[发明专利]一种自清洁陶瓷板的制备方法

说明书

本发明公开一种自清洁陶瓷板的制备方法。所述自清洁陶瓷板的制备方法包括：通过多通道喷墨打印墨水进行堆墨以在坯体表面形成具有多个由N层点阵组成的点阵单元的多级梯度微纳结构；多通道喷墨打印的通道个数与点阵层数相同；优选地，第N层点阵的最大尺寸小于第N‑1层点阵的最大尺寸100～200nm。采用喷墨机堆墨的方式在坯体表面形成规整的微纳结构，相对于涂层的处理方式，所得自清洁陶瓷板的疏水耐久性强，可控性优异。

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷领域，尤其涉及一种自清洁陶瓷板的制备方法。

背景技术

经过多年发展国内建筑陶瓷产品的制作工艺日渐成熟，但是同质化也趋于严重。为了提高陶瓷产品的附加值，诸多陶瓷厂家将特殊功能赋予建筑陶瓷，例如抗菌、除湿、除甲醛、自清洁等功能。对于自清洁陶瓷产品，通常是在产品表面镀亲水功能膜，从而便于在雨水冲刷下带走陶瓷产品表面的污渍；或者采用涂层的形式将纳米氧化钛固化在陶瓷产品表面，氧化钛在光照下产生强氧化性的活性氧，分解有机污染物，从而实现自清洁。

中国专利CN108840720A公开的自清洁陶瓷砖是在无釉砖表面依次涂覆底层固化膜和面层固化膜，面层固化膜能够显著提高陶瓷砖表面的自清洁能力，且与底层固化膜的结合性好、耐候性好。中国专利CN108503388A公开的自清洁陶瓷砖的制备方法是在砖坯层表面涂覆硅烷偶联剂得到粘接层，并通过喷墨打印方式在粘接层上喷涂有机钛墨水形成自清洁膜层。但是上述方案存在以下缺陷：自清洁涂层经过反复多次的磨刷极易发生破坏，耐久性差，自清洁效果的持久性低；仅依靠涂层难以实现超疏水的效果。曾有研究尝试将微纳结构和低表面能物质相结合实现超疏水，但是却发现在陶瓷表面构筑的涂层微纳结构比较脆弱容易遭到破坏，使得疏水效果降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种自清洁陶瓷板的制备方法，采用喷墨机堆墨的方式在坯体表面形成规整的微纳结构，相对于涂层的处理方式，所得自清洁陶瓷板的疏水耐久性强，可控性优异。

所述自清洁陶瓷板的制备方法包括：通过多通道喷墨打印墨水进行堆墨以在坯体表面形成具有多个由N层点阵组成的点阵单元的多级梯度微纳结构；多通道喷墨打印的通道个数与点阵层数相同；优选地，第N层点阵的最大尺寸小于第N-1层点阵的最大尺寸100～200nm。通过设计第N层点阵的最大尺寸小于第N-1层点阵的最大尺寸，促使获得的多级梯度微纳结构具有良好的粗糙度。点阵之间紧密堆砌形成的空间也便于釉料和低表面能物质的填充。

较佳地，N≥3。点阵的层数低于3层时，自清洁陶瓷板的疏水和自清洁效果较差，这是因为点阵的层数过低无法形成足够的粗糙度。优选地，N≥6。将点阵的层数设计在6层以上，能够提升微纳结构的层次感，提高构筑微纳结构的表面粗糙度，改善疏水效果。

较佳地，多通道喷墨打印墨水形成多级梯度微纳结构之前在坯体表面施与墨水相同颜色的面釉。

较佳地，所述墨水为白色墨水。

较佳地，在多通道喷墨打印墨水形成多级梯度微纳结构的坯体表面喷墨打印设计图案并施数码保护釉。

较佳地，所述数码保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，SiO₂：41～45％、Al₂O₃：18～22％、CaO：32.5～35.5％、MgO：0.8～1.5％、K₂O：0.01～0.05％、Na₂O：0.1～0.2％；优选地，所述数码保护釉的比重为1.4～1.5，施釉量为240～260g/m²。

较佳地，将施数码保护釉的坯体烧成，最高烧成温度为1150～1200℃，烧成周期为50～60min。

较佳地，在烧成后的陶瓷板表面覆盖低表面能材料和填料气相二氧化硅以填充多级梯度微纳结构，其中，气相二氧化硅占低表面能材料的2～5wt％。