喷墨打印超薄陶瓷装饰材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑装饰材料
技术领域
，具体的涉及一种喷墨打印超薄陶瓷装饰材料及其制备方法。背景技术
随着我国城市化进程的加快，建筑数量急剧增加，建筑饰面材料大都为陶瓷、马赛克等材料，不仅不环保而且不安全，工程质量的参差不齐也大大增加了危险性。目前市场上的乳胶漆、真石漆、干挂石材等材料质量低质化现象严重，且现有饰面材料在质量、性能、施工等方面的通病也让人头痛不已。超薄石材的出现解决了这些问题，超薄石材复合板由两种及以上不同板材用胶粘剂粘接而成，面材为天然石材，基材为瓷砖、石材、玻璃或铝蜂窝等，是一种新型建筑材料，但超薄石材使用时间久了表面容易吸污变色，且天然石材具有一定的放射性，目前超薄石材大都是国外品牌代理进口，国外生产。
鉴于此，本发明提出了超薄石材的替代方案——超薄陶瓷装饰材料，有利于打破国外垄断，超薄陶瓷材料整体厚度更薄，可达0.4-1.5mm，流延成型尺寸规格不受工艺限制，可制造大规格的陶瓷装饰材料，超薄陶瓷的广泛应用将是建筑装饰产业的一次重大革命。
发明内容
本发明的目的是：提供一种喷墨打印超薄陶瓷装饰材料。该陶瓷装饰材料厚度薄、重量轻、防火、防潮、耐磨、耐腐蚀以及可透光；本发明同时提供了其制备方法。
本发明所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料，包括由上而下依次设置的釉面层、超薄陶瓷基板、环保胶和网格布；所述的釉面层是在超薄陶瓷基板上经过喷墨打印形成，所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型，所述的网格布通过环保胶黏附在超薄陶瓷基板背面。
其中：
所述的喷墨打印采用的墨水是耐热陶瓷墨水，所述的耐热陶瓷墨水，以重量份数计，包括以下原料组成：钠长石20-35份、钾长石10-18份、球土15-25份、高铝石5-10份、滑石3-6份、纳米助色剂2-4份。
其中：所述的纳米助色剂为SiO2、TiO2、ZnO、La2O3、SnO2或CeO2中的一种或两种以上的混合物。
所述的超薄陶瓷基板的厚度为0.3-1.0mm，釉面层的厚度为0.1-0.5mm。
所述的超薄陶瓷基板，以重量份数计，包括以下原料组成：氧化铝粉50-70份、高岭土10-20份、碳酸钙2-5份、六氟硅酸镁3-6份、碳化铬2-3份、铝粉3-5份、钛酸铝2-5份、烧结助剂2-5份、羧甲基纤维素3-6份、聚乙烯醇2-5份、去离子水30-50份。
其中：所述的烧结助剂为硝酸镁、硝酸钇或硝酸镧中的一种或两种以上的混合物。
氧化铝粉有利于提高陶瓷基板耐热性能和机械强度，高岭土有利于提高烧结强度和耐磨性，六氟硅酸镁和碳化铬有利于提高耐腐蚀性，铝粉和钛酸铝有利于提高韧性和抗弯强度，烧结助剂有利于提高致密度，羟甲基纤维素有利于陶瓷墨水的悬浮性，去离子水的加入有利于后期球磨。
所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型。
所述的环保胶为聚合硅凝胶、聚乙烯醇环保胶、3M1366无甲苯环保胶或异氰酸酯木材胶中的任意一种。
本发明所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数计，分别称取氧化铝粉、高岭土、碳酸钙、六氟硅酸镁、碳化铬、铝粉和钛酸铝放入粉碎机中粉碎，过200-300目筛网，然后放入球磨机中球磨，再加入羧甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水，搅拌均匀后得到陶瓷浆料A；
(2)将步骤(1)制备得到的陶瓷浆料A干燥保温一段时间，加入烧结助剂进行二次球磨，得到陶瓷浆料B，对陶瓷浆料B进行真空搅拌除泡；
(3)将步骤(2)中的陶瓷浆料B流延成型，干燥处理后卷轴得到超薄陶瓷生坯，再将超薄陶瓷生坯经过冲模、烘干、高温烧结以及抛光，得到超薄陶瓷基板；
(4)利用UV平板喷墨打印机在超薄陶瓷基板上打印装饰图案，形成釉面层，进行二次烧结后，得到陶瓷装饰材料；
(5)采用滚涂机在陶瓷装饰材料背面涂覆环保胶，将网格布黏附在超薄陶瓷基板背面，制备得到喷墨打印超薄陶瓷装饰材料成品。
其中：
步骤(1)中所述的球磨时间为60-90min。
步骤(2)中所述的干燥温度为80-100℃，保温时间为10-30min；所述的二次球磨时间为50-100min。
步骤(3)中所述的采用流延机流延成型，陶瓷料浆通过刮刀在运输带上形成平整而连续的薄膜状坯带；所述的干燥处理，干燥温度为60-80℃，保温时间为10-30min。
步骤(3)中所述的经过冲模、烘干，烘干温度为60-80℃，时间为10-20min，所述的高温烧结温度为1400-1600℃，烧结时间为15-24h。
步骤(4)中所述的二次烧结温度为800-1000℃，烧结时间为5-10h。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料，厚度薄、重量轻，厚度仅为0.4-1.5mm(环保胶和网格布的厚度忽略不计)，节省原料，节约空间，具有防火、防潮、高硬度、耐磨损、超低吸水率、可透光、耐腐蚀的优异性能。
(2)本发明所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的制备方法，采用陶瓷喷墨打印技术，悬空打印降低坯体破损率，适合于设计复杂图案，提高装饰效果；采用环保胶将网格布粘结在超薄陶瓷基板背面，有效提高超薄陶瓷材料的整体性，避免超薄陶瓷破碎后掉落。
附图说明
图1是喷墨打印超薄陶瓷装饰材料结构示意图。
其中：1、釉面层；2、超薄陶瓷基板；3、环保胶；4、网格布。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
根据图1所示，本发明所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料，包括由上而下依次设置的釉面层1、超薄陶瓷基板2、环保胶3和网格布4。
实施例1
本实施例1所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料，包括由上而下依次设置的釉面层、超薄陶瓷基板、环保胶和网格布；所述的釉面层是在超薄陶瓷基板上经过喷墨打印形成，所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型，所述的网格布通过环保胶黏附在超薄陶瓷基板背面。
其中：
所述的喷墨打印采用的墨水是耐热陶瓷墨水。所述的耐热陶瓷墨水，以重量份数计，包括以下原料组成：钠长石25份、钾长石13份、球土15份、高铝石6份、滑石3份、纳米助色剂3份。
其中：所述的纳米助色剂为SiO2。
所述的超薄陶瓷基板的厚度为0.3mm，釉面层的厚度为0.1mm。
所述的超薄陶瓷基板，以重量份数计，包括以下原料组成：氧化铝粉50份、高岭土20份、碳酸钙3份、六氟硅酸镁3份、碳化铬2份、铝粉4份、钛酸铝3份、烧结助剂4份、羧甲基纤维素3份、聚乙烯醇2份、去离子水42份。
其中：所述的烧结助剂为硝酸镁。
氧化铝粉有利于提高陶瓷基板耐热性能和机械强度，高岭土有利于提高烧结强度和耐磨性，六氟硅酸镁和碳化铬有利于提高耐腐蚀性，铝粉和钛酸铝有利于提高韧性和抗弯强度，烧结助剂有利于提高致密度，羟甲基纤维素有利于陶瓷墨水的悬浮性，去离子水的加入有利于后期球磨。
所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型。
所述的环保胶为聚乙烯醇环保胶。
本实施例1所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数计，分别称取氧化铝粉、高岭土、碳酸钙、六氟硅酸镁、碳化铬、铝粉和钛酸铝放入粉碎机中粉碎，过200目筛网，然后放入球磨机中球磨，再加入羧甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水，搅拌均匀后得到陶瓷浆料A；
(2)将步骤(1)制备得到的陶瓷浆料A干燥保温一段时间，加入烧结助剂进行二次球磨，得到陶瓷浆料B，对陶瓷浆料B进行真空搅拌除泡；
(3)将步骤(2)中的陶瓷浆料B流延成型，干燥处理后卷轴得到超薄陶瓷生坯，再将超薄陶瓷生坯经过冲模、烘干、高温烧结以及抛光，得到超薄陶瓷基板；
(4)利用UV平板喷墨打印机在超薄陶瓷基板上打印装饰图案，形成釉面层，进行二次烧结后，得到陶瓷装饰材料；
(5)采用滚涂机在陶瓷装饰材料背面涂覆环保胶，将网格布黏附在超薄陶瓷基板背面，制备得到喷墨打印超薄陶瓷装饰材料成品。
其中：
步骤(1)中所述的球磨时间为60min。
步骤(2)中所述的干燥温度为80℃，保温时间为30min；所述的二次球磨时间为60min。
步骤(3)中所述的采用流延机流延成型，陶瓷料浆通过刮刀在运输带上形成平整而连续的薄膜状坯带；所述的干燥处理，干燥温度为70℃，保温时间为15min。
步骤(3)中所述的采用流延机流延成型，陶瓷料浆通过刮刀在运输带上形成平整而连续的薄膜状坯带；所述的干燥处理，干燥温度为60℃，保温时间为20min。
步骤(3)中所述的经过冲模、烘干，烘干温度为60℃，时间为20min，所述的烧结温度为1580℃，烧结时间为22h。
步骤(4)中所述的二次烧结温度为1000℃，烧结时间为6h。
实施例1制备的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料规格是1.2m×2m。
实施例2
本实施例2所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料，包括由上而下依次设置的釉面层、超薄陶瓷基板、环保胶和网格布；所述的釉面层是在超薄陶瓷基板上经过喷墨打印形成，所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型，所述的网格布通过环保胶黏附在超薄陶瓷基板背面。
其中：
所述的喷墨打印的采用的墨水是耐热陶瓷墨水。所述的耐热陶瓷墨水，以重量份数计，包括以下原料组成：钠长石30份，钾长石12份，球土20份，高铝石8份，滑石4份，纳米助色剂2份。
其中：所述的纳米助色剂为ZnO。
所述的超薄陶瓷基板的厚度为0.5mm，釉面层厚度0.2mm。
所述的超薄陶瓷基板，以重量份数计，包括以下原料组成：氧化铝粉70份、高岭土15份、碳酸钙2份、六氟硅酸镁4份、碳化铬2份、铝粉4份、钛酸铝2份、烧结助剂5份、羧甲基纤维素5份、聚乙烯醇2份、去离子水48份。
所述的烧结助剂为硝酸钇。
氧化铝粉有利于提高陶瓷基板耐热性能和机械强度，高岭土有利于提高烧结强度和耐磨性，六氟硅酸镁和碳化铬有利于提高耐腐蚀性，铝粉和钛酸铝有利于提高韧性和抗弯强度，烧结助剂有利于提高致密度，羟甲基纤维素有利于陶瓷墨水的悬浮性，去离子水的加入有利于后期球磨。
所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型。
所述的环保胶为3M1366无甲苯环保胶。
本实施例2所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数计，分别称取氧化铝粉、高岭土、碳酸钙、六氟硅酸镁、碳化铬、铝粉和钛酸铝放入粉碎机中粉碎，过300目筛网，然后放入球磨机中球磨，再加入羧甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水，搅拌均匀后得到陶瓷浆料A；
(2)将步骤(1)制备得到的陶瓷浆料A干燥保温一段时间，加入烧结助剂进行二次球磨，得到陶瓷浆料B，对陶瓷浆料B进行真空搅拌除泡；
(3)将步骤(2)中的陶瓷浆料B流延成型，干燥处理后卷轴得到超薄陶瓷生坯，再将超薄陶瓷生坯经过冲模、烘干、高温烧结以及抛光，得到超薄陶瓷基板；
(4)利用UV平板喷墨打印机在超薄陶瓷基板上打印装饰图案，形成釉面层，进行二次烧结后，得到陶瓷装饰材料；
(5)采用滚涂机在陶瓷装饰材料背面涂覆环保胶，将网格布黏附在超薄陶瓷基板背面，制备得到喷墨打印超薄陶瓷装饰材料成品。
其中：
步骤(1)中所述的球磨时间为70min。
步骤(2)中所述的干燥温度为100℃，保温时间为10min；所述的二次球磨时间为70min。
步骤(3)中所述的采用流延机流延成型，陶瓷料浆通过刮刀在运输带上形成平整而连续的薄膜状坯带；所述的干燥处理，干燥温度为80℃，保温时间为14min。
步骤(3)中所述的经过冲模、烘干，烘干温度为80℃，时间为13min，所述的烧结温度为1550℃，烧结时间为24h。
步骤(4)中所述的二次烧结温度为800℃，烧结时间为10h。
实施例2制备的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料规格是0.6m×2m。
实施例3
本实施例3所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料，包括由上而下依次设置的釉面层、超薄陶瓷基板、环保胶和网格布；所述的釉面层是在超薄陶瓷基板上经过喷墨打印形成，所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型，所述的网格布通过环保胶黏附在超薄陶瓷基板背面。
其中：
所述的喷墨打印的采用的墨水是耐热陶瓷墨水。所述的耐热陶瓷墨水，以重量份数计，包括以下原料组成：钠长石26份，钾长石12份，球土17份，高铝石6份，滑石5份，纳米助色剂3份。
其中：所述的纳米助色剂是TiO2和CeO2的混合物。
所述的超薄陶瓷基板的厚度为0.6mm，釉面层厚度0.3mm。
所述的超薄陶瓷基板，以重量份数计，包括以下原料组成：氧化铝粉53份、高岭土16份、碳酸钙3份、六氟硅酸镁5份、碳化铬3份、铝粉4份、钛酸铝5份、烧结助剂5份、羧甲基纤维素3份、聚乙烯醇4份、去离子水36份。
所述的烧结助剂为硝酸镧。
氧化铝粉有利于提高陶瓷基板耐热性能和机械强度，高岭土有利于提高烧结强度和耐磨性，六氟硅酸镁和碳化铬有利于提高耐腐蚀性，铝粉和钛酸铝有利于提高韧性和抗弯强度，烧结助剂有利于提高致密度，羟甲基纤维素有利于陶瓷墨水的悬浮性，去离子水的加入有利于后期球磨。
所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型。
所述的环保胶为异氰酸酯木材胶。
本实施例3所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数计，分别称取氧化铝粉、高岭土、碳酸钙、六氟硅酸镁、碳化铬、铝粉和钛酸铝放入粉碎机中粉碎，过200目筛网，然后放入球磨机中球磨，再加入羧甲基纤维素、聚乙烯醇和去离子水，搅拌均匀后得到陶瓷浆料A；
(2)将步骤(1)制备得到的陶瓷浆料A干燥保温一段时间，加入烧结助剂进行二次球磨，得到陶瓷浆料B，对陶瓷浆料B进行真空搅拌除泡；
(3)将步骤(2)中的陶瓷浆料B流延成型，干燥处理后卷轴得到超薄陶瓷生坯，再将超薄陶瓷生坯经过冲模、烘干、高温烧结以及抛光，得到超薄陶瓷基板；
(4)利用UV平板喷墨打印机在超薄陶瓷基板上打印装饰图案，形成釉面层，进行二次烧结后，得到陶瓷装饰材料；
(5)采用滚涂机在陶瓷装饰材料背面涂覆环保胶，将网格布黏附在超薄陶瓷基板背面，制备得到喷墨打印超薄陶瓷装饰材料成品。
其中：
步骤(1)中所述的球磨时间为80min。
步骤(2)中所述的干燥温度为80℃，保温时间为20min；所述的二次球磨时间为50min。
步骤(3)中所述的采用流延机流延成型，陶瓷料浆通过刮刀在运输带上形成平整而连续的薄膜状坯带；所述的干燥处理，干燥温度为70℃，保温时间为20min。
步骤(3)中所述的经过冲模、烘干，烘干温度为70℃，时间为15min，所述的烧结温度为1600℃，烧结时间为20h。
步骤(4)中所述的二次烧结温度为900℃，烧结时间为6h。
实施例3制备的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料规格是1m×3m。
对比例1
本对比例1所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料与实施例1所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的结构和制备方法完全相同，唯一的不同点在于，超薄陶瓷基板的原料组成不同。本对比例1中所述的超薄陶瓷基板，以重量份数计，由以下原料组成：氧化铝粉50份、高岭土20份、碳酸钙3份、六氟硅酸镁3份、碳化铬2份、烧结助剂4份、羧甲基纤维素3份、聚乙烯醇2份、去离子水42份；其中：所述的烧结助剂为硝酸镁。
对比例2
本对比例2所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料与实施例1所述的喷墨打印超薄陶瓷装饰材料的结构和制备方法完全相同，唯一的不同点在于，超薄陶瓷基板的原料组成不同。本对比例2中所述的超薄陶瓷基板，以重量份数计，由以下原料组成：氧化铝粉50份、高岭土20份、碳酸钙3份、铝粉4份、钛酸铝3份、烧结助剂4份、羧甲基纤维素3份、聚乙烯醇2份、去离子水42份。
对比例3
本对比例3所述的超薄陶瓷装饰材料，包括由上而下依次设置超薄陶瓷基板、环保胶和网格布；所述的超薄陶瓷基板采用流延法加工成型，所述的网格布通过环保胶黏附在超薄陶瓷基板背面。其中，超薄陶瓷基板的制备方法以及原料组成均与实施例1相同。
对实施例1-3和对比例1-3制备得到的超薄陶瓷装饰材料进行性能测试，结果如下表1所示：
表1超薄陶瓷装饰材料性能测试结果
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