CN101718131A - 一种用于幕墙装饰的陶板及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于幕墙的陶板及制备方法，其原料配方由粗大的陶瓷骨料和细小的塑性料组成，陶瓷泥料各组分为：膨润土、伊利土、高岭土、叶腊石、石英、长石、废熟料、水；制备方法为将陶瓷原料按骨料45-65wt％塑性料为35-55wt％的比例混合均匀，然后加入12-16wt％的水，使用螺旋挤出机成形，干燥后，在滚道窑中1050-1350℃烧成。本发明所得的泥料具有良好挤出性能，坯体容易干燥和烧成，陶板具有很高的强度，收缩小且不易开裂。

Description

一种用于幕墙装饰的陶板及制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑装饰材料，特别涉及一种用于幕墙装饰的陶板及制备方法。

背景技术

建筑幕墙装饰用陶板是以大自然的纯净陶土为原材料，采用各种工业化的先进设备，通过精细加工制成的具有相当强度、硬度和相对精确几何尺寸与形状要求的板材。它是传统材料在现代建筑上的应用，是传统材料、现代工业技术与现代建筑巧妙的结合。建筑装饰用陶板的安装采用干挂技术，因此要求其材料具有优异的抗冲击性和抗冻性等特性。其整个系统具有耐久性，牢固性和安全性。同时在陶板破损的情况下可实现单片更换。陶板与保温材料配合使用，具有良好的保温、隔音功能。

陶板的发展趋势是大面积的板材，因此除了对挤出设备和工艺要求较高外，这种大的板材在三维尺寸方面具有的极大差异，对挤出成形工艺要求泥料的可塑性好，含水率高。但过高的含水量会导致坯体的干燥时间过长、干燥后的坯体变形、开裂等。国外的陶板主要使用大量的骨料和瘠性料，但是这样的配方对挤出成形设备的要求很高，不适合国内的情况。有的陶板直接使用砖瓦的配方，或者使用一般的日用陶瓷的配方，都难以适用于陶板的生产和要求。

发明内容

本发明要解决的问题是通过原料配方的调整解决陶板的挤出成型与干燥工艺之间的矛盾，获得制备陶板的陶土泥料的挤出和干燥性能的合理配合，满足稳定生产的要求。

为达到以上目的，本发明提供了一种兼顾泥料的挤出性能和坯体的干燥性能的建筑幕墙装饰陶板及制备方法。

一种用于幕墙装饰的陶板，其特征在于，按重量百分比，包括由下述组分原料：膨润土10-22％、伊利土20-40％、高岭土0-15％、叶腊石15-30％、长石0-10％、废熟料5-10％、石英10-15％混合后外加水13-15％制成泥料，经挤出成形、干燥后烧结而成；其中石英、长石、叶腊石、废熟料是粗颗粒骨料；膨润土、伊利土、高岭土为塑性料，废熟料为烧结后的废陶板破碎所得。

上述方案中，所述骨料颗粒直径为0.2-5mm。所述塑性料的粒度配比为：小于50μm：占60-80％重量、50-80μm：占5-20％重量、80-200μm：5-15％重量、大于200μm：占10-15％重量。

一种上述陶板的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

(5)原料混合，按重量百分比，将下述组分原料：膨润土10-22％、伊利土20-40％、高岭土0-15％、叶腊石15-30％、长石0-10％、废熟料5-10％、石英10-15％混合，其中石英、长石、叶腊石、废熟料是粗颗粒骨料；膨润土、伊利土、高岭土为塑性料；

(6)按混合料重量外加水13-15％，轮辗捏合成均匀的泥料；

(7)挤出成形：将泥料使用螺旋挤出机进行挤出成形，制成陶板坯体；坯体干燥：将上述坯体于200℃以下干燥；

(8)烧结：将上述干燥坯体用烧结窑进行烧成，烧结温度为1050-1250℃，出炉后得陶板。

上述方法中，所述骨料颗粒直径为0.2-5mm。所述塑性料的粒度配比为：小于50μm：占60-80％重量、50-80μm：占5-20％重量、80-200μm：占5-15％重量、大于200μm：占10-15wt％重量。所述的干燥升温速度为20℃/h。

本发明陶板的配方兼顾了泥料的挤出性能和坯体的干燥性能，具有易于挤出和易于干燥等优点，同时烧结后的产品变形小、边直度好的特点，克服了其他方法制备的陶板易产生缺陷和易变形的缺点。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

陶板的原料组成如表1所示，在表1所示的实施例1-10中，塑性料粉末含量一般在35-55％(重量)，若小于30％，烧结体中塑性料含量也少，粗大骨料的增强效果受到限制，烧成体力学性能下降。若大于55wt％，膨润土的添加量相应就要增加，相应泥料的塑性就太好，虽然有利于挤出，但是很难干燥。

膨润土含量最好在10-22％。若小于10％，制备相应的泥料可能没有好的塑性，不利于挤压进行。若超过25％，泥料的塑性过高，干燥非常困难，即使放置在空气中亦有可能发生开裂现象。

表1  本发明陶板瓷料的组成及烧结工艺条件

在配方中加入一定量的长石是为了提高材料的烧结性能，长石的添加量为0-10％。超过10％，陶板的烧结收缩会加大，而且会出现大过多的晶间玻璃相，导致坯体脆性较大，且影响陶板外观发色。

水的加入量一般在12-16％(重量)，最好在13.5-15％。若不到12％，泥料的塑性比较差，无法顺利挤出。若超过16％，泥料太软，挤出后生坯强度低，容易发生变形。

陶板的制备方法，先将骨料、膨润土、伊利土、高岭土、叶腊石、长石、废熟料等按表1各实施例所示组成分别配料，将各配料分别放入球磨机中进行干混，得到均匀的不同组分的混合粉末。将各混合粉末分别放入轮辗机，加入表1相应的水，轮辗捏合成均匀的不同组分的泥料。各实施例泥料放入螺旋挤压机中进行挤出成形尺寸为1600×650×45毫米陶板坯体。把成形体放置在烘干室里按升温速度为20℃/h至180℃烘干，烘干后不同组分的成形体放入烧结窑炉中，以10-50℃/min的升温速度加热至1050-1250℃，在空气大气压下保温1-3h，获得烧结体1500×600×40毫米，即陶板成品。

以上工艺中，烧结温度如果不到1050℃，莫来石相转变不能彻底完成。如果温度超过1250℃，可能会使莫来石晶粒变大，力学性能下降。升温速度最好在10-50℃/min，低于10℃/min，会增加烧结时间，降低生产效率。高于50℃/min，可能会造成坯体开裂。保温时间小于1h，相转变不能彻底完成，高于3h，显微结构变化不大，造成能源浪费。因此保温时间最好在1-3h。

由上述方法获得的各个实施例陶板烧结体测定其比重和吸水率，以及室温下的三点弯曲强度。使用X射线判定结晶相，使用扫描电子显微镜在试样断面上观察显微组织。这些密度，气孔率，结晶相以及机械强度的性能结果如表2所示。

由表2可以看出在1050-1250℃的温度范围内烧结，陶板表现出了很高的强度，材料的弯曲强度可达18MPa。随着配方中塑性料的增加，坯体挤出速度增大，干燥后强度提高，但其干燥时间也越长，且随着膨润土含量的增加，该变化尤为明显，塑性料与瘠性料配比为45∶55，膨润土含量为15％左右时，坯体挤出干燥性能配合最佳。

由表2还可以看出，由于熔剂性原料长石的加入，烧结后坯体的吸水率明显降低，强度得到显著提高。

表2  本发明陶板的测试性能

Claims (7)

1.一种用于幕墙装饰的陶板，其特征在于，按重量百分比，包括由下述组分原料：膨润土10-22％、伊利土20-40％、高岭土0-15％、叶腊石15-30％、长石0-10％、废熟料5-10％、石英10-15％混合后外加水13-15％制成泥料，经挤出成形、干燥后烧结而成；其中石英、长石、叶腊石、废熟料是粗颗粒骨料；膨润土、伊利土、高岭土为塑性料，废熟料为烧结后的废陶板破碎所得。

2.如权利要求1所述的用于幕墙装饰的陶板，其特征在于，所述骨料颗粒直径为0.2-5mm。

3.如权利要求1所述的用于幕墙装饰的陶板，其特征在于，所述塑性料的粒度配比为：小于50μm∶占60-80％重量、50-80μm∶占5-20％重量、80-200μm∶5-15％重量、大于200μm∶占10-15％重量。

4.权利要求1所述用于幕墙装饰的陶板的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

(1)原料混合，按重量百分比，将下述组分原料：膨润土10-22％、伊利土20-40％、高岭土0-15％、叶腊石15-30％、长石0-10％、废熟料5-10％、石英10-15％混合，其中石英、长石、叶腊石、废熟料是粗颗粒骨料；膨润土、伊利土、高岭土为塑性料；

(2)按混合料重量外加水13-15％，轮辗捏合成均匀的泥料；

(3)挤出成形：将泥料使用螺旋挤出机进行挤出成形，制成陶板坯体；坯体干燥：将上述坯体于200℃以下干燥；

(4)烧结：将上述干燥坯体用烧结窑进行烧成，烧结温度为1050-1250℃，出炉后得陶板。

5.如权利要求4所述用于幕墙装饰的陶板的制备方法，其特征在于：所述骨料颗粒直径为0.2-5mm。

6.如权利要求4所述用于幕墙装饰的陶板的制备方法，其特征在于：所述塑性料的粒度配比为：小于50μm∶占60-80％重量、50-80μm∶占5-20％重量、80-200μm∶占5-15％重量、大于200μm∶占10-15wt％重量。

7.如权利要求4所述用于幕墙装饰的陶板的制备方法，其特征在于：所述的干燥升温速度为20℃/h。