一种一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖及生产方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料技术领域,具体涉及一种新型的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖及其生产方法。
背景技术
微晶玻璃陶瓷复合砖是以陶瓷材料为基体,在特定的工艺技术条件下将微晶玻璃复合在陶瓷基体上的新型高档建筑装饰材料。由于微晶玻璃比陶瓷更有优异的性能,如花色丰富、质感强、易清洁等,因此,在国内高端消费市场和国际第一世界国家市场上极受欢迎,市场发展空间极大。目前,国内主要是采用二次烧成和一次烧成的工艺生产微晶玻璃陶瓷复合砖,但二次烧成的缺陷是:1、能耗高;2、微晶玻璃层较厚;3、容易变形开裂。一次烧成工艺生产的微晶玻璃陶瓷复合砖存在熔块细粉料无法回收、布料复杂、花色图案单一、细节不够丰富等不足。目前市场上的一次烧成微晶玻璃复合板(ZL 200810029147.8)的方法是采用布料系统将各种不同颜色的微晶玻璃粉料一起混合做面料,再布一层陶瓷坯体粉料做底料,一起压制成型,并一次烧结晶化。该方法虽然能生产出具有微晶玻璃质感、类似陶瓷微粉砖装饰效果的微晶陶瓷复合板,但是花色图案太过单一,细节不够丰富。或另一种制备工艺(ZL200710052659.1),该工艺是将表面被陶瓷料包裹的母玻璃颗粒均匀铺布在压砖机模腔底部,再将陶瓷粉料注入并填满压砖机模腔,压制成复合板生坯,再经干燥烧成。该方法能达到复合板表层的微晶玻璃相含量高的特点,但是装饰效果普通,无法达到陶瓷产品要求的个性化、花色丰富、色彩与纹理逼真的效果。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖及生产方法,旨在解决目前微晶玻璃陶瓷材料烧制能耗高、生产效率低、花色单一、装饰效果差的问题。
本发明的技术方案如下:
一种一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖包括坯体和依次设置在所述坯体上的底釉层、有色微晶层;所述有色微晶层由透明微晶层和悬浮在所述透明微晶层中的有色晶核颗粒组成;
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法包括如下步骤:
S1、坯体加工:将多种具有存在于坯体中的元素的原料进行混合后进行球磨;将球磨后的原料搅拌24-48h;干燥造粒,均化24-48h,压制成型,将成型好的砖坯干燥,得到坯体;
S2、施底釉:对干燥好的坯体施一层白色底釉;
S3、辊筒印花;
S4、将粘结剂均匀施于坯体表面;
S5、施透明微晶干粒和有色晶核颗粒:将透明微晶干粒和有色晶核颗粒混合后均匀施于坯体表面形成微晶干粒层;
S6、喷固定剂:将用于进一步固定有色微晶层的液体固定剂施于所述有色微晶层上;
S7、进窑烧制,一次烧成复合;
S8、经抛光、磨边工艺后制得成品。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述坯体的成分,按重量百分比计,包括:
SiO2 60-65%;
Al2O3 18-21%;
Li2O 0-0.5%;
Na2O 0-2%;
K2O 1-6%;
MgO 1-10%;
CaO 0-5%;
ZrO2 0-1%;
Fe2O3 0-0.5%;
TiO2 0-0.5%。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述底釉的成分,按重量百分比计,包括:
SiO2 50-60%;
Al2O3 15-20%;
CaO 10-20%;
Na2O 1-5%;
K2O 1-5%;
MgO 1-5%;
ZrO2 1-10%。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述透明微晶干粒的成分,按重量百分比计,包括:
SiO2 45-70%;
Al2O3 6-18%;
CaO 5-20%;
MgO 5-15%;
Na2O 1-10%;
K2O 1-10%;
BaO 0-5%;
ZnO 5-15%;
SrO 0-1%。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述有色晶核颗粒的成分包括晶核颗粒、成核剂和着色剂,所述晶核颗粒按重量百分比计,包括:
SiO2 50-60%;
Al2O3 13-18%;
Li2O 0-1%;
Na2O 0.5-3%;
K2O 0-4%;
MgO 1-10%;
CaO 10-17%;
BaO 0-6%;
ZnO 0-10%;
所述成核剂的添加量占所述晶核颗粒成分总量的3-7%;
所述着色剂的添加量占所述晶核颗粒成分总量的0-3%。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,述粘结剂主要成分为有机胶水和印油制成,在400℃完全挥发。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述液体固定剂为有机胶水与水的混合物,有机胶水与水之间的重量比1:100。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述一次烧成过程中,烧成温度为1190-1210℃,烧成周期为90-120分钟。
所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,其中,所述一次烧成的过程具体为:入窑升温至970℃:20-30min;970℃升温至1150℃:15-40min;1150℃升温至1200℃:5-10min;1220℃:保温10-15min;1220℃降温至120℃:45-60min。
一种用如上所述的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法制成的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖,其中,所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖包括坯体、底釉层和有色微晶层,所述底釉层和有色微晶层从里面到外依次设置于坯体表面。
有益效果:本发明提供的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖及其生产方法,所采用的生产方法采用一次烧成工艺,比二次烧成工艺更节能降耗,效率更高。相对于目前的一次烧生产线在釉线的印花工序后少一道保护釉的工序,这样显著降低了成本以及可控难度。通过在一次烧成微晶玻璃中加入有色晶核颗粒,烧成后微晶层中悬浮有色晶核颗粒与辊筒印花纹图案相呼应,使得本发明的一次烧微晶玻璃陶瓷复合砖的立体效果更加明显逼真、具备三维立体砖效果,完全达到甚至超过石材的装饰效果。所生产的有色微晶玻璃陶瓷砖可选花色多,花色丰富,色彩与纹理逼真,具有广阔的市场前景。解决了目前微晶玻璃陶瓷砖材料烧制能耗高、生产效率低、花色单一、装饰效果差的问题。
附图说明
图1为本发明的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷的生产工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供一种一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖及其生产方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明所提供的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖包括坯体和依次设置在所述坯体上的底釉层、有色微晶层;所述有色微晶层由透明微晶层和悬浮在所述透明微晶层中的有色晶核颗粒组成;其工艺流程包括如下步骤:
S1、坯体加工:将多种具有存在于有色微晶玻璃陶瓷复合砖的坯体中的元素的原料进行混合送入球磨机进行球磨,将球磨后泥浆放入浆池搅拌24-48h(其中,搅拌48h的效果最好),将泥浆送入喷雾塔干燥造粒,并送至料仓均化24-48h(其中,均化48h的效果最好),最后将均化的粉料送入压机料仓进行压制成型,将成型好的砖坯干燥,得到坯体。
S2、施底釉:对干燥好的坯体施一层白色底釉。
S3、辊筒印花:采用大规格辊筒印花进行装饰。
S4、将粘结剂均匀施于坯体表面,有利于在后续步骤中透明微晶干粒在坯体表面的布施。
S5、施透明微晶干粒和有色晶核颗粒:将透明微晶干粒和有色晶核颗粒混合后均匀施于坯体表面形成微晶干粒层。
S6、喷固定剂:将液体固定剂施于所述微晶干粒层上,进一步固定微晶干粒层。
S7、进窑烧制,一次烧成复合:进窑一次烧成复合,烧成温度为1190-1210℃,烧成周期为90-120分钟。
S8、抛光、磨边:经抛光、磨边等工艺后制得成品。
其中,步骤S1中,所述原料包括坯体配料、添加剂和水,所述坯体原料为粘土、长石、滑石、砂,所述添加剂可以为CMC(羧甲基纤维素)、STPP(三聚磷酸钠)。所述泥浆放入浆池搅拌48h的效果最好,一般情况在24-48h,目的是让CMC充分扩散并达到稳定状态,时间太长CMC容易变质。所述均化时间为48h的效果最好。
其中,所得坯体成分按重量百分比计,包括:SiO2 60-65%;Al2O3 18-21%;Li2O 0-0.5%;Na2O 0-2%;K2O 1-6%;MgO 1-10%;CaO 0-5%;ZrO2 0-1%;Fe2O30-0.5%;TiO2 0-0.5%。
步骤S2中,所述白色底釉成分按重量百分比计包括:SiO2 50-60%;Al2O3 15-20%;CaO 10-20%;Na2O 1-5%;K2O 1-5%;MgO 1-5%;ZrO2 1-10%。这种白色底釉遮盖力较强,而且白度高,利于在上面印花,使得一些鲜艳的颜色也能表达出来。
步骤S4中,所述粘结剂主要成分为有机胶水和印油,所述有机胶水和印油的质量比例为有机胶水:印油=2:100,大约在400℃完全挥发。所述粘结剂是采用丝网印刷的方式通过100目加厚1次的全通网印刷在坯体表面。
步骤S5中,所述透明微晶干粒和有色晶核颗粒按照3~7:1的比例进行充分混合后施予坯体表面。其中,所述透明微晶干粒的制备过程是将细度小于0.8mm的微晶玻璃原料按比例称重混合放入玻璃熔窑内熔化(熔化温度为1500℃),将玻璃熔化液水淬、烘干、破碎,最后过筛,得到12-60目的透明微晶干粒颗粒料。所述有色晶核颗粒的制备方法与透明微晶干粒相似,但成分不同,并且将有色晶核颗粒控制在12-40目。另外,在透明微晶干粒加工破碎过程中被筛出的透明微晶干粒细粉进行回收处理,可用作全抛釉的原料,节约原料,不会造成资源的浪费。
所述透明微晶干粒成分比例按重量百分比计包括:SiO2 45-70%;Al2O3 6-18%;CaO 5-20%;MgO 5-15%;Na2O 1-10%;K2O 1-10%;BaO 0-5%;ZnO 5-15%;SrO 0-1%。
所述有色晶核颗粒成分包括晶核颗粒、成核剂、着色剂。所述晶核颗粒按重量百分比计,包括:SiO2 50-60%;Al2O3 13-18%;Li2O 0-1%;Na2O 0.5-3%;K2O 0-4%;MgO 1-10%;CaO 10-17%;BaO 0-6%;ZnO 0-10%。所述成核剂可以为氧化锡、氧化锌、氧化钛、氧化锆等氧化物,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的3-7%。所述着色剂可以为Fe2O3、MnO2、NiO2、CoO、CdO、CuO等金属氧化物,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的0-3%。所述着色剂是根据颜色的需要,调节着色剂的添加量。
优选地,所述透明微晶干粒和有色晶核颗粒的混合料采用非接触式的方式落料到坯体上,即所述透明微晶干粒和有色晶核混合料不通过中介直接落料到坯体上,这样主要为了避免硬物与强度较低的坯体直接接触造成釉面以及坯体的损伤。所述透明微晶干粒和有色晶核颗粒的落料可以采用全自动非接触式皮带料车,所述全自动非接触式皮带料车具体结构由料缸、输送皮带、料斗、刮板、布料平台、若干个电眼组成;所述透明微晶干粒和有色晶核颗粒的混合料通过送料皮带进入料斗,经刮板落料到布料皮带上,最后混合料从布料皮带上落到坯体上。采用这这种所述全自动非接触式皮带料车所得回收料小于总进料的2%,下料宽度最大可达到1.2m,所述料车可以由不锈钢框架镀铹加工制成,坚固耐用,并由电眼控制实现全自动工作。
所述步骤S6中所述液体固定剂为有机胶水与水的混合物,有机胶水与水之间的重量比为有机胶水:水=1:100。所述液体固定剂喷施1-2次。所述液体固定剂的用量约为50g/m2。所述液体固定剂通过喷水柜施于所述有色微晶层上,可防止其震落。
所述步骤S7中,所述一次烧成的过程为:入窑升温至970℃:20-30min;970℃升温至1150℃:15-40min;1150℃升温至1200℃:5-10min;1220℃:保温10-15min;1220℃降温至120℃:45-60min。烧成步骤完成,通过急冷固化,最终得到本发明所提供的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖。其中,急冷固化的过程为本领域公知技术,在此不赘述,其降温过程一般为使温度从1220℃在1-2min内降至1100℃,随后进一步降至700℃,然后使微晶玻璃陶瓷砖在常温下自然缓慢降温至520℃,最后快速冷却至120℃。采用上述烧成过程,目的是为了使透明微晶干粒能够顺利排气,避免气泡留在有色微晶层内造成抛光后的针孔。而且在烧成过程中,有色晶核颗粒的边界部分会逐渐产生透明结晶,并且伴随着温度的升高变化,有色晶核颗粒会产生流动变化,最后通过急冷固化使有色晶核颗粒悬浮在透明微晶干粒之中形成色彩绚丽的有色微晶层,产品的立体效果更加明显逼真,悬浮的有色晶核颗粒与底下的花纹相呼应,达到真正的三维立体砖的效果,完全可以取代石材甚至超越石材的效果。
以下通过实施例对本发明工艺做进一步描述。
实施例1
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的坯体成分按重量百分比计为:
SiO2 65%;
Al2O3 19.5%;
Li2O 0.2%;
Na2O 1.8%;
K2O 5.6%;
MgO 6.7%;
CaO 0.4%;
ZrO2 0.5%;
Fe2O3 0.2%;
TiO2 0.1%;
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的底釉成分按重量百分比计为:
SiO2 55.0%;
Al2O3 17.4%;
CaO 10.4%;
Na2O 2.6%;
K2O 1.4%;
MgO 3.2%;
ZrO2 10%。
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的透明微晶干粒成分按重量百分比计为:
SiO2 59%;
Al2O3 12.5%;
CaO 8.2%;
MgO 6.3%;
Na2O 5.1%;
K2O 1%;
BaO 2.4%;
ZnO 5%;
SrO 0.5%。
所述一次烧成有色晶核颗粒包括主成份晶核颗粒和副成分成核剂、着色剂,所述晶核颗粒按重量百分比计,包括:
SiO2 54.9%;
Al2O3 16.5%;
Li2O 0.5%;
Na2O 1.4%;
K2O 1.7%;
MgO 5%;
CaO 14%;
BaO 5%;
ZnO 1%;
所述成核剂为氧化锡,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的5%;
所述着色剂为Fe2O3,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的1%。
将细度小于0.8mm的微晶玻璃原料按比例称重混合放入玻璃熔窑内熔化,熔化温度为1500℃,将玻璃熔化液水淬、烘干、破碎,制得过20目筛的微晶玻璃颗粒料;以复合砖生坯为载体,施底釉、印花;施粘结剂于坯体表面;将透明微晶干粒和有色晶核颗粒按照100:20混合均匀后,通过布料设备施于坯体表面并喷固定剂1次;进窑烧成,烧成制度如下:入窑升温至970℃:25min;970℃升温至1150℃:35min;1150℃升温至1200℃:5min;1200℃:保温15min;1200℃降温至120℃:50min。
实施例2
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的坯体成分按重量百分比计为:
SiO2 61.6%;
Al2O3 20.5%;
Li2O 0.5%;
Na2O 1.4%;
K2O 4.3%;
MgO 7%;
CaO 3%;
ZrO2 0.7%;
Fe2O3 0.5%;
TiO2 0.5%。
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的底釉成分按重量百分比计为:
SiO2 54.5%;
Al2O3 16.2%;
CaO 11.3%;
Na2O 3.1%;
K2O 2.5%;
MgO 2.4%;
ZrO2 10%。
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的微晶玻璃成分按重量百分比计为:
SiO2 53%;
Al2O3 14.2%;
CaO 9.7%;
MgO 5.6%;
Na2O 7.2%;
K2O 1.1%;
BaO 1.5%;
ZnO 6.7%;
SrO 1.0%。
所述有色晶核颗粒包括主成份晶核颗粒和副成分成核剂、着色剂,所述晶核颗粒按重量百分比计,包括:
SiO2 55.4%;
Al2O3 16.5%;
Li2O 0.5%;
Na2O 1.4%;
K2O 1.7%;
MgO 5%;
CaO 14%;
BaO 5%;
ZnO 1%;
所述成核剂为氧化锆,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的3%;
所述着色剂为CoO,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的3%。
将细度小于0.8mm的微晶玻璃原料按比例称重混合放入玻璃熔窑内熔化,熔化温度为1550℃,将玻璃熔化液水淬、烘干、破碎,制得过16目筛的微晶玻璃颗粒料;以复合砖生坯为载体,施底釉、印花;施保护剂于坯体表面;将透明微晶干粒和有色晶核颗粒按照3:1混合均匀后,通过布料设备施于坯体表面并喷固定剂2次;进窑烧成,烧成制度如下:入窑升温至970℃:30min;970℃升温至1150℃:40min;1150℃升温至1200℃:10min;1220℃:保温10min;1220℃降温至120℃:60min。
实施例3
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的坯体成分按重量百分比计为:
SiO2 63%;
Al2O3 21%;
Li2O 0.5%;
Na2O 0.5%;
K2O 2%;
MgO 6.7%;
CaO 5%;
ZrO2 1%;
Fe2O3 0.2%;
TiO2 0.1%;
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的底釉成分按重量百分比计为:
SiO2 55.5%;
Al2O3 17.5%;
CaO 16.4%;
Na2O 2.6%;
K2O 1.6%;
MgO 1.0%;
ZrO2 5.4。
所述一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的微晶玻璃成分按重量百分比计为:
SiO2 59%;
Al2O3 12.5%;
CaO 8.2%;
MgO 6.3%;
Na2O 5.1%;
K2O 1%;
BaO 2.4%;
ZnO 5%;
SrO 0.5%。
所述有色晶核颗粒包括主成份晶核颗粒和副成分成核剂、着色剂,所述晶核颗粒按重量百分比计,包括:
SiO2 55.4%;
Al2O3 16.5%;
Li2O 0.5%;
Na2O 1.4%;
K2O 1.7%;
MgO 5%;
CaO 14%;
BaO 5%;
ZnO 1%;
所述成核剂为氧化钛,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的7%;
所述着色剂为CuO,其添加量占所述晶核颗粒成分总量的0.5%。
将细度小于0.8mm的微晶玻璃原料按比例称重混合放入玻璃熔窑内熔化,熔化温度为1500℃,将玻璃熔化液水淬、烘干、破碎,制得过25目筛的微晶玻璃颗粒料;以复合砖生坯为载体,施底釉、印花;施粘结剂于坯体表面;将透明微晶干粒和有色晶核颗粒按照7:1混合均匀后,通过布料设备施于坯体表面并喷固定剂2次;进窑烧成,将烧失量控制在3-4%。烧成制度更改为:入窑升温至970℃:20min;970℃升温至1150℃:15min;1150℃升温至1200℃:7min;1220℃:保温10min;1220℃降温至120℃:45min。
实施例1~3所得的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖,表面形成色彩绚丽的有色微晶层,有色晶核颗粒悬浮在透明微晶干粒之中,与底下的花纹相呼应,有三维立体砖的效果。
综上所述,本发明所提供的一次烧成有色微晶玻璃陶瓷复合砖的生产方法,采用一次烧成工艺,比二次烧成工艺更节能降耗,效率更高;本发明中采用的是环保型配方体系,透明微晶干粒过筛所剩下的细粉料还能用于制成全抛釉,几乎没有浪费;相对于目前绝大部分一次烧生产技术,本发明在釉线的印花工序后少一道保护釉的工序,这样也显著降低了成本以及可控难度。另外,本发明的透明微晶干粒和有色晶核颗粒是采用非接触式的方式下料,避免了硬物与强度较低的坯体直接接触造成釉面以及坯体的损伤,使所得的微晶玻璃陶瓷复合砖的表面更加光滑平整。通过在一次烧微晶玻璃中加入有色晶核颗粒,烧成后微晶层中悬浮于透明微晶干粒之间的有色晶核颗粒与辊筒印花纹图案相呼应,使得本发明的一次烧成微晶玻璃陶瓷复合砖的立体效果更加明显逼真、具备三维立体砖效果,完全达到甚至超过石材的装饰效果。所生产的有色微晶玻璃陶瓷砖可选花色多,花色丰富,色彩与纹理逼真,具有广阔的市场前景。解决了目前微晶玻璃陶瓷砖材料烧制能耗高、生产效率低、花色单一、装饰效果差的问题。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。