CN102219559B

CN102219559B - 一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖及其制备方法

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Publication number: CN102219559B
Application number: CN 201110085288
Authority: CN
Inventors: 黄惠宁; 戴永刚; 孟庆娟; 李家斌; 张国涛
Original assignee: GUANGDONG KITO CERAMICS CO Ltd
Current assignee: Foshan Sanshui Jinyitao Ceramic Co ltd; Guangdong Kito Ceramics Group Co ltd; Jingdezhen Kito Ceramics Co ltd
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2031-04-06
Also published as: CN102219559A

Abstract

本发明公开一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖及其制备方法。所述有釉陶瓷砖的配方如下：由0.1～90份印粉、0.0～190份色料、100~200份印油、0.01~15份负离子材料组成的花釉；10~45份陶瓷废料、15~20份粘土、10~20份长石、30~50份砂石、30~50份水、0.0～3.0份木质素、0.0～1.0份三聚磷酸钠组成的坯体；及常规面釉；所述制备方法，包括如下步骤：将花釉原料经搅拌，过筛，得到花釉；将坯体原料混合后，进行球磨、过筛、造粒后，压制成型、干燥，施釉，印花后，在1195～1205℃温度下烧成50~55分钟，得到产品。所述陶瓷砖具有轻质、低吸水率、机械强度高、导热系数小、防污能力强等性质，在空间中持续释放负离子数量超过500个/cm³，可广泛应用于建筑物外墙和家居空间装饰。

Description

一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷装饰材料领域，具体涉及一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖及其制备方法。

背景技术

随着社会经济及陶瓷工业的快速发展,特别是近20年的高速发展, 陶瓷工业消耗的天然矿物越来越多，陶瓷废料也日益增多。据不完全统计，2010年全国陶瓷工业消耗的原材料超过3.5亿吨，产生的陶瓷废料4000万多吨。陶瓷废料的填埋和堆积挤占土地, 污染空气和水质，且陶瓷废料的填埋耗费了大量的人力、物力和财力。如此大量的陶瓷废料已不是简单填埋可以解决的问题，如何变废为宝,化废料为资源,已经成为各学者、专家研究的当务之急。

此外，空气负离子素有“环境警察、空气维生素和大气长寿素”三大美称，其显著的生物效应不仅体现在改善空气质量，还对人体的健康保健起到一定的作用。资料表明，一般室内空气中负离子含量小于100个/cm³，公园内、旷野郊区可达500～4000个/cm³，而海滨和森林等自然环境中可达到15000个/cm³。国内很多研究证明，空气负离子可使人体大脑皮层功能增强，增强脑组织的氧化过程；具有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，降低血压，改善心脏功能；有利于血氧输送、吸收和利用；可提高人体肺活量，改善和增强肺功能。

因此，充分利用废砖、废泥、抛光渣等陶瓷废料制备具有负离子功能的轻质有釉陶瓷砖具有巨大的社会、经济效益，同时对推动国家节能减排和降耗具有非常重要的战略意义。

到目前为止，“一种防污隔热轻质陶瓷砖的制备方法”（CN 101781117A）、“一种轻质保温陶瓷材料及制备方法”（CN 101955370A）、“一种利用陶瓷废料制备不发泡、不变形陶瓷的方法”（CN 101671160A）和“一种多孔陶瓷材料及其制备方法”（CN 101186519A）等有关陶瓷废料制备轻质砖等专利制备的陶瓷砖都是较高吸水率无釉砖，虽然具有轻质、保温和隔热等特点，但不具有释放空气负离子的保健功能。产品功能单一，且使用范围相当狭窄。而“一种可释放负离子的健康陶瓷砖生产方法”（CN 1587186A）、“具有负离子发射功能的陶瓷材料及其制备方法”（CN 1769242A）、“负离子陶瓷制品及其生产方法”（CN 101234899A）和“负离子远红外多功能陶瓷装饰地墙砖的制作工艺”（CN 101328081A）等有关负离子陶瓷的专利表明，其技术制备的陶瓷砖中负离子材料直接加入坯体中，加入多，成本高，对负离子材料造成大量浪费，也不涉及陶瓷废料综合利用和产品轻质、隔热技术研究。产品功能单一，且使用范围狭窄。因此，现有技术解决不了利用陶瓷废料制备具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖。

本发明的另一个目的在于提供所述有釉陶瓷砖的制备方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖，原料包括如下组分：

花釉组成：

印粉：0.1～90份；色料：0.0～190份；印油：100～200份；负离子材料：0.01～15份；

所述负离子材料为电气石粉、奇冰石粉、蛋白石粉或奇才石粉中至少两种组成的复合物；

坯体组成：

陶瓷废料10~45份；粘土15～20份；长石10～20份；砂石30～50份；水30～50份；木质素0.0～3.0份；三聚磷酸钠0.0～1.0份；

所述陶瓷废料为废砖、废粉料和压榨泥、抛光渣的混合物；

面釉组成：

钾长石5.0～15份，钠长石8.0～18份，烧滑石10～20份，石灰石13～22份，氧化锌0.5～5.0份，熔块3.0～9.0份，氧化铝8.0～15份，高岭土5.0～12份，煅烧高岭土6.0～15份，硅酸锆5～14份；

所述有釉陶瓷砖由如下制备方法制得：

（1）将花釉原料经搅拌，过325目筛，得到花釉；

（2）将坯体原料按比例混合后，进行球磨、过筛、造粒后，压制成型、干燥，得到生坯；采用喷釉或淋釉的方式把面釉施于生坯表面上，然后通过辊筒印花或丝网印花的方式将花釉印于面釉之上，在1195～1205℃温度下烧成50~55min，得到所述陶瓷砖。

作为一种优选方案，所述印粉优选为WD8009A（万岛色料公司生产）；所述色料优选为ROG219、ROG231（康立泰色料公司生产）、FU132R（丰霖色料公司生产）；所述印油优选为PV130（坚尼釉料公司生产）。

作为一种优选方案，所述负离子材料优选为，由如下按重量分数计算的组分组成：

电气石粉 0.0～10份；

奇冰石粉 0.0～5.0份；

蛋白石粉 0.0～6.0份；

奇才石粉 0.0～4.0份；

其中上述四种负离子粉中，至少任意两种不同时为0。

作为一种优选方案，所述陶瓷废料优选为由如下按重量份数计算的组分组成：

废砖5.0～20份；

废粉和压榨泥3.0～15份；

抛光渣2.0～10份。

抛光渣替代发泡剂或造孔剂对坯体进行发泡，同时充分利用废砖、废泥和抛光渣等陶瓷废料，不仅降低了成本，大大减少了对环境的污染，而且变废为宝，实现陶瓷废料的资源化利用。

作为一种优选方案，所述面釉的配方最优选为钾长石10份，钠长石12份，烧滑石14份，石灰石18份，氧化锌1份，熔块5份，氧化铝12份，高岭土8份，煅烧高岭土10份，硅酸锆10份。

作为一种优选方案，步骤（1）中，所述花釉比重为1.45～1.65g/ cm³，流速为18～24s，过325目筛后筛余为0。

作为一种优选方案，步骤（1）中，所述搅拌的时间为10~40分钟。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述球磨优选为湿法球磨，球磨时间优选为10～15小时。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述坯体原料经球磨、过250目筛后，筛余为2.1~2.9重量％。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述造粒后得到的粉料含水率优选为6.2～7.0重量%。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述造粒后得到的粉料颗粒级配优选为20目以上：≤1.5%、20～40目：30～60%、20～60目：72～88%、100目以下:≤6%。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述压制成型为在32000~35000kN压力下压制成型。

作为一种优选方案，步骤（2）中，所述干燥的温度为220～250℃，时间为50～55分钟。

所述有釉陶瓷砖的吸水率≤0.5%，密度为0.5～1.3g/cm³，抗折强度≥10MPa，0℃下导热系数＜0.3W/m·K，耐污染能力≥4级，空间中释放负离子数量超过500个/ cm³。

根据废砖、抛光渣、压榨泥、废粉料特有物理化学性能，调整坯体配方，使其各项物理化学性能与面釉相匹配，在高温烧制下，产品坯体多孔而不产生针孔、釉泡、裂釉和堆釉等缺陷；同时为了适应高温烧制，在电气石粉、奇冰石粉、蛋白石粉和奇才石粉中选择两种或两种以上负离子材料进行复合，与印粉、色料和印油组合应用，使复合后的负离子材料适应高温烧制并使陶瓷砖表面具有更多有效的负离子材料，从而与空气中水气产生电离激发而产生大量的负离子，提高产品释放负离子的能力。烧成温度过低，产品达不到低吸水率要求；烧成温度过高，复合负离子材料的有效性会大大降低。因此，只有当烧成温度与坯体、面釉、花釉和复合负离子材料比例在本申请所述的范围内，才能制备具有负离子功能、轻质、低吸水率的有釉陶瓷砖。所述坯体烧制后具有蜂窝状的多孔结构。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）所述有釉陶瓷砖既有色彩丰富、机理图案自然、立体感强等效果，又具有负离子功能；可广泛装饰于建筑物外墙和家居空间；

（2）成本低廉、陶瓷废料利用率高；利用抛光渣替代发泡剂或造孔剂对坯体进行发泡，同时充分利用废砖、废泥和抛光渣等陶瓷废料，不仅降低了成本，大大减少了对环境的污染，而且变废为宝，实现陶瓷废料的资源化利用；

（3）所述有釉陶瓷砖，释放负离子能力强，释放负离子能力超过500个/ cm³，有助于改善居住环境、活化人体细胞、促进血液循环、增强人体免疫力等多种保健功能；

（4）吸水率低（E≤0.5%）、重量轻（密度≤1.3g/cm³）、机械强度高（抗折强度≥10MPa）、导热系数小（0℃下导热系数＜0.3W/m·K）、防污能力强（耐污染能力≥4级）、耐热防火、无毒无害，大大降低运输成本和建筑物荷重，同时具有保温隔热等节能效果。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

WD8009A为万岛色料公司生产的印粉； ROG219、ROG231为康立泰色料公司生产的色料、FU132R为丰霖色料公司生产的色料； PV130为坚尼釉料公司生产的印油。

陶瓷砖的性能测试方式如下：

吸水率：将陶瓷砖放在110℃的烘箱中干燥至恒重，取出放至干燥器中冷却至室温，称量G₀，然后放于水中浸泡48小时，取出称量G₁。根据公式E=（G₁-G₀）/ G₀×100%计算出吸水率。

抗折强度：采用湘潭华丰仪器制造有限公司SKZ-30000N陶瓷砖数显抗折仪进行测试。

导热系数：采用湘潭华丰仪器制造有限公司DRX-I-SPB耐火材料/陶瓷纤维制品导热系数测试仪进行测试。

耐污染能力：根据GB/T 3810.14-2006陶瓷砖试验方法第14部分：陶瓷砖耐污染性进行测试。

释放负离子能力：采用美国 AIC-1000空气负离子检测仪进行检测。

实施例1

坯体配方（重量份）：

废砖5.0份、废粉和压榨泥3.0份、抛光渣2.0份、粘土20份、长石20份、砂石50份、水50份、木质素0.1份、三聚磷酸钠1.0份。

花釉配方（重量份）：

WD8009A：5.0份、ROG231： 20份、ROG219： 30份、FU132R：45份、PV130：100份、电气石粉0.01份、奇冰石粉5.0份、蛋白石粉6.0份。

面釉配方（重量份）：

钾长石5.0份，钠长石17份，烧滑石15份，石灰石17份，氧化锌1.0份，熔块3.0份，氧化铝13份，高岭土5.0份，煅烧高岭土13份，硅酸锆11份。

制备工艺如下：

（1）根据花釉配方按重量份准确称量，加入搅拌机搅拌30分钟，得到过325目筛后筛余为0的花釉；

（2）根据坯体配方按重量份准确称量，加入20吨球磨机球磨12.5小时，经除铁并过250目筛，制得筛余为2.4％的浆料；浆料通过干燥塔喷雾造粒，制得含水率7.0%的粉料；粉料经2800吨压机35000KN的压力压制成型，制得陶瓷生坯；然后通过最高温度250℃、周期55min干燥窑进行干燥。

（3）干燥后陶瓷生坯经输送带进入施釉线，将面釉通过淋釉机施到陶瓷生坯上，然后将步骤（1）制备的花釉经辊筒印花机印刷到面釉上面；最后经过温度为1200℃，周期为55min烧成窑进行烧制，得到具有负离子功能的轻质有釉陶瓷砖成品。

所制陶瓷砖表面色彩丰富、釉面质量良好，测得吸水率为0.07%、密度为1.22g/cm³，抗折强度为16.8MPa、导热系数为0.25W/m·K、耐污染能力为5级、释放负离子能力为510个/ cm³。

实施例2

坯体配方（重量份）：

废砖20份、废粉和压榨泥15份、抛光渣10份、粘土15份、长石10份、砂石30份、水30份、木质素3.0份、三聚磷酸钠0.1份。

花釉配方（重量份）：

WD8009A：90份、ROG231：2.0份、ROG219：3.0份、FU132R：5.0份、PV130：200份、电气石粉5.0份、奇冰石粉1.0份、蛋白石粉3.0份。

面釉配方（重量份）：

钾长石10份，钠长石12份，烧滑石14份，石灰石18份，氧化锌1份，熔块5份，氧化铝12份，高岭土8份，煅烧高岭土10份，硅酸锆10份。

与实施例1的相同工艺，制得具有负离子功能的轻质有釉陶瓷砖成品。用相同的方法测得吸水率为0.12%、密度为0.88g/cm³，抗折强度为13.4MPa、导热系数为0.19W/m·K、耐污染能力为4级、释放负离子能力为610个/ cm³。

实施例3

坯体配方（重量份）：

废砖8.0份、废粉和压榨泥12份、抛光渣8.0份、粘土12份、长石13份、砂石47份、水35份、木质素1.0份、三聚磷酸钠0.8份。

花釉配方（重量份）：

WD8009A：20份、ROG231：14份、ROG219：23份、FU132R：43份、PV130：150份、电气石粉8.0份、蛋白石粉2.0份、奇才石粉4.0份。

面釉组成（重量份）：

钾长石15份，钠长石8.0份，烧滑石13份，石灰石20份，氧化锌2份，熔块9.0份，氧化铝8.0份，高岭土12份，煅烧高岭土6.0份，硅酸锆7份。

与实施例1的相同工艺，制得具有负离子功能的轻质有釉陶瓷砖成品。用相同的方法测得吸水率为0.10%、密度为1.13g/cm³，抗折强度为14.2MPa、导热系数为0.20W/m·K、耐污染能力为5级、释放负离子能力为660个/ cm³。

实施例4

坯体配方（重量份）：

废砖14份、废粉和压榨泥9.0份、抛光渣5.0份、粘土18份、长石17份、砂石37份、45份、木质素2.0份、三聚磷酸钠0.4份。

釉料配方（重量份）：

WD8009A：50份、ROG231：28份、ROG219：16份、FU132R：6.0份、PV130： 200份、电气石粉10份、蛋白石粉3.0份、奇才石粉2.0份。

面釉组成（重量份）：

钾长石11份，钠长石11份，烧滑石11份，石灰石13份，氧化锌4.0份，熔块6份，氧化铝10份，高岭土7.0份，煅烧高岭土11份，硅酸锆12份。

与实施例1的相同工艺，得具有负离子功能的轻质有釉陶瓷砖成品。测得吸水率为0.14%、密度为1.18g/cm³，抗折强度为15.5MPa、导热系数为0.22W/m·K、耐污染能力为4级、释放负离子能力为730个/ cm³。

Claims

1.一种具有负离子功能的轻质、低吸水率有釉陶瓷砖，其特征在于，原料包括如下组分：

花釉组成：

印粉0.1～90份；色料0.0～190份；印油100～200份；负离子材料0.01～15份；

坯体组成：

所述陶瓷废料为废砖、废粉料和压榨泥、抛光渣的混合物，并由如下按重量份数计算的组分组成：废砖5.0～20份；废粉和压榨泥3.0～15份；抛光渣2.0～10份；

面釉组成：

所述有釉陶瓷砖由如下制备方法制得：

（1）将花釉原料经搅拌，过325目筛，得到花釉；

（2）将坯体原料按比例混合后，进行球磨、过250目筛、造粒后，压制成型、干燥，得到生坯；采用喷釉或淋釉的方式把面釉施于生坯表面上，然后通过辊筒印花或丝网印花的方式将花釉印于面釉之上，在1195～1205℃温度下烧成50~55min，得到所述有釉陶瓷砖；

其中：

所述花釉比重为1.45～1.65g/cm³，流速为18～24s，过325目筛后筛余为0；

所述造粒后得到的粉料含水率为6.2～7.0重量%；所述干燥的温度为220～250℃，时间为50～55分钟；

2.如权利要求1所述有釉陶瓷砖，其特征在于，步骤（1）中，所述搅拌的时间为10~40分钟。

3.如权利要求1所述有釉陶瓷砖，其特征在于，步骤（2）中，所述球磨为湿法球磨，球磨时间为10～15小时。

4.如权利要求1所述有釉陶瓷砖，其特征在于，步骤（2）中，所述坯体原料经球磨、过250目筛后，筛余为2.1~2.9重量％。

5.如权利要求1所述有釉陶瓷砖，其特征在于，步骤（2）中，所述压制成型为在32000~35000kN压力下压制成型。