥孔、四棱锥孔、梯形锥孔等。如果将锥状孔洞更换为圆柱状孔洞，则脱模难度大，孔洞容易崩边烂边，不利于干压成形脱模。优选为锥尖朝向装饰面(非粘贴面)的圆锥孔。

所述锥状孔洞不贯穿易粘结坯体层。一些技术方案中，所述锥状孔洞的分布深度占易粘贴坯体厚度的5～20％，在不降低成品砖破坏强度和断裂模数的情况，可提高成品砖的粘结强度。如果锥状孔洞的分布深度占易粘贴坯体厚度的比例低于5％，则烧后的粘贴强度相对偏低。如果锥状孔洞的分布深度占易粘贴坯体厚度的比例高于20％，则烧后的破坏强度和断裂模数相对偏低。作为示例，锥状孔洞的分布深度为0.5～2.0mm。

所述锥状孔洞在低圧缩比坯体层中的分布密度为4～20个/cm

所述锥状孔洞的孔径控制在0.5～3.0mm之间为宜。这样控制便于干压成形后的脱模。当采用圆锥孔时，圆锥孔的大端直径为1.0～3.0mm，小端直径为0.5～1.5mm。

所述锥状孔洞的孔体积占易粘结坯体的16～40％。如果锥状孔洞的孔体积占易粘结坯体的比例低于16％，则烧后成品砖的粘贴强度相对偏低。如果锥状孔洞的孔体积占易粘结坯体的比例高于40％，则烧后成品砖的破坏强度和断裂模数相对偏低。

脱模膨胀率指的是经压机干压成形时未脱模的坯体尺码与脱模后坯体尺码的变化率。本发明所述易粘结坯体的脱模膨胀率为3.7～4.2％。相较于普通坯体的脱模膨胀率在 4.5～5.5％有明显的降低。这样便于干压成形后的脱模，降低脱模所引起的崩边、烂边缺陷。

本发明还提供一种包含所述易粘结坯体的易粘结瓷质砖的制备方法。

制备易粘结坯体。按产品厚度要求布低圧缩比坯体粉料，采用(半)干压成型设备压制成易粘结坯体。

按照低压缩比坯体层的配方称料并球磨成浆料后，干燥，即可得到低压缩比坯体粉料。上述低压缩比坯体粉料的水分含量控制在6.5～7.0wt％为宜。一些技术方案中，所述低膨胀坯体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％。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。

在陶瓷砖背纹模具的表面设计不规则形状的锥状凸起。将低压缩比坯体粉料布料在陶瓷砖背纹模具的模腔中，压制成形后得到所述易粘贴坯体。通过在陶瓷砖背纹模具的表面设计数量较多且均匀分布的不规则锥状凸起，且该锥状突起不贯穿易粘结坯体，从而在易粘贴坯体的非装饰面形成肉眼可见的“锥状”孔洞层，增加陶瓷砖粘贴面与水泥砂浆的接触面积，同时也增加两者的机械咬合力，提高陶瓷砖的粘结性能，避免瓷砖“空鼓、脱落”现象的发生。若采用圆柱状突起，则压制成形过程中难以脱模，且脱模过程中容易烂边。

这种利用背纹模具形成孔洞的方法属物理方法造孔，只需设计形成锥状孔洞的背纹模具，再配合低圧缩比坯体粉料，经压机一次布料压制，即可在坯体粘贴面形成“锥状”孔洞。而采用造孔剂形成孔洞，属化学方法造孔，不仅需要制备低烧成收缩率的坯体，而且需要采用两次薄法布料工艺，经高温烧成后才可以在坯体粘贴面形成“蜂窝状”孔洞层。本发明的低圧缩比坯体层则无需特别控制低烧成收缩率。

将该易粘结坯体干燥。干燥温度可为100～150℃，干燥时间可为60～80min。干燥坯水分控制在0.5wt％以内。

在易粘结坯体的装饰面施发色面釉。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，SiO

在施发色面釉后的坯体表面喷墨打印图案。可以采用非接触式喷墨打印机进行喷墨打印。

在喷墨打印图案后的坯体表面施保护釉。保护釉的作用是促进喷墨图案的发色清晰以及避免釉料与墨水排墨。保护釉可采用本领域常用的保护釉组成。一些技术方案中，所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

在施保护釉后的坯体表面施全抛釉。全抛釉可采用本领域常用的全抛釉组成。一些技术方案中，所述全抛釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

将施全抛釉后的坯体经过高温干燥并在辊道窑快速烧成。烧成周期可为50～70min，最高烧成温度可为1160～1200℃。

本发明将低压缩比坯体粉料一次布料，采用具有锥状突起的背纹模具成型后经过压制，在砖坯非装饰面(粘贴面)形成“锥状”孔洞，形成易粘贴坯体。在易粘结坯体的装饰面施发色面釉、喷墨打印图案、施保护釉，再施全抛釉，经高温烧成后易粘贴坯体非装饰面具有肉眼可见的“锥状”孔洞层，易粘贴坯体装饰面则形成图案装饰层。易粘结坯体非装饰面所形成的肉眼可见“锥状”孔洞层，在与水泥砂浆铺贴的时候，不仅增加了两者的接触面积，还增加了两者的机械咬合力，从而提高了瓷砖与水泥砂浆间的粘结强度，避免瓷砖铺贴使用过程出现“空鼓、脱落”现象，消除陶瓷砖装饰过程中遗留的质量隐患。

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

易粘结瓷质砖的制备方法包括以下步骤：

步骤一：按照配比制备低压缩比坯体粉料。所述低膨胀压缩比坯体粉料的原料组成包括：以质量百分比计，压滤渣：20％，高温砂：13％，高白钾砂：25％，钾钠砂：25％，低铝粘土原料：10％，高铝粘土原料：6％，滑石：1％。所述低压缩比坯体粉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

步骤二：准备易粘贴模具。所述易粘贴模具的表面具有均匀分布的圆锥状凸起。

步骤三：在易粘贴模具中布低膨胀压缩比坯体粉料，采用半干压成形设备压制成易粘贴坯体，并将该坯体干燥。干燥时间为45～65min，干燥后的坯体水分控制在0.5wt％以内。坯体由低压缩比坯体层和均匀分布在所述低压缩比坯体层中的锥状孔洞组成，所述锥状孔洞不贯穿易粘结坯体并分布在相对远离易粘结坯体的装饰面的一侧。

步骤四：在干燥后的易粘结坯装饰面采用喷釉机施发色面釉。发色面釉的比重为1.48 g/cm

步骤五：在施发色面釉后的坯体表面采用非接触式喷墨打印机打印喷墨设计纹理图案。

步骤六：在打印纹理图案后的坯体表面采用喷釉机施保护釉。保护釉的比重为1.30g/cm

步骤七：在施保护釉后的坯体表面采用钟罩施全抛釉。全抛釉的比重为1.83g/cm

步骤八：将施全抛釉后的坯体经高温干燥后，在辊道窑快速烧成。最高烧成温度为1200℃，烧成周期为50min。

步骤九：磨边分级，打包进仓。

本发明所述制备方法烧成后的易粘结坯体装饰面具有石材图案及纹理效果的图案层，易粘结坯体非装饰面形成“圆锥状”孔洞背纹，可与水泥基粘结材料形成牢固粘结，解决瓷质砖易“空鼓、脱落”现象。如图2所示，在易粘结瓷质砖的坯体表面分布着数量较多且“圆锥状”的孔洞。

按照ASTM C482-02《瓷砖与硅酸盐水泥粘结强度的标准试验方法》检测其粘结强度 0.39MPa，可达到标准≥0.34MPa的要求。采用GB/T 3810.4-2016《断裂模数和破坏强度的测定》中的测试方法测试实施例1陶瓷砖的断裂模数可达46.2MPa，可满足企标≥38MPa的要求。

对比例1

瓷质砖的制备方法包括以下步骤：

步骤一：按照配比制备低压缩比坯体粉料。所述低膨胀压缩比坯体粉料的原料组成包括：以质量百分比计，压滤渣：20％，高温砂：13％，高白钾砂：25％，钾钠砂：25％，低铝粘土原料：10％，高铝粘土原料：6％，滑石：1％。所述低压缩比坯体粉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

步骤二：准备普通模具。所述模具的表面无圆锥状凸起。

步骤三：在普通模具中布低膨胀压缩比坯体粉料，采用半干压成形设备压制成砖坯，并将该坯体干燥。干燥时间为45～65min，干燥后的坯体水分控制在0.5wt％以内。坯体中无孔洞结构。

步骤四：在干燥后的坯体装饰面采用喷釉机施发色面釉。发色面釉的比重为1.48g/cm

步骤五：在施发色面釉后的坯体表面采用非接触式喷墨打印机打印喷墨设计纹理图案。

步骤六：在打印纹理图案后的坯体表面采用喷釉机施保护釉。保护釉的比重为1.30g/cm

步骤七：在施保护釉后的坯体表面采用钟罩施全抛釉。全抛釉的比重为1.83g/cm

步骤八：将施全抛釉后的坯体经高温干燥后，在辊道窑快速烧成。最高烧成温度为1200℃，烧成周期为50min。

步骤九：磨边分级，打包进仓。

该瓷质砖的坯体表面无“圆锥状”的孔洞。按照ASTM C482-02《瓷砖与硅酸盐水泥粘结强度的标准试验方法》检测其粘结强度0.30MPa，达不到标准≥0.34MPa的要求。

对比例2

瓷质砖的制备方法包括以下步骤：

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，SiO

步骤二：按照配比制备易粘结粉料。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)：1％，颗粒粒径为20～60目的有机造孔剂材料：24％，低收缩粉料： 75％。

步骤三：布厚度10mm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1.48g/cm

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1.30g/cm

步骤七：在施保护釉后的坯体表面采用钟罩施全抛釉。全抛釉的比重为1.83g/cm

步骤八：将施全抛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。

步骤九：磨边分级，打包进仓。

该对比例经高温烧成在瓷砖粘贴面形成图3所示的“蜂窝状”孔洞。

采用ASTM C482-02《瓷砖与硅酸盐水泥粘结强度的标准试验方法》中的测试方法测试对比例2瓷质砖的粘结强度为0.36MPa，达到标准的≥0.34MPa的要求。采用GB/T3810.4-2016《断裂模数和破坏强度的测定》中的测试方法测试对比例2陶瓷砖的断裂模数仅 37.2MPa，可满足国标≥35MPa的要求，但低于企标的≥38MPa的要求。

对比例3

瓷质砖的制备方法包括以下步骤：

步骤一：按照配比制备低压缩比坯体粉料。所述低膨胀压缩比坯体粉料的原料组成包括：以质量百分比计，压滤渣：20％，高温砂：13％，高白钾砂：25％，钾钠砂：25％，低铝粘土原料：10％，高铝粘土原料：6％，滑石：1％。所述低压缩比坯体粉料的化学组成包括：以质量百分比计，SiO

步骤二：准备易粘贴模具。所述易粘贴模具的表面具有均匀分布的圆锥状凸起。

步骤三：在易粘贴模具中布低膨胀压缩比坯体粉料，采用半干压成形设备压制成10.5mm厚度易粘贴坯体，并将该坯体干燥。干燥时间为45～65min，干燥后的坯体水分控制在0.5wt％以内。坯体由低压缩比坯体层和均匀分布在所述低压缩比坯体层中的锥状孔洞组成，所述锥状孔洞不贯穿易粘结坯体并分布在相对远离易粘结坯体的装饰面的一侧。

步骤四：在干燥后的易粘结坯装饰表面采用喷釉机施发色面釉。发色面釉的比重为1.48 g/cm

步骤五：在施发色面釉后的坯体表面采用非接触式喷墨打印机打印喷墨设计纹理图案。

步骤六：在打印纹理图案后的坯体表面采用喷釉机施保护釉。保护釉的比重为1.30g/cm

步骤七：在施保护釉后的坯体表面采用喷釉机施全抛釉。全抛釉的比重为1.83g/cm

步骤八：将施全抛釉后的坯体经高温干燥后，在辊道窑快速烧成。最高烧成温度为1200℃，烧成周期为50min。

步骤九：磨边分级，打包进仓。

对比例3烧成后圆锥状孔洞的分布深度仅为0.3mm，因此锥状孔洞的分布深度占易粘贴坯体厚度的比例为2.8％，低于5％。按照ASTM C482-02《瓷砖与硅酸盐水泥粘结强度的标准试验方法》检测其粘结强度0.32MPa，达不到标准≥0.34MPa的要求。