CN103224403A

CN103224403A - 一种一次烧微晶玻璃复合板及其制造方法

Info

Publication number: CN103224403A
Application number: CN2013101064330A
Authority: CN
Inventors: 陈贤伟; 周子松; 陈国海; 吴志坚; 范新晖
Original assignee: EAGLE BRAND CERAMIC (HEYUAN) Co Ltd; FOSHAN SHIWAN EAGLE BRAND HUAPENG CERAMIC Co Ltd; Foshan Shiwan Eagle Brand Ceramics Co Ltd
Current assignee: Foshan Yingpai Technology Co ltd; Heyuan Dongyuan Eagle Ceramics Co ltd; Foshan Shiwan Eagle Brand Ceramics Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: CN103224403B

Abstract

本发明提供一种一次烧微晶玻璃复合板及其制造方法，属于建筑陶瓷生产技术领域。一次烧微晶玻璃复合板由下至上依次包括坯体层、微粉层、印花层、微晶玻璃层，所述微粉层通过于坯体层一起冲压或通过球磨浆料喷淋在坯体层上形成，冲压成型粉料粒径≤150目，球磨浆料喷淋所用浆料325目筛余≤0.3%，微粉层烧成时的膨胀/收缩系数介于坯体层和微晶玻璃层之间。本发明提供的技术方案可以缓解烧成过程中因坯体层和微晶玻璃层因膨胀/收缩系数不匹配，应力拉伸造成的坯体平整度缺陷等问题。使一次烧用微晶玻璃熔块和坯体原料匹配度增大，扩大其应用范围，降低因坯体原料不稳定造成产品优等品率的影响，减少调试频率和调试周期，使生产更为稳定。

Description

一种一次烧微晶玻璃复合板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种一次烧微晶玻璃复合板及其制造方法，属于建筑陶瓷生产技术领域。

背景技术

微晶玻璃复合板也称复合微晶石，复合微晶石是将一层微晶玻璃复合在陶瓷玻化砖表面的新型复合板材。因为其表面是微晶玻璃层，所以完全防污，方便清洁维护；另外其避免了天然石材的放射性危害，属无放射性产品，是装饰用的理想绿色建材。色泽自然、晶莹通透、永不褪色的特点，具有自然玉石的装饰效果，是高档墙地砖产品的首选。

目前，微晶玻璃陶瓷复合板通常是以二次烧成的方式制造，即先将坯体烧结，再施以微晶熔块二次烧成。这种工艺能耗较大，而且制品莫氏硬度多小于5，不耐磨。人们为解决以上问题，研发出一次烧工艺。如专利申请号为201110219027.6的发明专利公开一种一次烧微晶玻璃陶瓷砖的生产方法，采用多色高温熔块根据仿石材的效果按比例层状式布在坯体上，再利用表面具有凹凸图案的辊筒滚压，或者通过网版把色料熔块印制在坯体上，以形成图案，然后覆盖透明熔块，最后在1200℃～1230℃高温下一次烧成。再如专利申请号为201110292509.4的发明专利公开了一种一次烧成抛晶砖的生产方法,其采用现行的抛光砖布料技术将各种不同颜色、质感的粉料按照设计要求布料并压制成型干燥后进行表面抛坯处理,再喷淋或印刷一层透明釉,然后再利用进行印花装饰,完成后再铺一层透明微晶熔块粉并喷一层甲基水或固定剂进行固定最后入窑烧成抛光。当然，还有很多一次烧微晶玻璃复合板的工艺，这里就不再一一赘述。分析目前公开的技术并结合实际生产情况，因微晶玻璃熔块与坯体是一同烧成，因此两者膨胀/收缩系数的匹配性是影响产品质量的一个关键因素。这就造成一次烧工艺对原料稳定性要求比较严苛，公开的专利文献中，配方的范围也特别窄。然而目前国内陶瓷原料的标准化工作较差，坯体原料变动较为频繁。不同产地，甚至相同产地不同批次的原料在组分和性能上都有一定差异，这使得一次烧微晶玻璃复合板的工艺调整较为频繁。

发明内容

鉴于背景技术中提出的问题，本发明提供一种一次烧微晶玻璃复合板及其制造方法。

一种一次烧微晶玻璃复合板，其由下至上依次包括坯体层、微粉层、印花层、微晶玻璃层，所述微粉层通过于坯体层一起冲压或通过球磨浆料喷淋在坯体层上形成，冲压成型粉料粒径≤150目，球磨浆料喷淋所用浆料325目筛余≤0.3%，微粉层烧成时的膨胀/收缩系数介于坯体层和微晶玻璃层之间。

优选地，在上述一次烧微晶玻璃复合板中，微粉层具有凹凸纹路，底釉层和印花层随上述纹路起伏。

优选地，在上述一次烧微晶玻璃复合板中，在坯体层和微粉层之间通过长度为200～500微米的无机物氧化物晶须嵌接。

上述无机氧化物晶须为氧化铝、氧化锆等烧后白度高的无机氧化晶须。

本发明还提供一种制备上述一次烧微晶玻璃复合板的方法：其包括如下步骤：

步骤1）坯体冲压成型；选择公知配方的坯体粉料和粒度≤150目的微粉层粉料分层布料后，冲压形成素坯；

或选用公知配方的坯体粉料冲压形成后，再施一层用上述微粉层原料球磨成的浆料，浆料过325目筛，筛余≤0.3%；

上述微粉层烧成时的膨胀/收缩系数介于坯体层和微晶玻璃层之间；

步骤2）施釉印花；将步骤1）的素坯干燥后，清扫坯体表面，通过喷墨印花、滚筒印花、丝网印花中的一种或多种组合的方式进行印花；

步骤3）施微晶玻璃熔块；在步骤2）的坯体表面布撒微晶玻璃熔块并喷洒固定剂；

步骤4）烧成；入辊道窑氧化气氛烧成，烧成温度为1150℃～1250℃，烧成周期为60～120min；

步骤5）抛磨加工；将烧后冷却的制品经抛光磨边加工得到微晶玻璃复合板产品。

上述方法中，优选地，步骤1）所使用的模具与微粉层对应一侧有凹凸纹路。

上述方法中，优选地，步骤1）在布撒微粉层粉料和坯体层粉料之间还布撒一层厚度为0.01～0.1mm的无机物氧化物晶须，无机氧化物晶须长度为200～500微米。

上述方法中，优选地，步骤2）中可以在印花后，再施一层透明釉。

上述方法中，优选地，所述无机氧化物晶须为氧化铝、氧化锆等烧后白度高的无机氧化物晶须。

和现有技术相比本发明具有如下优点：

1、通过在坯体层上设置一层粒径≤150目的微粉层，且微粉层在烧成过程中的膨胀/收缩系数介于坯体层和微晶玻璃层之间，其可以缓解烧成过程中因坯体层和微晶玻璃层因膨胀/收缩系数不匹配，应力拉伸造成的坯体平整度缺陷等问题。

2、使一次烧用微晶玻璃熔块和坯体原料匹配度增大，扩大其应用范围，降低因坯体原料不稳定造成产品优等品率的影响，减少调试频率和调试周期，使生产更为稳定。

3、烧成周期缩短，单位产品能耗更低，节约生产成本和有限的资源，符合国家产业政策。

附图说明

图1为现有技术所生产的一次烧微晶玻璃复合板横截面示意图；

图2为本发明实施例1产品横截面示意图；

图3为本发明实施例3产品横截面示意图；

图4为本发明实施例4产品横截面示意图及坯体层（101）与微粉层（401）结合处的微观结构示意图。

附图标号说明：101—坯体层；201—印花层；301—微晶玻璃层；401—微粉层；501—坯体层烧结后内部形成的晶粒；601—微粉层烧结后内部形成的晶粒；701—无机氧化物晶须。

具体实施方式

结合附图和适当的优选实施例对本发明技术方案做具体说明。应当理解，附图不是严格按照比例绘制，而且其中可能会有一些本领域普通技术人员可以理解的缺省。在实施例描述过程中，为节省篇幅，公知技术将会做一些省略。另外，本发明还提供一些优选实施例，这些优选实施例所具有的技术特点和带来技术效果将在实施例中进行说明。

附图1为现有技术所形成微晶玻璃复合板示意图，其中101是坯体层，201是印花层，301是微晶玻璃层，对于有些改进的产品，坯体层（101）和印花层（201）之间还可以有一层底釉，底釉主要起遮盖作用，保障印花层发色效果。底釉一般选择白度较高的化妆土，通过淋釉的方式施釉。另外，在印花层（201）和微晶玻璃层之间也可以有一层透明釉。因为以上两点是业内公知的改进，就不做过多介绍。

实施例1

参照附图2最终产品横截面示意图，选用专利号为201110219027.6的发明专利中公开的实施例1底坯配方和熔块配方制备实施1。这里应该说明，以上只是示例性说明，现有公开技术中的其它底坯配方和熔块配方也可以实现本发明。

采用长石、粘土、高岭土等原矿按比例进行配料，经球磨、除铁、喷雾造粒后，各化学组分重量百分比为：SiO₂70％～73％、Al₂O₃20％～22％、CaO0.8％～1％、MgO2％～3％、K₂O2.5％～3.0％和Na₂O1％～2％的陶瓷砖粉料作为坯体层原料。其中长石产自江西高安地区，粘土产自广东增城。

选用各化学组分百分比为：SiO₂60％～64％、Al₂O₃6％～8％、CaO12％～15％、ZnO2％～5％、BaO3％～6％、Li₂O1％～3％、Na₂O3％～5％、K₂O2％～3％的熔块作为透明熔块。以上各熔块经过1500℃～1650℃高温熔融均匀后，水淬、烘干，再按要求通过破碎机过60目筛，水洗、除铁、烘干备用。其中色料熔块根据仿石材的色彩效果按比例加入釉用或坯用色料，并根据仿石材的色彩种类配制若干种颜色的色料熔块。本实施例中，调制8～10种色料熔块备用。

采用公知的陶瓷原料配制微粉料，微粉料化学组成为氧化硅SiO₂65%～70％,氧化铝Al₂O₃18%～22％,氧化钠与氧化钾混合物R₂0（Na₂O+K₂O）8～12%，氧化钛TiO₂0.1～0.5%，氧化钙CaO0～1％，氧化镁MgO0～2%。球磨造粒过150目筛，选筛下部分使用。

从以上几种配方化学组分和粉料粒径指标可以看出，烧成时微粉层的膨胀/收缩系数介于坯体层和微晶玻璃层之间，这也是解决本发明提出问题的关键。

将坯体粉料和粒度≤150目的微粉层粉料分层布料后，冲压形成素坯，素坯包括底坯层和微粉层。其中微粉层的厚度为底坯层厚度的1/4～1/2。

砖坯干燥后（含水率≤0.5%），清扫微粉层表面，喷水润湿或施以一层白度较高的化妆土，采用喷墨印花的方式进行印花（当然选择滚筒印花、丝网印花或多种印花方式组合的方式均可），形成印花层后布撒上述微晶玻璃熔块，并喷洒固定剂固定，在本实施例中固定剂为羧甲基纤维素溶液。

当然，在形成印花层后，可以再施一层透明釉，这样可以保护印花层不被微晶玻璃熔块压花。

入辊道窑氧化气氛烧成，烧成温度1150℃～1250℃，烧成周期为60～120分钟。

出窑后，将烧后冷却的制品经抛光磨边加工得到微晶玻璃复合板产品。产品优等品率为90%。其余10%产品中，表面平整度不达标的为6%，其它缺陷4%。对比实施例1

参加附图1的结构。采用如实施例1相同的配方和工艺，不同之处在于对比实施例1没有设置微粉层，而直接布施如实施1中底坯层和微粉层相同厚度的底坯粉料。

产品优等品率为87%。其余13%产品中，表面平整度不达标的为9%，其它缺陷为4%。

实施例2

选用与实施1、对比实施例1不同批次的底坯原料，其中长石产自广东清远，粘土产自广东东莞，按照原配比进行配料，但球磨除铁、喷雾造粒后实施例1的化学组分略有不同，其中SiO₂67％～68％、Al₂O₃21％～23％、CaO0.8％～1.0％、MgO2.0％～3％、K₂O3.5％～5.0％和Na₂O2％～3％。

其余工艺与实施1相同。

产品优等品率为88%。其余12%产品中，表面平整度不达标的为7%，其它缺陷为5%。

对比实施例2

选用与实施例2相同的底坯原料，按对比实施例1制备对比实施例2。产品优等品率为72%，其余28%产品中，因表面平整度不达标的为22%，其它缺陷为6%。

表1为以上四个实施例产品的各项指标测试结果。

表1：产品检测结果

从以上结果中可以看出，现有一次烧技术对坯体与熔块的匹配度窄，当原料出现波动时，产品质量也随之出现很大影响，尤其是产品的平整度。在实际生产中，原料变动较为频繁。而且我国的陶瓷坯体原料很少是经过预处理的标准原料，这使得生产需要多次按照坯体与熔块的匹配范围进行调试，调试周期长，浪费严重，而且有时因为原料品位的限制，没办法达到一次烧成的目的。

当然，对于本发明提供的工艺还可以有很多改进，改进能带来更好的技术效果，下面我通过一些实施例来进行说明。

实施例3

参照附图3。在本实施例中，我们通过具有凹凸纹路的模具对坯体进行冲压成型，使微粉层表面具有凹凸纹路，印花层随微粉层的凹凸纹路起伏。另外，底坯层粉料的化学组分为SiO₂68～73％，Al₂O₃17～23％，Fe₂O₃0.5～1%，TiO≤0.5，CaO0.8～1.2％、MgO≤2.5%、K₂O≤2.5％和Na₂O1%～3％，且坯体粉料烧失量≤5%。

微粉层厚度为底坯层厚度的1/3,并按其在700℃的体膨胀系数为底坯层的1.02～1.04倍范围配比原料。

在本实施例中微粉层粉料的化学组分为SiO₂62～67％，Al₂O₃18～22％，Fe₂O₃0.1～0.5%，TiO≤0.5，CaO1.5～3％、MgO≤2.5%、K₂O和Na₂O5%～7％。

通过设置凹凸纹路使底坯层和微粉层有更大接触面积，能更好的缓解烧成过程中底坯层和微晶玻璃熔块熔融时产生的应力拉伸造成坯体翘曲等缺陷。

实施例4

参照附图4。本实施例的制备工艺与实施例1基本相同，所不同的是，在粉料布料过程中，在底坯层和微粉层之间布撒一层厚度为0.01～0.1mm的无机氧化物晶须。

在本实施例中选择长度为200～500μm氧化铝晶须，当然氧化锆或其它具有类似功能的无机氧化物晶须都可以实现本功能。

因为微粉层和底坯层的双层结构，制品可能会出现分层缺陷。参照附图4中底坯层和微粉层中间的微观结构示意图。坯体层烧结后内部形成的晶粒（501）和微粉层烧结后内部形成的晶粒（601）通过无机氧化物晶须（701）嵌接。这些嵌接的晶须将两层很好的嵌合在一起，不会有分层开裂缺陷，而且制品强度也会提高，测试本实施例的断裂模数（Mpa）为47，比实施例1提升10%以上。

实施例5

本实施例中是将微粉层原料通过球磨制成浆料，然后通过喷淋的方式在坯体层上形成微粉层，球磨浆料325目筛余≤0.3%。但这样形成微粉层较薄，一般为0.3～1.0mm，因此这种方式所用微粉层原料在700℃时的体膨胀系数为坯体层的1.03～1.05为宜，在设计配方时可以参照以上参数范围。

当然本实施例的方式也可以选择实施例3、4的方式进行改进，鉴于本领域技术人员通过以上描述可以很容易理解改进的方法，和改进所带来的优点，就不再一一赘述。

目前公知的一次烧微晶玻璃工艺均可按照本发明所述方案改进。如采用专利申请号为200610122038.1的发明专利公开的配方和工艺范围：陶瓷砖的化学成分按重量百分比计，是SiO₂65～77％，Al₂O₃15～25％，CaO0～5％，MgO0～5％、K₂O0.5～5％，Na₂O0.5～6％，将符合上述成分和粒度小于10毫米的石英、高岭石、伊利石、长石、滑石、白云石和透辉石的混合料。按配比称重，球磨细碎；烧成最高温度1150-1250℃，烧成周期60-80分钟；再如专利申请号为200910106617.0的发明专利公开的配方和工艺范围：其抛光玻璃饰面砖的基体由瓷砂59%～80%、黑、白泥15%～40%、添加剂0.5%～5%组成，烧成温度1160-1250℃，烧成周期60-80分钟。以上坯体配方组分和生产工艺均实用于本发明方案。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种一次烧微晶玻璃复合板，其特征在于：由下至上依次包括：坯体层、微粉层、印花层、微晶玻璃层，所述微粉层通过于坯体层一起冲压或通过球磨浆料喷淋在坯体层上形成，冲压成型粉料粒径≤150目，球磨浆料喷淋所用浆料325目筛余≤0.3%，微粉层烧成时的膨胀/收缩系数介于坯体层和微晶玻璃层之间。

2.如权利要求1所述一次烧微晶玻璃复合板，其特征在于：所述微粉层具有凹凸纹路，所述底釉层和印花层随上述纹路起伏。

3.如权利要求1或2所述一次烧微晶玻璃复合板，其特征在于：所述坯体层和微粉层之间通过长度为200～500微米的无机物氧化物晶须嵌接。

4.如权利要求3所述一次烧微晶玻璃复合板，其特征在于：所述无机氧化物晶须为氧化铝、氧化锆等烧后白度高的无机氧化晶须。

5.一种制备如权利要求1所述一次烧微晶玻璃复合板的方法：其特征在于包括如下步骤：

步骤4）烧成；入辊道窑氧化气氛烧成，烧成温度为1150℃～1250℃，烧成周期为60～120min。

6.如权利要求5所述制备一次烧微晶玻璃复合板的方法，其特征在于：步骤1）所使用的模具与微粉层对应一侧有凹凸纹路。

7.如权利要求5或6所述制备一次烧微晶玻璃复合板的方法上述方法，其特征在于：步骤1）中，在布撒微粉层粉料和坯体层粉料之间还布撒一层厚度为0.01～0.1mm的无机物氧化物晶须，无机氧化物晶须长度为200～500微米。

8.如权利要求5或6所述制备一次烧微晶玻璃复合板的方法上述方法，其特征在于：步骤2）中，在印花后，再施一层透明釉。

9.如权利要求7所述制备一次烧微晶玻璃复合板的方法上述方法，其特征在于：步骤2）中，在印花后，再施一层透明釉。

10.如权利要求7所述制备一次烧微晶玻璃复合板的方法上述方法，其特征在于：所述无机氧化物晶须为氧化铝、氧化锆等烧后白度高的无机氧化物晶须。