一种高防污的轻质陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷领域,尤其涉及一种高防污的轻质陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
轻质陶瓷砖具有多孔的海绵体结构,密度小、隔音、隔热等特点,是新一代节能环保型的建筑陶瓷砖,在满足装饰需求的同时又不会增加楼面负重,因此得到了广泛使用。但轻质陶瓷砖在烧制过程中产生大量气体而使所述釉层很容易产生釉面针孔和釉泡等缺陷,严重影响了轻质陶瓷砖的外观和防污性能。现有采取二次烧成的方法,先通过坯体的素烧排出大部分气体,再上釉进行二次烧制,虽可降低釉面针孔和釉泡等缺陷的发生率,但虽在现有的轻质陶瓷砖生产工艺上增加额外的生产环节,加大了生产难度;而且,由于两次烧制温度不同,在升温过程中坯体会产生大量气体,出现釉面针孔和釉泡等缺陷的可能性较高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可一次烧成,解决釉面针孔、釉泡等缺陷的高防污的轻质陶瓷砖及其制备方法。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种高防污的轻质陶瓷砖,包括坯体和釉层,所述釉层包括底釉和面釉,所述底釉施予所述坯体的表面,所述面釉施予所述底釉的表面;
所述底釉在1100~1250℃下的粘度值为300~400Pa.s,所述面釉在1100~1250℃下的粘度值为150~250Pa.s。
优选地,所述底釉的烧成温度为1200℃~1300℃,所述面釉的烧成温度为1000℃~1150℃。
优选地,按质量份数计算,所述底釉的配方包括粘土5~25份、石英砂5~40份、高岭土5~35份、钾长石0~30份、滑石5~30份和氧化铝1~5份。
优选地,按质量份数计算,所述面釉的配方包括球土5~25份,高岭土5~35份,滑石5~30份,钾长石0~30份和石英砂4~35份。
优选地,按质量份数计,所述坯体的配方包括粘土5~45份,高岭土5~60份,城市污泥0~30份,砂5~40份,石粉5~30份,陶瓷抛光废料0~90份,建筑废弃物0~90份,矿渣0~30份和煤渣0~30份。
优选地,所述底釉的厚度为20~60μm,所述面釉的厚度为50~200μm。
优选地,所述面釉为哑光釉、半哑光釉或高光釉。
优选地,所述的高防污的轻质陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤,
步骤1,制备坯体浆料,按质量份数计,称取粘土5~45份、高岭土5~60份、城市污泥0~30份、砂5~40份、石粉5~30份、陶瓷抛光废料0~90份、建筑废弃物0~90份、矿渣0~30份和煤渣0~30份,混合得坯体基料;再称取分散剂0~2份和增强剂0~5份,混合得坯体辅料;将所述坯体基料和所述坯体辅料混合,球磨制成坯体浆料;
步骤2,制备釉层浆料,按质量份数计算,称取粘土5~25份、石英砂5~40份、高岭土5~35份、钾长石0~30份、滑石5~30份和氧化铝1~5份,再称取分散剂0~2份,混合,球磨制成所述底釉;
按质量份数计算,称取球土5~25份,高岭土5~35份,滑石5~30份,钾长石0~30份和石英砂4~35份,再称取分散剂0~2份,混合,球磨制成所述面釉;
步骤3,坯体制备,将步骤1中的所述坯体浆料喷雾造粒,干压成型而获得所述坯体;或者,将步骤1中的所述坯体浆料压滤练泥,挤压成型而获得所述坯体;
步骤4,干燥上釉,将步骤3中制的所述坯体在50~250℃下干燥1~3h;然后在干燥的所述坯体的表面施予步骤2制得的所述底釉,干燥10~30min;最后再在已施予所述底釉的所述坯体的表面施予步骤2制得的所述面釉,干燥10~30min;
步骤5,烧制步骤,将步骤4中已上釉的所述坯体在1100~1250℃下烧制30~180min,即可制得所述高防污的轻质陶瓷砖。
优选地,所述步骤4还包括印花装饰的步骤:
首先,在干燥的所述坯体的表面印花;然后,再施予步骤2制得的所述底釉,干燥10~30min;最后施予步骤2制得的所述面釉,干燥10~30min;
或者,首先,在干燥的所述坯体的表面施予步骤2制得的所述底釉,干燥10~30min;然后,在已施予所述底釉的所述坯体的表面印花;最后施予步骤2制得的所述面釉,干燥10~30min。
优选地,步骤1中所述坯体浆料的球磨时间为1~10h,步骤2中所述底釉的球磨时间为5~100h,步骤2中所述面釉的球磨时间为5~100h。
所述高防污的轻质陶瓷砖具有以下有益效果:
1.高温粘度大的所述底釉有效地封存气体,阻止气体的穿透和所述釉层上鼓,从而避免釉面针孔和釉泡的产生。
2.低温粘度小的所述面釉延展性好,让所述釉层更加平整光滑,防止釉面开裂的发生。
3.所述高防污的轻质陶瓷砖具有多孔的海绵体结构,空隙多,这是因为所述坯体配方中加入了发泡物质,所述发泡物质为含有大量碳化硅的陶瓷抛光废料。所述高防污的轻质陶瓷砖的密度为0.8~1.8g/cm3,添加的陶瓷抛光废料越多,所述高防污的轻质陶瓷砖的密度越小。所述高防污的轻质陶瓷砖采用陶瓷抛光废料为发泡物质,实现废弃物的资源化综合利用;而且,所述坯体的原料还包括各种建筑废弃物、矿山尾矿、煤渣、城市污泥等无机物料,实现废弃资源的再生利用,具有重大的社会经济效益和环保效益。
所述高防污的轻质陶瓷砖的制备方法具有以下有益效果:
所述高防污的轻质陶瓷砖的制备方法为直接在所述坯体上釉,一次烧制完成,无需对所述坯体进行素烧。这是由于所述底釉的粘度和表面张力都较大,而且所述坯体的发泡膨胀是均匀的,气体无法冲破所述釉层,因此无需对所述坯体进行素烧来进行早期排气。实现一次烧成,简化所述高防污的轻质陶瓷砖的制备工艺,并直接沿用现有的建筑陶瓷生产工艺进行生产,无需增加额外的生产环节,降低制备难度。
附图说明
附图对本发明做进一步说明,但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的断面显微结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一:
本实施例的高防污的轻质陶瓷砖,包括坯体和釉层,所述釉层包括底釉和面釉,所述底釉施予所述坯体的表面,所述面釉施予所述底釉的表面;在1100~1250℃下,优选为在1200℃下,所述底釉的粘度值为300~400Pa.s,优选为360Pa.s;在1100~1250℃下,优选为在1200℃下,所述面釉的粘度值为150~250Pa.s,优选为210Pa.s。
所述高防污的轻质陶瓷砖的所述釉层包括所述底釉和所述面釉,所述底釉为粘度值大,有效地封存气体,阻止气体的穿透,从而避免釉面针孔和釉泡的产生;所述面釉粘度值小,流动性好,易于形成均匀光滑的釉面,防止釉面开裂的发生。因此,所述高防污的轻质陶瓷砖的防污性能高,装饰效果好,可应用于房屋内外墙的铺贴,也可用于浴室地板的铺贴。
优选地,所述底釉的烧成温度为1200℃~1300℃,优选为1250℃,所述面釉的烧成温度为1000℃~1150℃,优选为1100℃。所述烧成温度为釉料充分熔化并在坯体上铺展成具有要求性能的平滑优质釉面时的温度。所述底釉高温粘度大,表面张力大,可阻止所述釉层上鼓;而所述面釉低温粘度小,延展性好,让所述釉层更加平整光滑。如图1所示,所述底釉将所述坯体表面的气孔封住,由于高温粘度大的所述底釉作用,没有形成釉面针孔或釉泡,釉面较为平整,从而使所述高防污的轻质陶瓷砖具有优良的防污性能。
优选地,按质量份数计算,所述底釉的配方包括粘土5~25份、石英砂5~40份、高岭土5~35份、钾长石0~30份、滑石5~30份和氧化铝1~5份。所述底釉的铝硅、镁和钾的含量均较高而钠的含量较少,大大增加了底釉的粘稠度,更好地封存气体,阻止气体的穿透,避免釉面针孔和釉泡的产生,从而大大地提高所述高防污的轻质陶瓷砖的防污性能。
优选地,按质量份数计算,所述面釉的配方包括球土5~25份,高岭土5~35份,滑石5~30份,钾长石0~30份和石英砂4~35份。
优选地,按质量份数计,所述坯体的配方包括粘土5~45份,高岭土5~60份,城市污泥0~30份,砂5~40份,石粉5~30份,陶瓷抛光废料0~90份,建筑废弃物0~90份,矿渣0~30份和煤渣0~30份。所述坯体中的发泡物质为含有大量碳化硅的陶瓷抛光废料,实现废弃物的资源化综合利用;而且,所述坯体的原料还包括各种建筑废弃物、矿山尾矿、煤渣、城市污泥等无机物料,实现废弃资源的再生利用,具有重大的社会经济效益和环保效益。
优选地,所述底釉的厚度为20~60μm,优选为40μm;所述面釉的厚度为50~200μm,优选为130μm。所述底釉为高温粘度大的釉料,若厚度大的话烧制时容易使所述高防污的轻质陶瓷砖上翘,影响质量。而所述面釉为低温粘度小的釉料,厚度较大可使釉面更加平滑,釉面针孔更少,防止釉面开裂的发生。而且,由于所述底釉的粘度高,可有效封存气体,阻止釉面上鼓,从而保证即使所述面釉的厚度仅为50~200μm,也不会产生釉面缺陷,因此所述高防污的轻质陶瓷砖的所述釉层薄,既降低了生产成本,又不会因所述釉层薄而产生釉面缺陷,或平滑度降低的发生。
优选地,所述面釉为哑光釉、半哑光釉或高光釉,使所述高防污的轻质陶瓷砖的适用范围更为宽广,满足不同装饰使用要求。
优选地,所述的高防污的轻质陶瓷砖的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤1,制备坯体浆料,按质量份数计,称取粘土5~45份、高岭土5~60份、城市污泥0~30份、砂5~40份、石粉5~30份、陶瓷抛光废料0~90份、建筑废弃物0~90份、矿渣0~30份和煤渣0~30份,混合得坯体基料;再称取分散剂0~2份和增强剂0~5份,混合得坯体辅料;将所述坯体基料和所述坯体辅料混合,球磨制成坯体浆料;
步骤2,制备釉层浆料,按质量份数计算,称取粘土5~25份、石英砂5~40份、高岭土5~35份、钾长石0~30份、滑石5~30份和氧化铝1~5份,再称取分散剂0~2份,混合,球磨制成所述底釉;
按质量份数计算,称取球土5~25份,高岭土5~35份,滑石5~30份,钾长石0~30份和石英砂4~35份,再称取分散剂0~2份,混合,球磨制成所述面釉;
步骤3,坯体制备,将步骤1中的所述坯体浆料喷雾造粒,干压成型而获得所述坯体;或者,将步骤1中的所述坯体浆料压滤练泥,挤压成型而获得所述坯体;
步骤4,干燥上釉,将步骤3中制的所述坯体在50~250℃下干燥1~3h;然后在干燥的所述坯体的表面施予步骤2制得的所述底釉,干燥10~30min;最后再在已施予所述底釉的所述坯体的表面施予步骤2制得的所述面釉,干燥10~30min;
步骤5,烧制步骤,将步骤4中已上釉的所述坯体在1100~1250℃下烧制30~180min,即可制得所述高防污的轻质陶瓷砖。
所述高防污的轻质陶瓷砖的制备方法为直接在所述坯体上釉,一次烧制完成,无需对所述坯体进行素烧。这是由于所述底釉的粘度和表面张力都较大,而且所述坯体的发泡膨胀是均匀的,气体无法冲破所述釉层,因此无需对所述坯体进行素烧来进行早期排气。所述增强剂可为羧甲基纤维素,所述分散剂可为三聚磷酸钠。步骤4中采用喷釉方式给所述坯体上釉,向所述坯体连续喷所述底釉2~3次,然后向所述坯体连续喷所述面釉6~8次,由于所述釉层的厚度要求达到微米级,使用喷釉方式上釉可满足此要求,保证所述底釉和所述面釉的厚度仅有几十微米。所述高防污的轻质陶瓷砖的制备方法实现一次烧成,简化轻质陶瓷砖的制备工艺,并直接沿用现有的建筑陶瓷生产工艺进行生产,无需增加额外的生产环节,降低制备难度。
优选地,所述步骤4还包括印花装饰的步骤:
首先,在干燥的所述坯体的表面印花;然后,再施予步骤2制得的所述底釉,干燥10~30min;最后施予步骤2制得的所述面釉,干燥10~30min;
或者,首先,在干燥的所述坯体的表面施予步骤2制得的所述底釉,干燥10~30min;然后,在已施予所述底釉的所述坯体的表面印花;最后施予步骤2制得的所述面釉,干燥10~30min。
由于所述底釉和所述面釉均为透明釉料,因此可根据不同的生产要求选择在所述坯体表面或所述底釉表面进行印花,所述印花方式为喷墨打印、丝网印刷或滚筒印刷中的一种,印花灵活性强。
优选地,步骤1中所述坯体浆料的球磨时间为1~10h,步骤2中所述底釉的球磨时间为5~100h,步骤2中所述面釉的球磨时间为5~100h。
所述高防污的轻质陶瓷砖具有双层釉结构,分别为高温、不透气、粘度大的所述底釉和低温粘度小的所述面釉,可一次烧成,釉面平整,没有釉面针孔和釉泡,防污性能高、装饰效果好、表面硬度高、抗折强度高,可应用于房屋内外墙的铺贴,也可用于浴室地板的铺贴。
实施例二:
本实施例的高防污的轻质陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,制备坯体浆料,按质量份数计,称取粘土15份、砂10份、高岭土12份、石粉6份、建筑废弃物20份,抛光废料30份、矿渣15份、煤渣20份和羧甲基纤维素2份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰0.5,球磨2h制备出泥浆,喷雾造粒,压制成型,在200℃下干燥1.5h,制得所述坯体。
步骤2,制备底釉,按质量份数计算,称取粘土15份、石英砂15份、高岭土27份、钾长石18份、滑石24.5份、氧化铝0.5份和三聚磷酸钠0.5份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰1,球磨48h制备出所述底釉。
步骤3,制备面釉,按质量份数计算,称取球土15份,高岭土13份,滑石20份,钾长石22份,石英砂30份和三聚磷酸钠0.5份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰1,球磨48h制备出所述面釉。
步骤4,印花上釉,首先,在干燥的所述坯体的表面喷墨印花;然后,采用喷釉方式给所述坯体上釉,向所述坯体连续喷所述底釉2次,干燥15min;最后向所述坯体连续喷所述面釉7次,干燥15min。
步骤5,烧制步骤,将步骤4中已上釉的所述坯体在1200℃下烧制100min,即可制得所述高防污的轻质陶瓷砖。
测试实验及数据:
一、防污及砖体基本性能:
制得的所述高防污的轻质陶瓷砖经滴墨处理后无明显痕迹,防污性能好,体积密度0.94g/cm3,抗折强度8.5MPa,导热系数0.24W/m·K,空气隔音量45db。
二、耐酸碱性能:
对制得的所述高防污的轻质陶瓷砖按GB/T4100-2006国家标准进行耐酸耐碱测试,测试结果如表1所示:
表1
三、酸碱腐蚀后的防污性能及砖体基本性能:
对上述经过耐酸碱性能测试的所述高防污的轻质陶瓷砖,经滴墨处理后仍然无明显痕迹,酸碱腐蚀后的防污性能未见下降,体积密度0.93g/cm3,抗折强度8.2MPa,导热系数0.25W/m·K,空气隔音量44db。
测试结果表明,本实施例的所述高防污的轻质陶瓷砖的耐酸耐碱性能好,具有较好的抗腐蚀性能。
实施例三:
本实施例的高防污的轻质陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,制备坯体浆料,按质量份数计,称取粘土15份、砂15份、城市污泥22份、石粉21份、建筑废弃物20份、矿渣12份、煤渣20份、陶瓷抛光废料60份和羧甲基纤维素2份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰0.5,球磨2h制备出泥浆,喷雾造粒,压制成型,在200℃下干燥1.5h,制得所述坯体。
步骤2,制备底釉,按质量份数计算,称取粘土15份、石英砂15份、高岭土27份、钾长石18份、滑石24.5份、氧化铝0.5份和三聚磷酸钠0.5份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰1,球磨48h制备出所述底釉。
步骤3,制备面釉,按质量份数计算,称取球土15份,高岭土13份,滑石20份,钾长石22份,石英砂30份和三聚磷酸钠0.5份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰1,球磨48h制备出所述面釉。
步骤4,印花上釉,首先,在干燥的所述坯体的表面喷墨印花;然后,采用喷釉方式给所述坯体上釉,向所述坯体连续喷所述底釉2次,干燥15min;最后向所述坯体连续喷所述面釉7次,干燥15min。
步骤5,烧制步骤,将步骤4中已上釉的所述坯体在1200℃下烧制100min,即可制得所述高防污的轻质陶瓷砖。
测试实验及数据:
一、防污及砖体基本性能:
制得的所述高防污的轻质陶瓷砖经滴墨处理后无明显痕迹,防污性能好,体积密度0.88g/cm3,抗折强度7.2MPa,导热系数0.21W/m·K,空气隔音量49db。
二、耐酸碱性能:
对制得的所述高防污的轻质陶瓷砖按GB/T4100-2006国家标准进行耐酸耐碱测试,测试结果如表2所示:
表2
三、酸碱腐蚀后的防污性能及砖体基本性能:
对上述经过耐酸碱性能测试的所述高防污的轻质陶瓷砖,经滴墨处理后仍然无明显痕迹,酸碱腐蚀后的防污性能未见下降,体积密度0.90g/cm3,抗折强度7.1MPa,导热系数0.22W/m·K,空气隔音量47db。
测试结果表明,本实施例的所述高防污的轻质陶瓷砖的耐酸耐碱性能好,具有较好的抗腐蚀性能。
对比实施例一:
本对比实施例的轻质陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,制备坯体浆料,按质量份数计,称取瓷砂34份、粘土25份、石灰石粒8份、硅灰石粒10份、釉面砖污泥渣7份、陶瓷抛光废渣35份和水玻璃1份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰0.5,球磨2h制备出泥浆,喷雾造粒,压制成型,在200℃下干燥1.5h,制得所述坯体。
步骤2,制备釉料,按质量份数计算,称取钠长石9份,滑石6份,氧化锌2份,石英粉12份,氧化铝1份,龙岩土7份,高岭土15份,羧甲基纤维素钠0.5份和三聚磷酸钠0.25份,混合,按料︰球︰水=1︰2︰1,球磨48h制备出所述釉料。
步骤3,向所述坯体的表面施予所述釉料,干燥15min,在1200℃下烧制100min,即可制得所述轻质陶瓷砖。
测试实验及数据:
一、防污:
所述轻质陶瓷砖出现釉面针孔和釉泡等缺陷,经滴墨处理后有明显痕迹,防污性能差。
二、耐酸碱性能:
对制得的轻质陶瓷砖按GB/T4100-2006国家标准进行耐酸耐碱测试,测试结果如表3所示:
表3
三、酸碱腐蚀后的防污性能:
对上述经过耐酸碱性能测试的所述轻质陶瓷砖,经滴墨处理后痕迹更加明显,酸碱腐蚀后的防污性能进一步减弱。
测试结果表明,本实施例的所述轻质陶瓷砖的耐酸耐碱性能较差。
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。