大规格彩色瓷面陶瓷岩板的研发

大规格彩色瓷面陶瓷岩板的研发

孙发强

（新明珠（广东）新材料有限公司 肇庆 526124）

摘要：纯色陶瓷岩板在家装、商业和家具面板等场景具有一定的市场潜力，其中深色系的产品是许多场合下设计师喜爱但市面上又紧缺的类型。而深色系彩色陶瓷板材缺失的主要原因是其制作难度较高，实际生产中产品的缺陷较多，如效果不佳和成本较大等。针对现有陶瓷装饰技术在生产纯彩色陶瓷板材过程中面临的技术问题，文章论述了开发一种能够低成本、高效率、工艺简单可靠又环保地生产彩色饰面板材的轻工技术，以满足在家居或商业场景中对彩色陶瓷面板的需求，特别是为迎合陶瓷岩板的家居化应用，针对性地开发出超薄彩色瓷质板材的生产工艺，实现轻薄、色彩明亮、耐磨且加工性性能优异的大规格陶瓷岩板的产业化。

关键词：彩色陶瓷板材；陶瓷装饰技术；工艺研发

1 引言

在中国建筑陶瓷快速发展的近三十年里，陶瓷砖板因其优异的物理化学稳定性、易清洁、耐磨性和极好的装饰效果，已成为一种应用极为广泛的建筑装饰材料。而随着陶瓷岩板在家居领域的广泛应用，对陶瓷岩板的装饰风格、尺寸规格及物理性能提出了新的要求。

市面上大多数的纯色砖主要是以黑白灰为主的釉面产品，缺少具有视觉冲击效果，不能满足未来装修潮流的发展趋势[1]。此外，现有流行的喷墨打印技术在实现高饱和度彩色产品上还面临诸多技术难题，亟需一种工艺简单可靠、适应性好和效果优异的陶瓷岩板的彩色表面装饰工艺。所以，此次的项目当中，我们研发了一种高纯度、高饱和度的彩色瓷面岩板，为人们在装饰板材上的选择上增加了更多的选择，解决了现有技术生产大规格彩色陶瓷岩板难以生产高浓度色彩的难题，获得一种可实现高饱和度彩色系、不同表面效果、工艺操作简单可靠环保、成本低，且兼具薄、厚板的瓷面岩板装饰工艺。

2 工程概况

此次的大规格彩色瓷面陶瓷岩板的研发项目当中，我们的主要目标是提供一种高纯度高饱和度的彩色瓷面岩板，而且需满足高纯度、高饱和度、耐磨、环保、节能、节约成本这些要求。项目计划前五个月完成工艺配方设计和基础配方研制，并试制样品、色彩搭配，接下来三个月进行小批量试制，设计评审，后续进行中试效果调试，最后投入大量生产。

3 彩色瓷面陶瓷岩板研制流程

3.1 制备技术介绍

现有技术采用喷墨打印技术制造高饱和度彩色陶瓷面板时，喷头需要高负荷长时间工作，尤其在生产深色系产品时，极易产生断墨、飞墨和烧喷头等问题，导致拉线、喷头印等产品缺陷[2]。此外，由于大量的油性墨水与水性的釉料层不相容，导致缩釉等各类缺陷，并且制备深色系纯色图案，会消耗大量的陶瓷墨水，会导致成本大幅增加[3]。所以，为了解决现有装饰技术在生产纯色陶瓷板材过程中面临问题，我们基于此次的项目提出彩色面浆湿淋工艺，采用高白度、高硬度耐磨的面浆配方，通过添加色料制备彩色面浆，经过淋浆工艺，在陶瓷生坯表面直接获得厚度可控的瓷质彩色装饰层。以达到实现深色系、降低成本、提高生产彩色纯色陶瓷板材的效率的目的。不同工艺制备纯色陶瓷板材的技术对比如下表1所示。

表1 彩色瓷板各类装饰技术对比

此次我们研制的大规格彩色瓷面陶瓷岩板主要性能指标如下几点所述：

（1）耐磨性达到92-95的标准；

（2）断裂模数平均值为53，单个值为50-56；

（3）耐污性为5级；

（4）弹性限度达到20.6的标准；

（6）板材效果属于行业内首创的彩色面浆装饰工艺，色彩丰富、绿色环保、轻薄、易打理。

3.2 工艺流程

此大规格彩色瓷面陶瓷岩板的研发制备流程如下图1所示。

图1 工艺流程图

3.3 坯体和面浆层原料及配比

因为彩色瓷面板为瓷质产品，具有极低的吸水率，属无釉类别[4]，为此我们精细调配了各类黏土、砂石和水磨料的比例，为低温快烧工艺提供了配方基础。同时，通过合理使用各类减水剂和增强剂，弥补了各类原料成分波动对浆料性能的影响，保证了规模生产的顺利进行。

面浆我们采用的是匹配于下层瓷质坯体配方的低铁钛含量的原矿的坭沙料配制，配方中氧化铁和氧化钛主要含量仅为0.52%，保证了较高的白度，色料加入后能达到理想的呈色效果。另外，其主要成分为二氧化硅66%-74%，氧化铝17%-22%，氧化钾4.6%-5.9%，氧化钠2.6%-3.8%，经高温烧结后有更好的机械强度、硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性。

3.4 步骤工艺技术参数

项目所进行的步骤当中我们采用的坯体浆料和造粒粉料的参数、面浆料参数以及成型及窑炉工艺参数的数据如下表2、3、4所示。

表2 坯体浆料和造粒粉料参数

表3 面浆料参数

表4 成型及窑炉工艺参数

3.5 应用效果分析

如下图2所示，我们可以看出本项目采用的彩色淋浆工艺，实现了高饱和、多色彩瓷面陶瓷板材的产业化，突破了传统瓷砖浅色系的装饰风格，使得消费者能够用丰富的色彩表达家居或品牌的个性和特点，同时耐磨易打理的特点也明显提高了用户的使用体验[5]。彩色瓷面板材可以让色彩装饰出变幻万千、个性迥异的空间，打造理想中的生活与人居，在色彩搭配与空间设计方面具有很大的发挥空间和应用潜力

图2 本项目开发的各色系陶瓷板

同时，本项目开发的轻薄4.5mm彩色瓷板，能够应用于墙面、地面柜面、门板等家居和公共场景，展现出了良好的防污、耐磨和可加工性能。如下图3所示。

图3 彩色瓷板在橱柜面板场景的应用

4 项目经济效益和社会效益分析

4.1 经济效益

下表5为彩色耐磨瓷面板从2020年09月到2021年04月的销售数据。该产品意向销售人群为中高端客户群体。

表5 经济效益分析表

4.2 社会效益

（1）此次我们研制出的彩色瓷面板属行业内首创的彩色面浆装饰工艺，在制备深色系产品方面具有突出的色彩呈现和生产成本优势，兼具陶瓷砖系列中抛光砖优异的理化性能与抛釉砖的丰富色彩。

（2）本项目研发的超薄彩色瓷面板在家居领域的柜门面板等场景具有易打理、色彩丰富和轻薄的特点，不仅扩展了家具设计师的选材范围，也为建陶行业的转型提供了有力支撑[6]。同时，彩色瓷面板也是抛光砖上的进一步创新，在成本以及生产把控相结合下得到最优化的配置，为同行提供技术性的启发，在行业内属于创新应用，推动了行业的工艺应用，亦在追求能源消耗最小化与效率最大化、效果最佳化、理化性能最佳化的新时代将会是人们更好的选择。

5 结语

此次项目我们研发了一种高纯度高饱和度的彩色瓷面岩板，自主开发出低含水率的面浆和高强度坯体，采用二次淋浆工艺等关键技术，突破了在大规格陶瓷薄板上淋厚浆的技术难题，并通过优化烧成工艺，攻克了传统薄板淋浆中易出现生坯破损、淋浆过薄不能抛光等关键技术。通过优化陶瓷色料的种类和用量，获得了耐磨性能优于抛釉砖的色彩高饱和度陶瓷板材，避免了喷墨技术在制备深色系板面时成本高、易出现的拉线、喷头印等缺陷，实现了多重色彩、多种规格及厚度的亮亚耐磨瓷面彩色陶瓷板材高效绿色生产。

参考文献

[1]刘冉.浅谈陶瓷卫浴产品色彩的应用研究——以白色与彩色为例[J].陶瓷,2023(10):51-53.DOI:10.19397/j.cnki.ceramics.2023.10.048.

[2]崔世闯. 铝酸盐彩色陶瓷的制备及显色机理研究[D].内蒙古科技大学,2022.DOI:10.27724/d.cnki.gnmgk.2021.000282.

[3]高佳丽. 氧化锆陶瓷的高通量染色研究[D].上海应用技术大学,2022.DOI:10.27801/d.cnki.gshyy.2020.000392.

[4]张羽. 陶瓷墨粉用复合粒子的制备及表征[D].南京理工大学,2020.DOI:10.27241/d.cnki.gnjgu.2019.000120.

[5].彩色仿瓷面(阻燃)天花板[J].中国乡镇企业信息,1995(06):10.

[6]张斯彬.外墙彩砂粒状喷涂饰面施工工艺[J].建筑技术,1991(01):28-29.