CN106186695A - 一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖及其制备方法 - Google Patents

一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑陶瓷生产技术领域,具体涉及一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖及其制备方法。按质量百分比计,该抛釉砖釉面由以下原料烧制而成:0~100%的生料釉和0~100%的熔块组成的基础釉,基础釉质量0.1~15%的超细氧化铝或超细氢氧化铝,基础釉质量0.1~10%的超细氧化硅或超细氧化硅前驱物,基础釉质量0.1~15%的锂化合物,以及釉料性质调节剂。本发明通过引入超细氧化物或超细氧化物前驱物(氢氧化物)生产出高硬度釉面且同样具备有色彩多样特征的抛釉砖。根据本发明配方,建筑陶瓷厂不需对设备进行更新改造,改变釉料配比即可生产高硬度釉面的抛釉砖。

Description

一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑陶瓷生产技术领域,具体涉及一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高,对于家居装饰的要求也越来越高,瓷质抛光砖因具有较高的耐磨、耐腐蚀、机械强度及其一定的装饰性,而被广泛应用于人们日常生活的各种不同的场所。但是,抛光砖的装饰性,色彩多样性不及瓷片与仿古砖。近年来陶瓷制造技术的发展和先进设备的不断推广应用,使得家居装饰材料的种类越来越多,人们对于视觉效果的要求也更加关注。釉面抛光类产品常被称为全抛釉砖,采用的是釉中彩工艺,其印刷图案在透明釉层之下,被透明釉所覆盖,制品在经过烧成后,对釉面进行抛光,使产品的图案立体效果更加显著,大大地提高了产品的装饰性,因此深受装饰设计和销售市场的欢迎。抛釉砖透明釉层的性能,直接关系产品的使用功能,尤其用于地面铺贴产品来说,对釉层的表面硬度和耐磨度要求较高,故提高抛釉砖釉面的硬度能大大提高抛釉砖的价值。
超细氧化物产生了一般粉体与块状材料所不具有的表面效应和小尺寸效应,使其具有更为优异的物理化学特性。从而使其在化学活性、电学、表面性能等方面表现出独特的性能。超细粉体中由于每一粒子组成原子少,表面原子处于不安定状态,使其表面晶格震动的振幅较大,所以具有较高的表面能量,造成超微粒子特有的热性质,也就是造成熔点下降,同时超细粉体将比传统粉体容易在较低温度烧结,而成为良好的烧结促进材料。加入到釉料中可以降低釉料烧成温度,提高材料表面的硬度。如一般的Al2O3、SiO2粉体加入到釉料中可以提高釉的硬度,但同时要提高烧成温度。如果能在现有抛釉釉料中加入超细氧化铝,氧化硅即提高抛釉釉面硬度的同时又维持现有工厂烧成温度不变,是很有意义的。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖。该抛釉砖的釉料原料处理工艺简单,利用建筑陶瓷厂的现有施釉工艺、现有烧成工艺,具有原料来源广泛,设备参数微调,烧制得的抛釉砖釉面保持原有色彩丰富又提高釉面硬度的优点。
本发明的另一目的在于提供上述抛釉砖的制备方法。该方法引入超细氧化物或超细氧化物前驱物(氢氧化物)生产出高硬度且同样具备有色彩多样特征的抛釉砖。
本发明目的通过以下技术方案实现:
一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,按质量百分比计,该抛釉砖釉面由以下原料烧制而成:0~100%的生料釉和0~100%的熔块组成的基础釉,基础釉质量0.1~15%的超细氧化铝或超细氢氧化铝,基础釉质量0.1~10%的超细氧化硅或超细氧化硅前驱物(硅酸),基础釉质量0.1~15%的锂化合物,以及釉料性质调节剂;
所述生料釉由建筑陶瓷厂常用原料组成,按质量百分比计包括:长石5~50%、石英0~10%、石灰石5~20%、白云石0~10%、烧滑石5~20%、硅灰石0~10%、粘土5~20%、氧化锌0~6%和碳酸钡0~18%。
按质量百分比计,所述熔块由以下原料烧制而成:长石5~50%、石英5~10%、石灰石5~20%、白云石0~10%、烧滑石5~20%、硼砂10~50%、粘土1~20%和碳酸钡0~8%。
上述生料釉与熔块可以任意比例从0~100%进行组合配比成基础釉,二者的比例不需要严格限定,熔块的质量百分比可以为0~100%。熔块可以按一定比例加入到生料釉中,也可以不加,即熔块加入量为0%,也可以不要上述生料釉,熔块单独作为基础釉,即熔块加入量为100%。
所述超细氧化铝或超细氢氧化铝的粒径为20nm~3000nm。
所述超细氧化硅或超细氧化硅前驱物的粒径为20nm~3000nm。
所述釉料性质调节剂为羧甲基纤维素、三聚磷酸钠和聚乙烯醇,其中所述羧甲基纤维素为基础釉质量的0.01~0.55%,所述三聚磷酸钠为基础釉质量的0.2~1.1%,所述聚乙烯醇为基础釉质量的0.01~1.1%。
按质量百分比计,所述生料釉的组分包括:SiO2 45.5~67.3%、Al2O3 5.5~13.2%、Fe2O3小于0.09%、CaO 1.1~3.2%、B2O3 0.0~10.3%、MgO 0.0~3.0%、ZnO1.5%~6.0%、K2O 6.11~12.2%、Na2O 1.4~3.1%、TiO2小于1.0%;
所述熔块的粉碎细度为80~200目,主要成分由硼铝硅酸盐玻璃构成,按摩尔数比例,所述熔块的组分包括:4.9464~7.1783SiO2、0.4032~0.6621Al2O3、0.2626~0.2919CaO、1.2938~1.74122B2O3、0.0312~0.0435MgO、0.2218~0.2623ZnO、0.1577~0.2332K2O、0.1174~0.1633Na2O、0~0.1231BaO。所述熔块优选由熔块加工厂生产。
上述引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配比称取生料釉,熔块成基础釉料,釉料性质调节剂,基础釉质量的0.1~15%的超细氧化铝或超细氢氧化铝,基础釉质量的0.1~10%的超细氧化硅或超细氧化硅前驱物(硅酸),以及基础釉质量的0.1~15%的锂化合物;将称取的原料混合,然后进行湿法球磨,充分球磨后得到釉浆,调节釉浆比重为1.50~1.90g/cm3
(2)将釉浆均匀地喷、或淋、或印、或涂施于来自建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂常用温度下烧制,制得高硬度釉面的抛釉砖。
步骤(2)所述的烧制是在建筑陶瓷厂常用辊道窑中进行。入辊道窑氧化气氛烧成,烧制温度1050~1250℃;烧制周期30~140分钟。烧成后,制品冷却后,进行磨边和抛光加工,得到成品。
上述制备方法中所述的长石、石英、石灰石、烧滑石、粘土等矿物原料经过常规加工;
所述的氧化锌、碳酸钡、锂化合物的碳酸锂或氢氧化锂、羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、聚乙烯醇为化工厂经过加工处理的工业纯原料;
所述的超细氧化铝或超细氢氧化铝为超细氧化铝生产厂生产,或由硝酸铝、硫酸铝等含铝原料经过沉淀法、分解法制备获得的,颗粒粒径大约在20nm~3000nm之间。
所述超细氧化硅为超细氧化硅生产厂生产,或由硅酸钠、水玻璃、有机硅等含硅原料经过沉淀法、气相法、分解法制备获得的,颗粒粒径大约在20nm~3000nm之间。
与现有技术相比,本发明具有以下优点及有益效果:
根据本发明的抛釉砖配方,建筑陶瓷厂不需对设备进行更新改造,改变釉料配比即可生产高硬度釉面的抛釉砖。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。如无特别说明,实施例中所述的百分比均为质量百分比。
实施例1
本实施例引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖釉面的烧制原料包括:92%的生料釉和8%的熔块组成的基础釉,基础釉质量0.01%的羧甲基纤维素、0.2%的三聚磷酸钠和0.02%的聚乙烯醇,基础釉质量8.5%的超细氧化铝、0.2%的超细氧化硅、12%的碳酸锂;
生料釉原料组成配比:长石33%、石英8%、石灰石12%、白云石5%、烧滑石10%、硅灰石5%、粘土12%、氧化锌5%、碳酸钡10%;
熔块配比:长石33%、石英5%、石灰石13%、白云石9%、烧滑石6%、硼砂30%、粘土1%、碳酸钡3%。
抛釉砖制备步骤如下:
(1)按混合釉料:球:水=3:7:1.8的质量比(混合釉料是指生料釉,熔块,超细氧化铝、超细氧化硅、以及碳酸锂)将原料装入球磨机,加入釉料性质调节剂羧甲基纤维素、三聚磷酸钠和聚乙烯醇,进行湿法球磨,细磨5h,过250目筛,得到釉浆;
(2)将釉浆均匀的淋在建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂窑炉1200℃下烧成,制得高硬度釉面的抛釉砖。经过标准硬度块划痕检测,本实施例制得的抛釉砖莫氏硬度为5.5。
实施例2
本实施例引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖釉面的烧制原料包括:100%的生料釉即是基础釉,基础釉质量0.01%的羧甲基纤维素、0.4%的三聚磷酸钠和0.03%的聚乙烯醇,基础釉质量10%的氧化铝前驱物(超细氢氧化铝)、0.16%的超细氧化硅、15%的碳酸锂;
生料釉原料组成配比:长石26%、石英6%、石灰石17%、白云石10%、烧滑石18%、硅灰石4%、粘土10%、氧化锌4%、碳酸钡5%。
抛釉砖制备步骤如下:
(1)按混合釉料:球:水=1:3:0.8的质量比(混合釉料是指生料釉、超细氢氧化铝、超细氧化硅、以及碳酸锂)将原料装入球磨机,加入釉料性质调节剂羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、聚乙烯醇,进行湿法球磨,细磨6h,过250目筛,得到釉浆;
(2)将釉浆均匀的喷在建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂窑炉1190℃下烧成,制得高硬度釉面的抛釉砖。经过标准硬度块划痕检测,本实施例制得的抛釉砖莫氏硬度为6.5。
实施例3
本实施例引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖釉面的烧制原料包括:100%的生料釉即是基础釉,基础釉质量0.01%的羧甲基纤维素、0.5%的三聚磷酸钠和0.04%的聚乙烯醇,基础釉质量10%的超细氧化铝、3.1%的超细氧化硅、14%的碳酸锂;
生料釉原料组成配比:长石26%、石英6%、石灰石17%、白云石10%、烧滑石18%、硅灰石4%、粘土10%、氧化锌4%、碳酸钡5%。
抛釉砖制备步骤如下:
(1)按混合釉料:球:水=1:2:0.8的质量比(混合釉料是指生料釉、超细氧化铝、超细氧化硅、以及碳酸锂)将原料装入球磨机,加入釉料性质调节剂羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、聚乙烯醇,进行湿法球磨,细磨5h,过250目筛,得到釉浆;
(2)将釉浆均匀的淋在建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂窑炉1188℃下烧成,制得高硬度釉面的抛釉砖。经过标准硬度块划痕检测,本实施例制得的抛釉砖莫氏硬度为6.5。
实施例4
本实施例引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖釉面的烧制原料包括:100%的生料釉即是基础釉,基础釉质量0.02%的羧甲基纤维素、0.4%的三聚磷酸钠和0.04%的聚乙烯醇,基础釉质量12%的超细氧化铝、3.1%的超细氧化硅、15%的碳酸锂;
生料釉原料组成配比:长石26%、石英6%、石灰石17%、白云石10%、烧滑石18%、硅灰石4%、粘土10%、氧化锌4%、碳酸钡5%。
抛釉砖制备步骤如下:
(1)按混合釉料:球:水=1:2:0.8的质量比(混合釉料是指生料釉、超细氧化铝、超细氧化硅和碳酸锂)将原料装入球磨机,加入釉料性质调节剂羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、聚乙烯醇,进行湿法球磨,细磨6h,过250目筛,得到釉浆;
(3)将釉浆均匀的淋在来自建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂窑炉1292℃常用温度下烧成,制得高硬度釉面的抛釉砖。经过标准硬度块划痕检测,本实施例制得的抛釉砖莫氏硬度为6。
实施例5
本实施例引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖釉面的烧制原料包括:100%的熔块即为基础釉,基础釉质量0.01%的羧甲基纤维素、0.2%的三聚磷酸钠和0.02%的聚乙烯醇,基础釉质量6.5%的超细氧化铝、0.2%的超细氧化硅、13%的碳酸锂;
熔块的制备原料配比:长石35%、石英5%、石灰石12%、白云石9%、烧滑石5%、硼砂30%、粘土1%、碳酸钡3%。
抛釉砖制备步骤如下:
(2)按混合釉料:球:水=3:6:1.8的质量比(混合釉料是指熔块、超细氧化铝、超细氧化硅和碳酸锂)将原料装入球磨机,加入釉料性质调节剂羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、聚乙烯醇,进行湿法球磨,细磨5h,过250目筛,得到釉浆;
(3)将釉浆均匀的淋在建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂窑炉1190℃下烧成,制得高硬度釉面的抛釉砖。经过标准硬度块划痕检测,本实施例制得的抛釉砖莫氏硬度为5。
对比例:未加氧化铝前驱物(氢氧化铝)、超细氧化硅、碳酸锂的基础釉
本对比例抛釉砖釉面的烧制原料包括:生料釉,生料釉质量0.01%的羧甲基纤维素、0.2%的三聚磷酸钠和0.02%的聚乙烯醇;
生料釉原料组成配比:长石26%、石英6%、石灰石17%、白云石10%、烧滑石18%、硅灰石4%、粘土10%、氧化锌4%、碳酸钡5%。
抛釉砖制备步骤如下:
(1)按混合釉料:球:水=1:3:0.8的质量比(混合釉料是指生料釉)将原料装入球磨机,加入釉料性质调节剂羧甲基纤维素、三聚磷酸钠、聚乙烯醇,进行湿法球磨,细磨5h,过250目筛,得到釉浆;
(2)将釉浆均匀的喷在坯上,釉料均匀地淋在建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在1190℃下烧成,制得抛釉砖。得到的抛釉砖莫氏硬度为4。
从以上实施例和对比例的实验数据可看到,本发明引入超细氧化铝或超细氧化铝前驱物(氢氧化铝)、超细氧化硅、碳酸锂到建筑陶瓷厂常用的抛釉基础釉中,可生产出釉面高硬度且同样具备有色彩多样特征的抛釉砖。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,其特征在于,按质量百分比计,该抛釉砖釉面由以下原料烧制而成:0~100%的生料釉和0~100%的熔块组成的基础釉,基础釉质量0.1~15%的超细氧化铝或超细氢氧化铝,基础釉质量0.1~10%的超细氧化硅或超细氧化硅前驱物,基础釉质量0.1~15%的锂化合物,以及釉料性质调节剂;
所述生料釉由建筑陶瓷厂常用原料组成,按质量百分比计包括:长石5~50%、石英0~10%、石灰石5~20%、白云石0~10%、烧滑石5~20%、硅灰石0~10%、粘土5~20%、氧化锌0~6%和碳酸钡0~18%。
2.根据权利要求1所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,其特征在于,所述超细氧化铝或超细氢氧化铝的粒径为20nm~3000nm。
3.根据权利要求1所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,其特征在于,所述超细氧化硅或超细氧化硅前驱物的粒径为20nm~3000nm。
4.根据权利要求1所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,其特征在于,按质量百分比计,所述熔块由以下原料烧制而成:长石5~50%、石英5~10%、石灰石5~20%、白云石0~10%、烧滑石5~20%、硼砂10~50%、粘土1~20%和碳酸钡0~8%。
5.根据权利要求1所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,其特征在于,按质量百分比计,所述生料釉的组分包括:SiO2 45.5~67.3%、Al2O3 5.5~13.2%、Fe2O3小于0.09%、CaO 1.1~3.2%、B2O3 0.0~10.3%、MgO 0.0~3.0%、ZnO 1.5%~6.0%、K2O6.11~12.2%、Na2O 1.4~3.1%、TiO2 小于1.0%;
所述熔块的粉碎细度为80~200目,主要成分由硼铝硅酸盐玻璃构成,按摩尔数比例,所述熔块的组分包括:4.9464~7.1783 SiO2、0.4032~0.6621 Al2O3、0.2626~0.2919CaO、1.2938~1.74122 B2O3、0.0312~0.0435 MgO、0.2218~0.2623 ZnO、0.1577~0.2332K2O、0.1174~0.1633 Na2O、0~0.1231 BaO。
6.根据权利要求1所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖,其特征在于,所述釉料性质调节剂为羧甲基纤维素、三聚磷酸钠和聚乙烯醇,其中所述羧甲基纤维素为基础釉质量的0.01~0.55%,所述三聚磷酸钠为基础釉质量的0.2~1.1%,所述聚乙烯醇为基础釉质量的0.01~1.1%。
7.权利要求1至6任一项所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按配比称取生料釉,熔块,釉料性质调节剂,超细氧化铝或超细氢氧化铝中的一种,超细氧化硅或超细氧化硅前驱物中的一种,以及锂化合物;将称取的原料混合,然后进行湿法球磨,充分球磨后得到釉浆,调节釉浆比重为1.50~1.90g/cm3
(2)将釉浆均匀地喷、或淋、或印、或涂施于来自建筑陶瓷厂的坯体上,干燥后,在建筑陶瓷厂常用温度下烧制,制得高硬度釉面的抛釉砖。
8.根据权利要求7所述的引入超细氧化物提高釉面硬度的抛釉砖的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的烧制温度为1050~1250℃;时间为30~140分钟。
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