CN104743881B - 一种微晶陶瓷复合板、其坯料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供一种微晶陶瓷复合板坯料，由该坯料烧结而成的微晶陶瓷复合板及其制备方法。所述坯料由以下重量百分比的组分组成：混合坭8‑15%、钾钠砂10‑20%、中温砂10‑20%、高温砂5‑15%、滑石坭1‑5%、田砂8‑16%、山砂2‑10%、钾砂5‑15%、钠铝砂3‑8%、稀释剂0.5‑3%、洗坭8‑18%。本发明通过对坯体配方进行调整，进一步结合工艺改善，使烧结后的坯体的线膨胀系数在5.5~8×10^‑6/℃之间，和目前常用的微晶熔块的线膨胀系数的差基本能够控制在0.6‑1.8×10^‑6/℃的范围内，从而缓解了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，导致的平整度缺陷等问题，提高了产品优等品率，节约了成本。

Description

一种微晶陶瓷复合板、其坯料及制备方法

技术领域

本发明涉及一种微晶陶瓷复合板坯料、微晶陶瓷复合板及其制备方法。

背景技术

微晶陶瓷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。

早期的微晶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。为解决以上问题，研发出了一次烧成工艺。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。

平整度是微晶陶瓷复合板产品的重要技术指标。变形太大将影响到产品的使用功能。

微晶陶瓷复合板在生产过程中由于微晶玻璃熔块材料膨胀系数较坯体材料膨胀系数小，一般微晶玻璃熔块材料的线膨胀系数约在4~9×10^-6/℃（室温-700℃）之间，如目前常用的微晶玻璃熔块的膨胀系数详细见下表：

但目前常用的坯体材料，配方不够合理，导致烧成后的微晶陶瓷复合板坯釉适应性差，主要指坯和釉的热膨胀系数的相匹配和相适应的问题。尤其是对于大规格的地砖类板状产品，坯体薄、面积大，容易受坯、釉膨胀系数不同的影响，在冷却过程中产生上、下收缩不同，出现凸翘和凹翘。

为了解决这一问题，最理想的要求是α釉和α坯在各种温度下相同，然而要做到这一点是不可能的，因为坯、釉膨胀系数本身就是一个随温度不同而变化的曲线，而在工厂实践中，为了防止产品后期龟裂，通常的做法是控制α釉略小于α坯，从而保持产品轻微的凸翘。

传统二次烧成时坯体先经过预烧，预烧后的坯体再次和微晶玻璃熔块一起烧成，预烧后的坯体膨胀系数减小，这样再次烧结后和微晶玻璃熔块的配合度较好；而对于一次烧成，不能通过预烧来调整坯体的膨胀系数，因此只能从坯体的配方和制备工艺入手，难度更大。

因此这就造成一次烧工艺对坯体配料和制备工艺要求比较严苛。

发明内容

为解决坯体和熔块的线性膨胀系数相匹配的问题，本发明提供一种微晶陶瓷复合板坯料，由该坯料烧结而成的微晶陶瓷复合板及其制备方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种微晶陶瓷复合板坯料，所述坯料由以下重量百分比的组分组成：

混合坭 8-15%

钾钠砂 10-20%

中温砂 10-20%

高温砂 5-15%

滑石坭 1-5%

龙田砂 8-16%

东山砂 2-10%

钾砂 5-15%

钠铝砂 3-8%

稀释剂 0.5-3%

水洗坭 8-18%

其中稀释剂可以选用六偏磷酸钠、水玻璃、柠檬酸钠等常用的陶瓷坯料稀释剂，优选为柠檬酸钠。

优选地，所述坯料由以下重量百分比的组分组成：

混合坭 10-15%

钾钠砂 13-18%

中温砂 12-16%

高温砂 8-13%

滑石坭 1-5%

龙田砂 8-16%

东山砂 3-9%

钾砂 5-15%

钠铝砂 3-8%

稀释剂 0.5-2%

水洗坭 10-15%

进一步优选地，所述坯料由以下重量百分比的组分组成：

混合坭 10-13%

钾钠砂 13-18%

中温砂 12-16%

高温砂 8-13%

滑石坭 1-5%

龙田砂 10-16%

东山砂 4-7%

钾砂 8-15%

钠铝砂 3-8%

稀释剂 0.5-2%

水洗坭 10-15%

本发明还提供了一种微晶陶瓷复合板，包括坯体层和微晶玻璃层，所述坯体层是由上述坯料烧结而成，线膨胀系数在5.5~8×10^-6/℃（室温-700℃）。

本发明还提供了所述微晶陶瓷复合板的制备方法，依次包括以下步骤：配料，球磨，过筛，搅拌，喷雾造粒，陈腐，压坯成型，干燥，布料，烧成，抛光；所述球磨工艺参数为：粉料：水：研磨介质=1：0.4~0.6：2~4，浆料流速为30~70m/s；球磨后浆料250目筛余为0.9~1.1%，浆料比重为1.69~1.74g/ml。其余工序可以采用传统的方法进行。

优选地，所述陈腐时间≥24h。

优选地，所述压坯成型步骤中，粉料的含水率为6.8~7.4%，粉料的颗粒级配：大于20目的颗粒：＜1%；40目颗粒：35~45%；80目颗粒：50~60%；小于100目的颗粒： ＜3%，各粒级的颗粒含量之和为100%。压坯成型的设备和压力等参数可以采用行业内通用的设计。

优选地，所述烧成是在1050-1250℃下烧成，烧成周期为70-180min。

本发明的有益效果是：本发明通过对坯体配方进行调整，进一步结合工艺改善，使烧结后的坯体的线膨胀系数在5.5~8×10^-6/℃之间，和目前常用的微晶熔块的线膨胀系数的差基本能够控制在0.4-1.8×10^-6/℃的范围内，从而缓解了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，导致的平整度缺陷等问题，提高了产品优等品率，节约了成本。

具体实施方式

以下将结合优选实施例对本发明的技术方案及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

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。如布料、抛光工艺等。本领域技术人员利用公知技术根据需要进行选择和调整。

如本发明实施例中布料中熔块的配方选用专利文件CN 102390931 B中公开的熔块配方和布料方法进行布料，具体地选用各组分重量百分比为：SiO₂ 56%~ 62%、Al₂O₃ 8%~15%、CaO 10%~13%%、MgO 2%~ 6%、ZnO 3 ~ 4%、BaO 1%~ 1.5%、Li₂O 1 ~ 2%%、Na₂O 3 ~ 4%、K₂O 2 ~ 3.5%的熔块作为色料熔块；选用各组分百分比为：SiO₂ 60%~ 64%、Al₂O₃ 6%~8%、CaO 12%~ 15%、ZnO 2%~ 5%、BaO 3%~ 6%、Li₂O 1%~3%、Na₂O 3%~ 5%、K₂O 2%~ 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，加工成不同形状的所需要的熔块；其中色料熔块根据仿石材的色彩效果按比例加入色料，并根据仿石材的色彩种类配制若干种颜色的色料熔块。

为这里应该说明，在此只是示例性说明，现有公开技术中的其它常用的线膨胀系数在表1所示例的范围内的微晶熔块的配方也可以实现本发明。本发明实施例中的熔块形状并不局限于常用的粉状、粒状熔块，也可以是熔块团或者不规则的片状熔块。

实施例1

（1）按表1给出的配方的原材料通过铲车配料入球磨机。

（2）按照粉料：水：研磨介质=1：0.4：3，的比例加入水和研磨球，进行研磨，研磨时，浆料流速为30m/s；待球磨至浆料250目筛余为1.0%，浆料比重为1.72g/ml时停止球磨，出料。

（3）研磨后的浆料泥浆经过三道过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁。

（4）过筛后对浆料进行搅拌混匀，然后喷雾造粒，喷雾造粒得到的粉料陈腐24h，检测粉料中含水率为7.2%。

（5）按照大于20目：0.5%；40目：40%；80目：58%；小于100目：1.5%，将造粒后的颗粒进行级配，然后在28-34MPa压坯成型，并干燥。

（6）在干燥后的坯体表面布熔块，然后在1200-1250℃下烧成70min、抛光处理得到微晶陶瓷复合板。

实施例2

（1）按表1给出的配方的原材料通过铲车配料入球磨机。

（2）按照粉料：水：研磨介质=1：0.4：2，的比例加入水和研磨球，进行研磨，研磨时，浆料流速为50m/s；待球磨至浆料250目筛余为0.9%，浆料比重为1.74g/ml时停止球磨，出料。

（3）研磨后的浆料泥浆经过三道过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁。

（4）过筛后对浆料进行搅拌混匀，然后喷雾造粒，喷雾造粒得到的粉料陈腐28h，检测粉料中含水率为6.8%。

（5）按照大于20目：0.8%；40目：45%；80目：52%；小于100目：2.2%，将造粒后的颗粒进行级配，然后在28-34MPa压坯成型，并干燥。

（6）在干燥后的坯体表面布熔块，然后在1100-1200℃下烧成120min、抛光处理得到微晶陶瓷复合板。

实施例3

（1）按表1给出的配方的原材料通过铲车配料入球磨机。

（2）按照粉料：水：研磨介质=1：0.6：3，的比例加入水和研磨球，进行研磨，研磨时，浆料流速为70m/s；待球磨至浆料250目筛余为1.1%，浆料比重为1.69g/ml时停止球磨，出料。

（3）研磨后的浆料泥浆经过三道过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁。

（4）过筛后对浆料进行搅拌混匀，然后喷雾造粒，喷雾造粒得到的粉料陈腐40h，检测粉料中含水率为7.4%。

（5）按照大于20目：0.3%；40目：45%；80目：54%；小于100目：0.7%，将造粒后的颗粒进行级配，然后在28-34MPa压坯成型，并干燥。

（6）在干燥后的坯体表面布熔块，然后在1050-1150℃下烧成180min、抛光处理得到微晶陶瓷复合板。

实施例4

（1）按表1给出的配方的原材料通过铲车配料入球磨机。

（2）按照粉料：水：研磨介质=1：0.5：4，的比例加入水和研磨球，进行研磨，研磨时，浆料流速为50m/s；待球磨至浆料250目筛余为0.9%，浆料比重为1.71g/ml时停止球磨，出料。

（3）研磨后的浆料泥浆经过三道过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁。

（4）过筛后对浆料进行搅拌混匀，然后喷雾造粒，喷雾造粒得到的粉料陈腐35h，检测粉料中含水率为7.0%。

（5）按照大于20目：0.6%；40目：36.6%；80目：60%；小于100目：2.8%，将造粒后的颗粒进行级配，然后在28-34MPa压坯成型，并干燥。

（6）在干燥后的坯体表面布熔块，然后在1100-1200℃下烧成100min、抛光处理得到微晶陶瓷复合板。

实施例1-4中得到的微晶陶瓷复合板表面平整，优等品率均≥85%，具体测试结果如表2所示。并对本发明实施例2中的坯体层和微晶玻璃层的线性膨胀系数进行测量，结果如表3所示。

通过以上实施例可以看出，本发明配方的坯料烧结后得到坯体层和微晶玻璃层的线膨胀系数差别较小，得到的产品热稳定性优异，具有较好的机械强度，表面缺陷少，平整性好，产品良率大大提高。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种微晶陶瓷复合板坯料，其特征在于：所述坯料由以下重量百分比的组分组成：

混合坭 8-15%

钾钠砂 10-20%

中温砂 10-20%

高温砂 5-15%

滑石坭 1-5%

龙田砂 8-16%

东山砂 2-10%

钾砂 5-15%

钠铝砂 3-8%

稀释剂 0.5-3%

水洗坭 8-18%。

2.根据权利要求1所述的微晶陶瓷复合板坯料，其特征在于：所述坯料由以下重量百分比的组分组成：

混合坭 10-15%

钾钠砂 13-18%

中温砂 12-16%

高温砂 8-13%

滑石坭 1-5%

龙田砂 8-16%

东山砂 3-9%

钾砂 5-15%

钠铝砂 3-8%

稀释剂 0.5-2%

水洗坭 10-15%。

3.根据权利要求2所述的微晶陶瓷复合板坯料，其特征在于：所述坯料由以下重量百分比的组分组成：

混合坭 10-13%

钾钠砂 13-18%

中温砂 12-16%

高温砂 8-13%

滑石坭 1-5%

龙田砂 10-16%

东山砂 4-7%

钾砂 8-15%

钠铝砂 3-8%

稀释剂 0.5-2%

水洗坭 10-15%。

4.一种微晶陶瓷复合板，包括坯体层和微晶玻璃层，其特征在于：所述坯体层是由权利要求1-3任一项所述的坯料烧结得到，所述坯体层在室温-700℃的环境温度中线膨胀系数为5.5～8×10-6/℃。

5.一种如权利要求4所述的微晶陶瓷复合板的制备方法，依次包括以下步骤：配料，球磨，过筛，搅拌，喷雾造粒，陈腐，压坯成型，干燥，布料，烧成，抛光；其特征在于：所述球磨工艺参数为：粉料：水：研磨介质=1：0.4～0.6：2～4，浆料流速为30～70m/s；球磨后浆料250目筛余为0.9～1.1%，浆料比重为1.69～1.74g/ml。

6.根据权利要求5所述的微晶陶瓷复合板的制备方法，其特征在于：所述陈腐时间≥24h。

7.根据权利要求5所述的微晶陶瓷复合板的制备方法，其特征在于：所述压坯成型步骤中，粉料的含水率为6.8～7.4%，粉料的颗粒级配，按重量百分比为，大于20目的颗粒：＜1%；40目颗粒：35～45%；80目颗粒：50～60%；小于100目的颗粒：＜3%；各粒级的颗粒含量之和为100%。

8.根据权利要求5所述的微晶陶瓷复合板的制备方法，其特征在于：所述烧成是在1050-1250℃下烧成，烧成周期为70-180min。