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CN118754723A - 一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖及其制备方法 - Google Patents

一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖及其制备方法 Download PDF

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CN118754723A
CN118754723A CN202411251753.XA CN202411251753A CN118754723A CN 118754723 A CN118754723 A CN 118754723A CN 202411251753 A CN202411251753 A CN 202411251753A CN 118754723 A CN118754723 A CN 118754723A
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李智鸿
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Foshan Donghua Shengchang New Material Co ltd
Foshan Dongpeng Ceramic Co Ltd
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Foshan Donghua Shengchang New Material Co ltd
Foshan Dongpeng Ceramic Co Ltd
Foshan Dongpeng Ceramic Development Co Ltd
Guangdong Dongpeng Holdings Co Ltd
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Abstract

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖及其制备方法，包括以下步骤：A、准备陶瓷坯体，将陶瓷坯体进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；C、准备亲水自洁釉料；D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。本发明提出的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，制备方法简单，操作性强，得到的亲水自洁仿古砖在确保外观的前提下，不仅具有优异、均匀和持久的自洁性，还有利于降低成本。

Description

一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖及其制备方法。
背景技术
仿古砖，作为一种融合古典美学与现代工艺的艺术建材，以其独特的仿古釉面效果、丰富的色彩层次及浓郁的历史韵味，深受消费者青睐，被广泛应用于家庭装修、商业场所和文化旅游景区等领域。
为了确保仿古砖的仿古效果，仿古砖的表面通常设计为凹凸不平，其凹凸不平的表面虽然有利于增加其防滑性能，但也容易成为藏污纳垢的温床，不仅影响了仿古砖的美观度，降低了其装饰效果，还使得仿古砖的污垢处理变得费时费力，需要借助清洗剂才能有效去除。
为了克服上述缺陷，现有技术通常在仿古砖的表面涂覆亲水自洁涂料，令仿古砖的表面形成一层亲水自洁涂层，使水在接触到涂层表面时能够迅速铺展（即水与涂层的静态接触角较小）并形成一层均匀的水膜，水膜能够渗透到污垢与涂层之间的界面中，从而降低污物的附着力，且在重力的作用下，持续流动的水膜能够带走并清除仿古砖表面的污垢，达到自洁的效果。但由于亲水自洁涂层耐老化性较差，且其与砖面结合力有限，导致亲水自洁涂层容易脱落，不利于延长涂层的使用寿命，导致涂层的自洁持久性较差，难以满足实际使用需求。另外，额外地在仿古砖基体的表面涂覆亲水自洁涂料也不利于降低生产成本。
发明内容
本发明的第一目的在于提出一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，制备方法简单，操作性强，得到的亲水自洁仿古砖在确保外观的前提下，不仅具有优异、均匀和持久的自洁性，还有利于降低成本。
本发明的第二目的在于提出一种由上述基于分相自洁的超亲水自洁仿古砖的制备方法制备而成的亲水自洁仿古砖，其未经开水浸泡的静态接触角为8～15°，在开水中浸泡30天后的静态接触角为15～22°，具有优异、均匀且持久的自洁性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，包括以下步骤：
A、准备陶瓷坯体，将陶瓷坯体进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；
B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；
按照质量百分比计算，所述底釉的化学成分包括SiO2 57～63%、Al2O3 23～25%、Na2O 2.5～3.5%、CaO 0.2～0.8%、K2O 6～7%和ZrO25.5～6.5%；
C、准备亲水自洁釉料；
按照质量百分比计算，所述亲水自洁釉料包括亲水熔块80～90%、黑球土5～10%和萤石5～10%；
按照质量百分比计算，所述亲水熔块包括硼酸2～4%、碳酸锂5～9%、硅灰石30～40%、烧滑石9～16%、高岭土10～20%、石英13～22%和氧化铝8～12%，且所述亲水熔块的煅烧曲线为：从室温以8～10℃/min的升温速率升至1530℃后，保温35～45min；
D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；
E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。
进一步地，步骤C中，所述萤石的目数为6000～8000目。
进一步地，步骤C中，按照质量百分比计算，所述萤石中CaF2的含量≥90%。
进一步地，步骤C中，所述硼酸与所述碳酸锂的质量百分比之和与所述硅灰石与所述烧滑石的质量百分比之和的比值为1:（4～7）。
进一步地，步骤C中，按照质量百分比，所述亲水自洁釉料过325目筛网，筛余0.2～0.4%。
进一步地，步骤C中，所述亲水自洁釉料的比重为1.82～1.9。
进一步地，步骤C中，按照质量百分比计算，所述亲水自洁釉料包括亲水熔块80%、黑球土10%和萤石10%；
按质量百分比计算，所述亲水熔块包括硼酸3%、碳酸锂8%、硅灰石35%、烧滑石12%、高岭土15%、石英17%和氧化铝10%。
进一步地，步骤D中，所述亲水自洁釉料的施釉厚度为0.3～0.7mm。
进一步地，步骤C中，所述亲水自洁釉料的准备步骤为：
按配比将亲水熔块的原料混合均匀，煅烧后水淬得到亲水熔块；
按配比将亲水自洁釉料的原料混合均匀后，加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水进行球磨，过筛得到亲水自洁釉料。
一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖，使用上述的基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法制备而成，所述亲水自洁仿古砖未经开水浸泡的静态接触角为8～15°，在开水中浸泡30天后的静态接触角为15～22°。
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：
1、在烧成前期，亲水熔块配方体系已实现分相，且硼酸和碳酸锂为分相上层，第二梯度助熔体系（硅灰石和烧滑石）和高温原料（高岭土、石英和氧化铝）为分相下层。当煅烧温度达到分相下层中各原料的熔点时，分相下层中的各原料也将逐渐熔融。进一步地，随着煅烧温度的再次升高，分相上层和分相下层中的各原料将逐渐分解，令亲水熔块最终形成以氧化硼和氧化锂成分为分相上层，以氧化钙、氧化镁、氧化铝和氧化硅成分为分相下层的分相熔体。当将实质为分相熔体的亲水熔块添加至亲水自洁釉料配方中，会令亲水自洁釉料在煅烧后，形成以氧化硼和氧化锂成分作为分相上层，以氧化钙、氧化镁、三氧化二铝和二氧化硅成分作为分相下层的亲水自洁釉层。
2、由于氧化锂的表面张力为450×10-3N/M，氧化硼的表面张力为80×10-3N/M，而水的表面张力为73×10-3N/m，即亲水自洁釉层的表面张力远大水的表面张力，从而令亲水自洁釉层的表面具有极强的亲水自洁性能，即使亲水自洁釉层的表面粘附有污垢，污垢也较为容易被去除。另外，相比起亲水自洁涂层，亲水自洁釉层的耐老化性大大提高，有利于克服现有技术中由于亲水自洁涂层的耐老化性较差而导致其自洁性时效性差的技术缺陷。更进一步地，由于亲水自洁釉层直接通过亲水自洁釉料煅烧而成，其与仿古砖的结合力极高，有利于克服现有技术中亲水自洁涂层与仿古砖的砖面结合力有限，导致自洁性时效性差的技术缺陷。上述多个因素的相互配合，有利于实现仿古砖实现持久的自洁性，且自洁性优异。除此以外，本技术方案无需额外地在仿古砖的表面涂覆亲水自洁涂料，有利于节约生产成本并提高生产效率。
3、在亲水自洁釉料煅烧过程中，随着煅烧温度的升高，熔体粘度逐渐降低，萤石将与亲水熔块中远未达到熔点的原料（如第二梯度助熔体系和高温原料）一起下沉，使得亲水自洁釉料煅烧形成以氧化硼和氧化锂成分作为分相上层，以氟化钙、氧化钙、氧化镁、三氧化二铝和二氧化硅成分作为分相下层的亲水自洁釉层。其中，氟化钙的表面张力为22.3×10-3N/M，且主要成分为氟化钙的萤石在亲水自洁釉料中的添加量为5～10%，使得亲水自洁釉层的分相下层中氟化钙的含量较大，从而可以极大地降低亲水自洁釉层的分相下层的表面张力，使得亲水自洁釉层的分相下层与底釉层之间的表面张力相匹配，从而避免了亲水自洁釉层的分相下层与底釉层之间的表面张力相差极大时，亲水自洁釉料在煅烧过程中容易出现缩釉现象的缺陷，不仅有利于获得均匀的自洁性，还能确保产品的外观。
具体实施方式
本技术方案提供了一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，包括以下步骤：
A、准备陶瓷坯体，将陶瓷坯体进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；
B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；
按照质量百分比计算，所述底釉的化学成分包括SiO2 57～63%、Al2O3 23～25%、Na2O 2.5～3.5%、CaO 0.2～0.8%、K2O 6～7%和ZrO25.5～6.5%；
C、准备亲水自洁釉料；
按照质量百分比计算，所述亲水自洁釉料包括亲水熔块80～90%、黑球土5～10%和萤石5～10%；
按照质量百分比计算，所述亲水熔块包括硼酸2～4%、碳酸锂5～9%、硅灰石30～40%、烧滑石9～16%、高岭土10～20%、石英13～22%和氧化铝8～12%，且所述亲水熔块的煅烧曲线为：从室温以8～10℃/min的升温速率升至1530℃后，保温35～45min；
D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；
E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。
现有技术通常在仿古砖基体的表面涂覆亲水自洁涂料，令仿古砖的表面形成一层亲水自洁涂层，使得即使仿古砖的表面粘附有污垢，污垢也较为容易被去除。但由于亲水自洁涂层耐老化性较差，且其与砖面结合力有限，导致亲水自洁涂层容易脱落，不利于延长涂层的使用寿命，导致涂层的自洁持久性较差，难以满足实际使用需求。另外，额外地在仿古砖基体的表面涂覆亲水自洁涂料也不利于降低生产成本。
首先，为了在降低成本的前提下，实现持久的自洁性，本技术方案提出了一种亲水自洁釉料，其原料包括亲水熔块、黑球土和萤石。其中，亲水熔块采用硼酸、碳酸锂、硅灰石和烧滑石作为助熔剂，且硼酸的熔点为577℃左右，碳酸锂的熔点为723℃左右，硅灰石的熔点为1500℃左右，烧滑石的熔点为1400℃左右，令亲水熔块配方中形成以硼酸和碳酸锂配合而成的第一梯度助熔体系，和以硅灰石和烧滑石配合而成的第二梯度助熔体系，且两个梯度的助熔体系的熔融温度相差极大。
由于第一梯度助熔体系与亲水熔块配方中的高温原料（即形成固相的原料，如高岭土、石英和氧化铝，其中，高岭土的熔融温度为1780℃左右，石英的熔融温度为1713℃左右，氧化铝的熔融温度为2054℃）的熔融温度相差较大，第二梯度助熔体系与亲水熔块配方中高温原料的熔融温度相差较小，从而使得在瓷砖的烧成前期，第一梯度助熔体系的原料首先熔融，令亲水熔块在煅烧前期得到以硼酸和碳酸锂为主的熔体。而随着煅烧温度的升高，熔体粘度逐渐降低，其它远未达到熔点的原料（如第二梯度助熔体系的原料和高温原料）将下沉。即，在烧成前期，亲水熔块配方体系已实现分相，且硼酸和碳酸锂为分相上层，第二梯度助熔体系（硅灰石和烧滑石）和高温原料（高岭土、石英和氧化铝）为分相下层。当煅烧温度达到分相下层中各原料的熔点时，分相下层中的各原料也将逐渐熔融。进一步地，随着煅烧温度的再次升高，分相上层和分相下层中的各原料将逐渐分解，令亲水熔块最终形成以氧化硼和氧化锂成分为分相上层，以氧化钙、氧化镁、氧化铝和氧化硅成分为分相下层的分相熔体。
当将实质为分相熔体的亲水熔块添加至亲水自洁釉料配方中，会令亲水自洁釉料在煅烧后，形成以氧化硼和氧化锂成分作为分相上层，以氧化钙、氧化镁、三氧化二铝和二氧化硅成分作为分相下层的亲水自洁釉层。
进一步地，由于氧化锂的表面张力为450×10-3N/M，氧化硼的表面张力为80×10- 3N/M，而水的表面张力为73×10-3N/m，即亲水自洁釉层的表面张力远大水的表面张力，从而令亲水自洁釉层的表面具有极强的亲水自洁性能，即使亲水自洁釉层的表面粘附有污垢，污垢也较为容易被去除。另外，相比起亲水自洁涂层，亲水自洁釉层的耐老化性大大提高，有利于克服现有技术中由于亲水自洁涂层的耐老化性较差而导致其自洁性时效性差的技术缺陷。更进一步地，由于亲水自洁釉层直接通过亲水自洁釉料煅烧而成，其与仿古砖的结合力极高，有利于克服现有技术中亲水自洁涂层与仿古砖的砖面结合力有限，导致自洁性时效性差的技术缺陷。上述多个因素的相互配合，有利于实现仿古砖实现持久的自洁性，且自洁性优异。除此以外，本技术方案无需额外地在仿古砖的表面涂覆亲水自洁涂料，有利于节约生产成本并提高生产效率。
需要说明的是，现有技术一般会在用于实现亲水性能的熔块里添加钾长石和/或钠长石作为助熔剂，而钾长石的熔点为1150℃左右、钠长石的熔点为1120℃左右，当向亲水熔块配方中添加钾长石和/或钠长石时，将导致第一梯度助熔体系与第二梯度助熔体系的熔融温度差极大地降低，导致配方体系无法实现分相。同时，由于钾长石和钠长石中含有大量的三氧化二铝和二氧化硅成分，导致前期熔体的高温粘度不会大幅度下降，进一步导致配方体系无法实现分相。除此以外，钾长石煅烧过程中产生的氧化钾，钠长石煅烧过程中产生的氧化钠，氧化钾和氧化钠的表面张力均比水的表面张力小，即，当向配方中加入钾长石和/或钠长石时，不利于亲水自洁釉料的自洁性。因此，含有钾长石和/或钠长石作为助熔剂的亲水熔块不能添加于本技术方案中。
其次，现有底釉为了保证助熔效果以及膨胀系数与坯体的膨胀系数相适配，通常会将钾长石和钠长石添加至底釉配方中，且现有底釉的化学成分一般均包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、氧化钙、氧化钾和氧化锆。而当将实质为分相熔体的亲水熔块添加至亲水自洁釉料配方中，亲水自洁釉料煅烧形成以氧化钙、氧化镁、三氧化二铝和二氧化硅成分作为分相下层的亲水自洁釉层。即，亲水自洁釉层的分相下层的化学成分与底釉层的化学成分中均含有高表面张力的二氧化硅、三氧化二铝和氧化钙（氧化钙的表面张力为470×10-3N/M，二氧化硅的表面张力为290×10-3N/M，三氧化二铝的表面张力为380×10-3N/M），但亲水自洁釉层的分相下层中还含有氧化镁，而底釉层中还含有氧化钠、氧化钾和氧化锆。其中，氧化镁的表面张力为545×10-3N/M，氧化钠的表面张力为150×10-3N/M，氧化钾的表面张力为10×10-3N/M，氧化锆的表面张力为410×10-3N/M。由于亲水自洁釉层的分相下层中化学成分的表面张力均较高，且底釉层中氧化钾容易极大地拉低底釉层的表面张力，导致亲水自洁釉层的分相下层的表面张力远大于底釉层的表面张力，亲水自洁釉层的分相下层与底釉层之间的表面张力差，导致亲水自洁釉层容易出现缩釉现象，使煅烧后得到的亲水自洁釉层容易出现缩孔，底釉层部分裸露，不仅容易影响自洁性的均匀性，还容易影响产品的外观。
为了提升自洁性的均匀性，并确保产品的外观，本技术方案将萤石添加至亲水自洁釉料中。其中，萤石的化学成分主要为氟化钙，且萤石的熔点为1360℃左右，为高温原料。在亲水自洁釉料煅烧过程中，随着煅烧温度的升高，熔体粘度逐渐降低，萤石将与亲水熔块中远未达到熔点的原料（如第二梯度助熔体系和高温原料）一起下沉，使得亲水自洁釉料煅烧形成以氧化硼和氧化锂成分作为分相上层，以氟化钙、氧化钙、氧化镁、三氧化二铝和二氧化硅成分作为分相下层的亲水自洁釉层。其中，氟化钙的表面张力为22.3×10-3N/M，且主要成分为氟化钙的萤石在亲水自洁釉料中的添加量为5～10%，使得亲水自洁釉层的分相下层中氟化钙的含量较大，从而可以极大地降低亲水自洁釉层的分相下层的表面张力，使得亲水自洁釉层的分相下层与底釉层之间的表面张力相匹配，从而避免了亲水自洁釉层的分相下层与底釉层之间的表面张力相差极大时，亲水自洁釉料在煅烧过程中容易出现缩釉现象的缺陷，不仅有利于获得均匀的自洁性，还能确保产品的外观。
需要说明的是，亲水自洁釉料在煅烧的过程中分相后，分相上层和分相下层会出现较多液相量，并且分相上层和分相下层的成分差异也比较大，使得分相上层和分相下层之间容易进行离子交换并形成中间层，中间层的存在会拉近分相上层和分相下层的表面张力的差异，使得即使分相上层和分相下层存在较大的张力差，但是缩釉现象也不会出现在亲水自洁釉层的内部。
另外，现有底釉为了确保封孔和遮白等效果，其化学成分中含有较多二氧化锆，且其化学成分中助熔成分的添加量较少（助熔成分如氧化钾、氧化钠和氧化钙的添加量之和为8.7～10.3%），令其在煅烧过程中产生的液相量相对亲水自洁釉料煅烧过程中产生的液相量大大减少，导致亲水自洁釉料的分相下层与底釉之间的离子交换效率大大降低，亲水自洁釉料的分相下层与底釉之间形成的中间层较薄，且其成分更接近亲水自洁釉料的分相下层，难以拉近亲水自洁釉料的分相下层与底釉的表面张力的差异。因此，当亲水自洁釉层的分相下层与底釉层之间的表面张力相差极大时，容易导致亲水自洁釉层容易出现缩釉现象。
由于萤石中主要成分氟化钙的分解温度在1350～1470℃，而亲水熔块的最高煅烧温度为1530℃，当将其加入亲水熔块中时，氟化钙将被分解为氧化钙，使得留在分相下层中的氟化钙变为氧化钙，而氧化钙的表面张力较大，使得亲水自洁釉层的分相下层的表面张力无法降低，无法解决缩釉缺陷。因此，本技术方案中只能将萤石直接添加到亲水自洁釉料中，而不能通过将其添加亲水熔块中后，再通过亲水熔块间接添加至亲水自洁釉料中。
再次，本技术方案中硼酸的引入，除了可以有效促进亲水自洁釉料在煅烧过程中的分相外，还利于抑制亲水自洁釉料在煅烧时，分相上层和分相下层的两个分相熔体之间的中间层出现析晶，从而避免分相上层的液相过低，导致亲水自洁釉料的自洁性能不稳定的情况发生。另外，亲水熔块中的高岭土、石英和氧化铝不仅有利于提高亲水熔块的硬度、耐磨性等性能，且上述三种原料均为高温原料，其有利于提高亲水熔块中上层原料与下层原料的温度差，促进釉料在烧成前期即可进行分相。
最后，按照质量百分比计算，亲水熔块包括硼酸2～4%、碳酸锂5～9%、硅灰石30～40%、烧滑石9～16%、高岭土10～20%、石英13～22%和氧化铝8～12%，使得硼酸与碳酸锂的质量百分比之和与硅灰石与烧滑石的质量百分比之和的比值为1:（3～8）。当比值大于1：3时，将导致煅烧前期熔体中硼酸与碳酸锂形成的液相量过多，助熔效果太强，容易令前期不易融化的萤石以及亲水熔块中的固相原料提前熔融，导致不易分相；当小于1：8时，将导致煅烧前期熔体中硼酸与碳酸锂形成的液相量过少，一方面导致萤石以及亲水熔块中的第二梯度助熔体系和高温原料下沉困难，致使分相困难；另一方面导致分相上层的液相过薄，影响釉面的表面张力，进而影响其自洁性能。
优选的，按照质量份数，所述底釉包括以下原料：钾长石30～40份、钠长石10～15份、水洗高岭土3～10份、煅烧高岭土10～30份、石英5～15份、煅烧氧化铝5～15份、滑石3～5份和石灰石2～6份和硅酸锆5～15份。但不限制于此。
进一步说明，步骤C中，所述萤石的目数为6000～8000目。
本方案优选目数为6000～8000目的萤石添加至配方中，较细的萤石颗粒有利于其在亲水自洁釉料中分布更均匀，避免了萤石颗粒过大，使得局部浓度过高而引起失透现象；同时，较细的萤石颗粒也有利于加快其熔融，从而促进亲水自洁釉料煅烧过程的分相，确保其性能。
进一步说明，步骤C中，按照质量百分比计算，所述萤石中CaF2的含量≥90%。
本技术方案优选CaF2（氟化钙）的含量≥90%的萤石作为亲水自洁釉料的配方原料，更有利于降低亲水自洁釉层中分相下层的表面张力，使得亲水自洁釉层中分相下层的表面张力与底釉层之间的表面张力匹配性更高，从而提升自洁性的均匀性以及产品的外观。
进一步说明，步骤C中，所述硼酸与所述碳酸锂的质量百分比之和与所述硅灰石与所述烧滑石的质量百分比之和的比值为1:（4～7）。
在本技术方案的一个优选实施例中，通过对硼酸与碳酸锂的质量百分比之和与硅灰石与烧滑石的质量百分比之和的比值进行优选，有利于促进亲水自洁釉料在煅烧前期即分相，确保亲水自洁釉料的性能。
进一步说明，步骤C中，按照质量百分比，所述亲水自洁釉料过325目筛网，筛余0.2～0.4%。
在本技术方案的一个优选实施例中，通过对亲水自洁釉料的细度大小进行限定，令亲水自洁釉料的筛余偏低，有利于使亲水自洁釉料具有细腻的均匀度，减少颗粒不均而产生的釉面粗糙现象，有利于提高自洁性能。
进一步说明，步骤C中，所述亲水自洁釉料的比重为1.82～1.9。
当亲水自洁釉料的比重过高，将导致釉料太稠，流动性变差，使亲水自洁釉料的布施均匀性较差，容易形成釉路等缺陷。此外，亲水自洁釉料的比重过高还容易使亲水自洁釉料在煅烧过程中产生的气体以及水分排出受阻，导致亲水自洁釉料煅烧得到的釉层容易开裂。
当亲水自洁釉料的比重过低，亲水自洁釉料的流动性过好，其容易在施釉的过程中流淌，同样导致亲水自洁釉料的布施均匀性较差，容易形成釉路等缺陷。另外，亲水自洁釉料的比重过低，导致釉料中水分过多，煅烧过程中容易出现炸砖等现象。
需要说明的是，釉路是指即釉层在某些区域的较厚，而在其他区域较薄或缺失。
进一步说明，步骤C中，按照质量百分比计算，所述亲水自洁釉料包括亲水熔块80%、黑球土10%和萤石10%；
按质量百分比计算，所述亲水熔块包括硼酸3%、碳酸锂8%、硅灰石35%、烧滑石12%、高岭土15%、石英17%和氧化铝10%。
在本技术方案的一个优选实施例中，通过对亲水熔块和亲水自洁釉料中各原料的添加量进行限定，有利于使亲水自洁釉料的性能达到最佳。
进一步说明，步骤D中，所述亲水自洁釉料的施釉厚度为0.3～0.7mm。
在本技术方案的一个优选实施例中，通过对施釉厚度进行限定，有利于在煅烧前期以硼酸和碳酸锂为主的熔体有一定的厚度，使还未达到熔点的原料有足够下沉的空间进行下沉，从而促进分相，确保其性能。
进一步说明，步骤C中，所述亲水自洁釉料的准备步骤为：
按配比将亲水熔块的原料混合均匀，煅烧后水淬得到亲水熔块；
按配比将亲水自洁釉料的原料混合均匀后，加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水进行球磨，过筛得到亲水自洁釉料。
本技术方案还提出了亲水自洁釉料的制备方法，制备方法简单，操作性强，优选地，按照质量百分比计算，羧甲基纤维素钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.2％，三聚磷酸钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.3％，水的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的35～38％，将上述添加剂加入到混合物料中后，球磨12小时后，过筛得到亲水自洁釉料。
一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖，使用上述的基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法制备而成，所述亲水自洁仿古砖未经开水浸泡的静态接触角为8～15°，在开水中浸泡30天后的静态接触角为15～22°。
一种由上述基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法制备而成的亲水自洁仿古砖，其未经开水浸泡的静态接触角为8～15°，在开水中浸泡30天后的静态接触角为15～22°，具有优异、均匀且持久的自洁性能。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
性能测试：
外观：用肉眼观察仿古砖的釉面。
浸泡前的静态接触角：根据《GB/T 30447-2013 纳米薄膜接触角测量方法》的测试方法测试亲水自洁仿古砖未经开水浸泡的静态接触角，若静态接触角为＜15°，即为合格。
浸泡后的静态接触角：根据《GB/T 30447-2013 纳米薄膜接触角测量方法》的测试方法测试亲水自洁仿古砖测试在开水中浸泡30天后的静态接触角，若接触角＜25°，即为合格。
防滑性能：根据《DIN 51130：2014防滑标准》测试防滑性能。
莫氏硬度：利用莫氏硬度计对亲水自洁仿古砖的莫氏硬度进行测试。
实施例1
A、准备陶瓷坯料，将陶瓷坯料进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；
B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；按照质量百分比计算，底釉的化学成分包括SiO2 59%、Al2O3 25%、Na2O 3%、CaO 0.6%、K2O 6%和ZrO26.4%；
C、按照质量百分比计算，将硼酸3%、碳酸锂8%、硅灰石35%、烧滑石12%、高岭土15%、石英17%和氧化铝10%混合均匀，煅烧后水淬得到亲水熔块；按照质量百分比计算，将亲水熔块80%、黑球土10%和目数为7000目且CaF2的含量为90%的萤石10%混合均匀后，加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水进行球磨，过筛得到比重为1.85的亲水自洁釉料；其中，按照质量百分比，亲水自洁釉料过325目筛网，筛余0.2%；按照质量百分比计算，羧甲基纤维素钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.2％，三聚磷酸钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.3％，水的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的35％；亲水熔块的煅烧曲线为：从室温以8～10℃/min的升温速率升至1530℃后，保温40min；
D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；其中，亲水自洁釉料的施釉厚度为0.5mm；
E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。
实施例2
A、准备陶瓷坯料，将陶瓷坯料进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；
B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；按照质量百分比计算，底釉的化学成分包括SiO2 62%、Al2O3 23%、Na2O 2.5%、CaO 0.5%、K2O 6.5%和ZrO25.5%；
C、按照质量百分比计算，将硼酸2%、碳酸锂9%、硅灰石30%、烧滑石16%、高岭土20%、石英15%和氧化铝8%混合均匀，煅烧后水淬得到亲水熔块；按照质量百分比计算，将亲水熔块90%、黑球土5%和目数为6000目且CaF2的含量为95%的萤石5%混合均匀后，加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水进行球磨，过筛得到比重为1.82的亲水自洁釉料；其中，按照质量百分比，亲水自洁釉料过325目筛网，筛余0.4%；按照质量百分比计算，羧甲基纤维素钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.2％，三聚磷酸钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.3％，水的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的36％；亲水熔块的煅烧曲线为：从室温以8～10℃/min的升温速率升至1530℃后，保温45min；
D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；其中，亲水自洁釉料的施釉厚度为0.3mm；
E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。
实施例3
A、准备陶瓷坯料，将陶瓷坯料进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；
B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；按照质量百分比计算，底釉的化学成分包括SiO2 60%、Al2O3 24%、Na2O 3.5%、CaO 0.3%、K2O 6.2%和ZrO26%；
C、按照质量百分比计算，将硼酸4%、碳酸锂5%、硅灰石40%、烧滑石9%、高岭土17%、石英13%和氧化铝12%混合均匀，煅烧后水淬得到亲水熔块；按照质量百分比计算，将亲水熔块85%、黑球土7%和目数为8000目且CaF2的含量为90%的萤石8%混合均匀后，加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水进行球磨，过筛得到比重为1.9的亲水自洁釉料；其中，按照质量百分比，亲水自洁釉料过325目筛网，筛余0.3%；按照质量百分比计算，羧甲基纤维素钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.2％，三聚磷酸钠的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的0.3％，水的加入量为亲水自洁釉料的干料的添加量的38％；亲水熔块的煅烧曲线为：从室温以8～10℃/min的升温速率升至1530℃后，保温40min；
D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；其中，亲水自洁釉料的施釉厚度为0.7mm；
E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。
对比例1
对比例1中亲水自洁仿古砖包括由下至上依次分布的仿古砖基体和亲水自洁涂层；其中亲水自洁涂层由尚蒙科技无锡有限公司，型号为SM-TM-QS3500/3200的超亲水涂料固化得到。
对比例2
对比例2与实施例1的制备方法以及原料相同，不同的是对比例2中亲水熔块配方中添加了钾长石和钠长石。即，对比例1中，按照质量百分比计算，亲水熔块包括硼酸3%、碳酸锂8%、钾长石5%、钠长石3%、硅灰石30%、烧滑石12%、高岭土12%、石英17%和氧化铝10%。
对比例3
对比例3与实施例1的制备方法以及原料相同，不同的是对比例3中，按照质量比计算，硼酸与碳酸锂的质量百分比之和与硅灰石与烧滑石的质量百分比之和的比值为1:2。
对比例4
对比例4与实施例1的制备方法以及原料相同，不同的是对比例4中按照质量比计算，硼酸与碳酸锂的质量百分比之和与硅灰石与烧滑石的质量百分比之和的比值为1:9。
对比例5
对比例5与实施例1的制备方法以及原料相同，不同的是对比例5中亲水釉料配方中未添加萤石。即，对比例1中，按照质量百分比计算，亲水自洁釉料包括亲水熔块90%和黑球土10%。
分别对实施例1-3和对比例1-5的制备方法制得的亲水自洁仿古砖进行性能测试，其结果如下表1所示：
表1实施例和对比例中不同亲水自洁仿古砖的性能测试结果
由表1的性能测试结果可知，由本技术方案得到的仿古砖釉面无缩孔，底釉层无裸露，未经开水浸泡的静态接触角为8～15°，在开水中浸泡30天后的静态接触角为15～22°，在确保外观的前提下，不仅具有优异、均匀且持久的自洁性能，还具有良好的防滑性和硬度，兼备装饰性和实用性，更有利于满足消费者的使用需求。
对比例1中采用在仿古砖基体的表面设置亲水自洁涂层从而得到亲水自洁仿古砖，得到的仿古砖在浸泡前虽然与水的静态接触角较小，具有较好的自洁性，但受亲水自洁涂层的耐老化性较差及其与砖面结合力有限的影响，导致对比例1中的亲水自洁仿古砖在浸泡后，其亲水自洁涂层脱落，自洁持久性较差，且无法测量浸泡后的静态接触角。
对比例2中由于在亲水熔块配方中添加了钾长石和钠长石，不仅导致分相困难，也使亲水自洁釉料煅烧得到的亲水自洁釉层表面张力降低，使仿古砖的静态接触角变大，导致其自洁性降低。
对比例3中由于硼酸与碳酸锂的质量百分比之和与硅灰石与烧滑石的质量百分比之和的比值过大，导致煅烧前期熔体中硼酸与碳酸锂形成的液相量过多，助熔效果太强，容易熔解前期不易融化的萤石以及亲水熔块中的固相原料，导致不易分相，使得仿古砖的静态接触角变大，导致其自洁性能降低。
对比例4中由于硼酸与碳酸锂的质量百分比之和与硅灰石与烧滑石的质量百分比之和的比值过小，导致煅烧前期熔体中硼酸与碳酸锂形成的液相量过少，一方面导致萤石以及亲水熔块中的第二梯度助熔体系和高温原料下沉困难，致使分相困难；致使分相困难；另一方面导致分相上层的液相过薄，影响釉面的表面张力，进而影响其自洁性能。
对比例5中由于未添加萤石，导致釉面出现缩孔，底釉层局部裸露，不仅影响产品的外观，还导致底釉层裸露处自洁性较差，影响产品的自洁均匀性。
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，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、准备陶瓷坯体，将陶瓷坯体进行压制，干燥后得到表面具有凹凸效果的坯体；
B、在坯体的表面布施底釉，形成底釉层；
按照质量百分比计算，所述底釉的化学成分包括SiO2 57～63%、Al2O3 23～25%、Na2O2.5～3.5%、CaO 0.2～0.8%、K2O 6～7%和ZrO2 5.5～6.5%；
C、准备亲水自洁釉料；
按照质量百分比计算，所述亲水自洁釉料包括亲水熔块80～90%、黑球土5～10%和萤石5～10%；
按照质量百分比计算，所述亲水熔块包括硼酸2～4%、碳酸锂5～9%、硅灰石30～40%、烧滑石9～16%、高岭土10～20%、石英13～22%和氧化铝8～12%，且所述亲水熔块的煅烧曲线为：从室温以8～10℃/min的升温速率升至1530℃后，保温35～45min；
D、将亲水自洁釉料布施于底釉层的表面，形成亲水自洁釉层；
E、干燥后，在1200～1220℃的温度下煅烧得到亲水自洁仿古砖。
2.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述萤石的目数为6000～8000目。
3.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，按照质量百分比计算，所述萤石中CaF2的含量≥90%。
4.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述硼酸与所述碳酸锂的质量百分比之和与所述硅灰石与所述烧滑石的质量百分比之和的比值为1:（4～7）。
5.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，按照质量百分比，所述亲水自洁釉料过325目筛网，筛余0.2～0.4%。
6.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述亲水自洁釉料的比重为1.82～1.9。
7.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，按照质量百分比计算，所述亲水自洁釉料包括亲水熔块80%、黑球土10%和萤石10%；
按质量百分比计算，所述亲水熔块包括硼酸3%、碳酸锂8%、硅灰石35%、烧滑石12%、高岭土15%、石英17%和氧化铝10%。
8.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤D中，所述亲水自洁釉料的施釉厚度为0.3～0.7mm。
9.根据权利要求1所述的一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述亲水自洁釉料的准备步骤为：
按配比将亲水熔块的原料混合均匀，煅烧后水淬得到亲水熔块；
按配比将亲水自洁釉料的原料混合均匀后，加入羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠和水进行球磨，过筛得到亲水自洁釉料。
10.一种基于分相自洁的亲水自洁仿古砖，其特征在于：使用权利要求1～9任意一项所述的基于分相自洁的亲水自洁仿古砖的制备方法制备而成，所述亲水自洁仿古砖未经开水浸泡的静态接触角为8～15°，在开水中浸泡30天后的静态接触角为15～22°。
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