CN104230386B - 一种一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，包括以下步骤：A、坯体冲压成型；B、喷淋一层微晶玻璃熔块悬浮液：在步骤A的坯体表面喷淋一层微晶玻璃熔块悬浮液，所述微晶玻璃熔块悬浮液由微晶玻璃熔块和聚氨酯类粘结剂混合而成，所述聚氨酯类粘结剂按以下组分的质量分数来配比：非离子聚氨酯缔合型增稠剂6.5‑7.5％，白炭黑3.2‑4.4％，消泡剂1‑1.5％，分散剂0.3‑1.3％，余量为溶剂；C、烧成：送入窑炉中烧成，烧成温度为1200‑1300℃；D、抛磨加工得到微晶玻璃复合板成品。本方法可以避免窑炉预热带对微晶玻璃熔块的吸附作用造成的不良影响，提高产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法。
背景技术
微晶玻璃复合板是将一层微晶玻璃复合在陶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。目前，微晶玻璃熔块主要是通过布料方式在坯体表面或釉面上铺覆一定厚度的微晶玻璃熔块(颗粒大小在15-150目)，并喷涂一层粘结剂将颗粒固定在坯体表面，烧成后对微晶玻璃面进行再加工，微晶玻璃熔块的质量直接决定了砖坯平整度和砖坯装饰效果的好坏，现有技术中使用的粘结剂只是普通的胶水与水按一定比例混合，砖坯布料好微晶玻璃熔块后在其表面喷涂一层胶水粘结剂。但在生产中，布料好的砖坯要送入窑炉中预热带是处于低负压的环境下，细小颗粒(尤其是小于100目)由于质量较轻容易被吸走，覆在表面的胶水粘结剂对微晶玻璃熔块颗粒不能起到良好的粘结固定作用。因此，如果粘结剂对微晶玻璃熔块颗粒能起到良好的粘结固定作用，则可大大的提高成品微晶玻璃面的形成，同时也能减少被吸走的微晶玻璃熔块颗粒，减少资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提出一种提高一次烧成微晶玻璃复合板砖面平整度的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、坯体冲压成型：选择公知配方的坯体粉料和粒度≤200目的微粉层粉料分成布料后，冲压成素坯；
B、喷淋一层微晶玻璃熔块颗粒悬浮液：在步骤A的坯体表面喷淋一层微晶玻璃熔块颗粒悬浮液，所述微晶玻璃熔块颗粒悬浮液由微晶玻璃熔块和聚氨酯类粘结剂混合而成，所述聚氨酯类粘结剂按以下组分的质量分数来配比：非离子聚氨酯缔合型增稠剂6.5-7.5％，白炭黑3.2-4.4％，消泡剂1-1.5％，分散剂0.3-1.3％，余量为溶剂；
C、烧成：送入窑炉中烧成，烧成温度为1200-1300℃；
D、抛磨加工：将烧成后冷却的制品经抛光磨边加工得到微晶玻璃复合板成品。
优选的，步骤C中烧成周期为70-90min。
优选的，步骤B中所述微晶玻璃熔块颗粒悬浮液的微晶玻璃熔块颗粒的固含量不少于65％。
优选的，步骤B中所述聚氨酯类粘结剂中添加的消泡剂为聚醚型GPE消泡剂。
优选的，步骤B中所述聚氨酯类粘结剂中添加的分散剂为三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。
优选的，步骤B中所述聚氨酯类粘结剂的溶剂为乙醇、二乙二醇乙醚或两者的水溶液中的至少一种。
优选的，所述微晶玻璃熔块的颗粒大小为60-90目。
优选的，所述聚氨酯类粘结剂的制备方法，包括以下步骤：1)将白炭黑溶于部分溶剂中，搅拌均匀；2)加入非离子聚氨酯缔合型增稠剂和剩余的溶剂，搅拌均匀；3)加入消泡剂和分散剂，搅拌均匀得到熔块颗粒粘结剂。
本发明的有益效果：1、提高成品砖面的平整度，使一次烧成微晶玻璃复合板的合格成品率提高；2、解决了熔块颗粒在进窑烧制时面对低负压的预热带容易被吸走的问题，避免砖表面出现大量的针孔和气泡等瑕疵；3、使用的粘结剂可在中性环境下使用，且不含金属离子，对熔块颗粒在烧结时产生的颜色效果不存在影响。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的坯体结构的制备流程示意图；
图2是本发明的一个实施例的烧成的微晶玻璃复合板的结构示意图。
其中：坯体层1，微晶玻璃熔块层2，微晶玻璃层3。
具体实施方式
下面结合具体的实施例来进一步说明本发明的技术方案。
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，过筛，获得坯体粉料。本发明实施例中采用的坯体粉料配方的化学成分为(wt％)：SiO2：70％，Al2O3：21％，CaO:1％，MgO：2％，K2O：2％，Na2O：3％，Fe2O3：0.5％，TiO2：0.5％。采用的微粉配方的化学成分为(wt％)：为SiO2：68％，Al2O3：18％，Na2O：6％，K2O：5％，TiO2：0.4％，CaO：0.6％，MgO：2％，球磨造粒过筛，获得微粉料。需要说明的是，这里给出的坯体粉料和微粉的配方组分可由公知常识中其他的配方组分来替换，均可适用于本发明一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法中。
实施例组1
实施例1-1所使用的每100kg熔块颗粒粘结剂的组分：非离子聚氨酯缔合型增稠剂(Nae Woi Korea.，Ltd.公司，型号HIRESOL85)6.5kg，白炭黑3.8kg，聚醚型GPE消泡剂(从杭州菲尔化学工业有限公司购买)1.3kg，聚丙烯酸钠0.3kg，余量为浓度为12-15％的乙醇水溶液。
上述熔块颗粒粘结剂的制备方法，包括以下步骤：1)将白炭黑溶于部分乙醇中，搅拌均匀；2)加入非离子聚氨酯缔合型增稠剂和剩余的乙醇量，搅拌均匀；3)加入聚醚型GPE消泡剂和聚丙烯酸钠，搅拌均匀得到熔块颗粒粘结剂，测其流速为28.2s(30℃，涂-4杯)。需要说明的是，乙醇作为溶剂可以使用二乙二醇乙醚来替换，聚丙烯酸钠作为分散剂可以使用三聚磷酸钠来替换也能实现本方案。
实施例1-1
将375kg银白色冰晶效果的微晶玻璃熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度60目)加入实施例组1制得的125kg的熔块颗粒粘结剂中，混合均匀，得微晶玻璃熔块颗粒悬浮液，微晶玻璃熔块颗粒固含量75％，无可见气泡，流速为46.2s(30℃，涂-4杯)，悬浮液放置5天后仍无分层现象，可见本发明熔块颗粒粘结剂与微晶玻璃熔块颗粒混匀后仍具有良好的稳定性。需要说明的是，本实施例1-1选用的银白色冰晶效果的微晶玻璃熔块颗粒在烧结过程中发生铺展，在面釉层上形成银白色冰晶花的效果，微晶玻璃熔块颗粒可以通过色釉料公司购买获得，同类熔块产品也能实现本方案。
将上述微晶玻璃熔块颗粒悬浮液以淋釉的方式淋在坯体层表面，控制微晶玻璃熔块颗粒悬浮液的厚度为2mm，如图1所示获得砖坯结构包括坯体层1和微晶玻璃熔块层2。在窑炉中1200℃烧成，磨边倒角，得到如图2所示的具有坯体层1和微晶玻璃层3的微晶玻璃复合板成品，平整度高，形成的银白色冰晶花纹理具有连续性和完整性，无肉眼可见的气泡和针孔，可见本发明的微晶玻璃复合板的成品率高。
对比实施例1-2
将同实施例1-1的375kg银白色冰晶效果的微晶玻璃熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度60目)加入125kg的胶水中，混合均匀，得微晶玻璃熔块颗粒悬浮液，微晶玻璃熔块颗粒固含量75％，流速为30.4s(30℃，涂-4杯)，悬浮液放置5天后出现分层现象，不具有良好的稳定性，使用前需要重新搅拌混匀。
将上述微晶玻璃熔块颗粒悬浮液以淋釉的方式淋在坯体层表面，控制微晶玻璃熔块颗粒悬浮液的厚度为2mm，在窑炉中1200℃烧成，磨边倒角，得到的微晶玻璃复合板成品，形成的银白色冰晶花纹理存在间隔纹，不连续，且留有气泡。
为了更进一步说明，下面提供使用实施例1-1制得的熔块颗粒粘结剂的悬浮液与对比实施例1-2中使用胶水制得的悬浮液的运动粘度值μ比较，实验数据见表1。
运动粘度值μ：用涂-4杯在30℃下测定液体从规定孔径的孔流出所需的时间获取流速t，并可通过t＝0.223μ+6.0换算得出运动粘度值μ。
表1 实施例1-1与对比实施例1-2的对比实验数据
| 编号 | 流速/s | 运动粘度值/(mm2/s) | 放置5天后现象 |
| 实施例1-1 | 46.2 | 180.27 | 无分层出现 |
| 对比实施例1-2 | 28.4 | 100.45 | 出现分层 |
非离子聚氨酯缔合型增稠剂含量对悬浮液分层现象的影响-实施例组2
熔块颗粒粘结剂的制备-实施例2
每100kg熔块颗粒粘结剂的组分：非离子聚氨酯缔合型增稠剂(Nae WoiKorea.，Ltd.公司，型号HIRESOL85)含量按下表2添加，白炭黑3.6kg，聚醚型GPE消泡剂(从杭州菲尔化学工业有限公司购买)1.3kg，三聚磷酸钠0.3kg，余量为浓度为13-15％的乙醇水溶液。
将350kg具有乳白色冰晶效果的微晶玻璃熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度90目)加入实施例2制得的150kg的熔块颗粒粘结剂中，混合均匀，得微晶玻璃熔块颗粒悬浮液，微晶玻璃熔块颗粒固含量70％，无可见气泡，放置5天，流速和分层现象见表2。
表2 非离子聚氨酯缔合型增稠剂添加量的研究
从表2可得非离子聚氨酯缔合型增稠剂的添加量使悬浮液起到增稠作用的主要物质，测定上述实施例2-0～实施例2-6其pH值在7左右，可以在中性环境下使用，而且用于微晶玻璃熔块颗粒的粘结中，由于不含金属离子，在起到对微晶玻璃熔块颗粒在砖面上的粘结时，对微晶玻璃熔块颗粒在烧结时产生的颜色效果不存在影响，同时也解决了微晶玻璃熔块颗粒在进窑烧制时面对低负压的预热带容易被吸走的问题。聚醚型GPE消泡剂的添加可以根据粘结剂各组分物料混合时，混合液中出现气泡的多少来添加，起泡多的则需增添消泡剂的含量。
需要说明的是，这里给出的实施例为优选方式，对于其它组分或烧成工艺中只需做适用性调整即可，这是本领域技术人员可以参考工作经验进行适当调整。
白炭黑含量对悬浮液的分层现象的影响-实施例组3
熔块颗粒粘结剂的制备-实施例3
每100kg熔块颗粒粘结剂的组分：非离子聚氨酯缔合型增稠剂(Nae WoiKorea.，Ltd.公司，型号HIRESOL85)7.5kg，白炭黑含量按下表3添加，聚醚型GPE消泡剂(从杭州菲尔化学工业有限公司购买)1.3kg，三聚磷酸钠1kg，余量为乙醇。
将375kg绿色冰晶效果的熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度80目)加入实施例3制得的125kg的熔块颗粒粘结剂中，混合均匀，得熔块颗粒悬浮液，熔块颗粒固含量75％，无可见气泡，放置5天，流速和分层现象见表3。
实施例3-00
将375kg绿色冰晶效果的熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度80目)加入125kg由羧甲基纤维素钠配制成的粘性水浆液中，混合均匀，得熔块颗粒悬浮液，熔块颗粒固含量75％，放置5天，流速和分层现象见表3。
表3 白炭黑含量对悬浮液的分层现象的影响
从表3可得使用羧甲基纤维素钠配制成的粘性水浆液其粘度值不高，不能有效的避免微晶玻璃熔块颗粒被低负压吸走，而且存在气泡现象，与微晶玻璃熔块颗粒混匀后的悬浮液不能长时间存放。此外，白炭黑的添加量使悬浮液的增稠效率提高，白炭黑具有良好的触变性能，可有效的防止熔块颗粒下沉，结合非离子聚氨酯缔合型增稠剂的使用，增大其增稠效果，使熔块颗粒粘结剂在常态下具有良好的稳定性。
白炭黑含量对粘结剂的黏度影响-实施例组4
每100kg熔块颗粒粘结剂的组分：非离子聚氨酯缔合型增稠剂(Nae WoiKorea.，Ltd.公司，型号HIRESOL85)7.0kg，白炭黑含量按下表4添加，聚醚型GPE消泡剂(从杭州菲尔化学工业有限公司购买)1.3kg，三聚磷酸钠1kg，余量为二乙二醇乙醚。
上述熔块颗粒粘结剂的制备方法，包括以下步骤：1)将白炭黑溶于部分二乙二醇乙醚中，搅拌均匀；2)加入非离子聚氨酯缔合型增稠剂和剩余的溶剂，搅拌均匀；3)加入聚醚型GPE消泡剂和三聚磷酸钠，搅拌均匀得到熔块颗粒粘结剂。
表4 白炭黑添加量对熔块颗粒粘结剂的流速的影响
| 编号 | 白炭黑添加量/％ | 流速/s | 运动粘度值/(mm2/s) |
| 4-1 | 3.2 | 23.5 | 78.48 |
| 4-2 | 3.6 | 32.8 | 120.18 |
| 4-3 | 4.0 | 40.5 | 154.71 |
| 4-4 | 4.4 | 31.5 | 114.35 |
从表4可得，随着白炭黑添加量的增加，熔块颗粒粘结剂的流速越大，但当白炭黑添加量到达一定量时，对液体的增稠粘接效果反而降低。由于微晶玻璃熔块颗粒是与熔块颗粒粘结剂一起混合使用的，微晶玻璃熔块的加入会使混合形成的悬浮液的流速大大的增加，而淋釉工艺要求加入微晶玻璃熔块颗粒与粘结剂混合后流速低于50s(30℃，涂-4杯)，为了避免加入微晶玻璃熔块颗粒后的悬浮液的流速过高，每100kg的熔块颗粒粘结剂中白炭黑的成分优选为3.6kg左右。
实施例5
将186kg高温透明微晶玻璃熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度90目)加入实施例组1制得的100kg的熔块颗粒粘结剂中，混合均匀，得微晶玻璃熔块颗粒悬浮液，微晶玻璃熔块颗粒固含量65％，无可见气泡，流速为42.5s(30℃，涂-4杯)，悬浮液放置5天后仍无分层现象，将悬浮液通过钟罩式淋釉方式施于坯体层表面。烧成后，成品砖面平整度高，无针孔。需要说明的是，本实施例5选用的透明的微晶玻璃熔块颗粒，微晶玻璃熔块颗粒可以通过色釉料公司购买获得，其他微晶玻璃熔块产品也能实现本方案。
对比实施例5
将100kg高温透明微晶玻璃熔块颗粒(从昆西卡罗比釉料公司购买，细度90目)加入实施例组1制得的100kg的熔块颗粒粘结剂中，混合均匀，得微晶玻璃熔块颗粒悬浮液，微晶玻璃熔块颗粒固含量50％，无可见气泡，流速为32.3s(30℃，涂-4杯)，悬浮液放置5天后仍无分层现象，将悬浮液通过钟罩式淋釉方式施于坯体层表面。烧成后，成品砖面容易出现溶孔和针孔现象。
从实施例5和对比实施例5实验可得，微晶玻璃熔块颗粒悬浮液的微晶玻璃熔块颗粒的固含量对烧成的成品也有一定的影响，由于对比实施例5中微晶玻璃熔块颗粒固含量仅有50％，熔块颗粒的数量不足以满足在整块砖面上铺展，所以成品砖面容易出现溶孔或针孔现象，优选的微晶玻璃熔块颗粒悬浮液的微晶玻璃熔块颗粒的固含量不少于65％。
综上需要说明的最后一点，这里给出的实施例为优选方式，对于其它组分或烧成工艺中只需做适用性调整即可，这是本领域技术人员可以参考工作经验进行适当调整。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、坯体冲压成型：选择公知配方的坯体粉料和粒度≤200目的微粉层粉料分层布料后，冲压成素坯；
B、喷淋一层微晶玻璃熔块悬浮液：在步骤A的坯体表面喷淋一层微晶玻璃熔块悬浮液，所述微晶玻璃熔块悬浮液由微晶玻璃熔块和聚氨酯类粘结剂混合而成，所述聚氨酯类粘结剂按以下组分的质量分数来配比：非离子聚氨酯缔合型增稠剂6.5-7.5％，白炭黑3.2-4.4％，消泡剂1-1.5％，分散剂0.3-1.3％，余量为溶剂；
C、烧成：送入窑炉中烧成，烧成温度为1200-1300℃；
D、抛磨加工：将烧成后冷却的制品经抛光磨边加工得到微晶玻璃复合板成品。
2.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：步骤C中烧成周期为70-90min。
3.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：步骤B中所述微晶玻璃熔块悬浮液的微晶玻璃熔块的固含量不少于65％。
4.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：步骤B中所述聚氨酯类粘结剂中添加的消泡剂为聚醚型GPE消泡剂。
5.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：步骤B中所述聚氨酯类粘结剂中添加的分散剂为三聚磷酸钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：步骤B中所述聚氨酯类粘结剂的溶剂为乙醇、二乙二醇乙醚、乙醇水溶液或二乙二醇乙醚水溶液中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：所述微晶玻璃熔块的颗粒大小为60-90目。
8.根据权利要求1所述的一次烧成微晶玻璃复合板的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯类粘结剂的制备方法，包括以下步骤：1)将白炭黑溶于部分溶剂中，搅拌均匀；2)加入非离子聚氨酯缔合型增稠剂和剩余的溶剂，搅拌均匀；3)加入聚醚型GPE消泡剂和三聚磷酸钠，搅拌均匀得到熔块颗粒粘结剂。
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