CN106186696A - 引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖及其制法 - Google Patents

引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖及其制法 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铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖及其制法。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，以及釉料性质调节剂。本发明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，配方组成微调变化，烧制得的抛釉砖釉面光滑平整，釉面具有基本能与瓷质抛光砖耐磨性相媲美的高耐磨、高硬度，保持原有颜色流变多彩，有利于工业化生产等优点，是大规模生产抛釉砖的重要途径。

Description

引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖及 其制法
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铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖及其制法。
背景技术
陶瓷砖的在装修的应用场合非常广，可广泛应用于家居或办公场所墙壁、地面，根据人们的审美需求可用于大面积的铺设，也可以用于小面积的装饰画面，不同的应用场合需要不同风格的产品。全抛釉砖产品是近年才出现的一种全新的陶瓷砖产品。其釉料特点是面釉透明不遮盖底下的釉层和各道装饰性花釉，抛釉时只抛掉透明釉的薄薄一层，花釉的装饰性效果还存在。
抛釉砖集抛光砖与仿古砖优点于一体的，釉面如抛光砖般光滑亮洁，同时其釉面花色如仿古砖、瓷片般图案丰富，色彩厚重炫丽、层次感好，产品华贵大气、格调高雅，呈现如水晶般的璀璨光彩。对天然石材的模仿更是弥补了抛光砖与仿古砖之间的空白地带，不是石材胜过石材，也迎合了国内外市场对丰富装饰的需求。与抛光砖和昂贵的高档石材相比，可大大减少材料损耗，更加节能减排，绿色环保，还有利于降低建筑装饰成本和保护自然资源。但是由于抛釉砖表面为“釉”，因釉中晶体含量较少，故使得现有的抛釉砖生产工艺得到的成品抛釉砖耐磨性较差，而难以满足客户铺贴地面对于釉面较高耐磨度的需求。
超细氧化铝产生了一般粉体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。可以降低陶瓷烧结温度，提高材料表面的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，适合用于现代复杂的工业环境中，以提高设备的使用寿命和产品加工精度。如纳米Al2O3陶瓷涂层刀，既拥有与硬质合金相应的韧性，又具有比普通刀具高达几十倍的耐磨性。可见，如果能在现有抛釉釉料中加入超细氧化铝，提高抛釉釉面耐磨度、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
为解决现有抛釉耐磨性存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖。该抛釉砖的釉料原料处理工艺简单、价格便宜、对环境友好、具有实际应用价值。
本发明的另一目的在于提供上述抛釉砖的制备方法。该方法利用建筑陶瓷厂的现有一般的抛釉砖工艺，引入超细氧化铝或超细氧化铝前驱物(氢氧化铝)生产出高耐磨性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：
一种引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，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，以及釉料性质调节剂；
所述生料釉由制釉的常用原料组成，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％、碳酸钡0～18％和锂辉石0～10％。
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％。
所述超细氧化铝和超细氢氧化铝的粒径为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％、MgO 0.0～3.0％、ZnO 1.5％～6.0％、K2O6.11～12.2％、Na2O 1.4～3.1％、Li2O小于2.0％、TiO2小于1.0％、BaO 0～18％；
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，按摩尔数比例计，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。
上述引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性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、釉料性质调节剂、以及超细氧化铝或超细氢氧化铝中的一种；将称取的全部原料混合，然后进行湿法球磨，充分球磨后得到釉浆，调节釉浆比重为1.60～1.90g/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1200±20℃下烧制，制得高耐磨性的抛釉砖。
步骤(2)所述的烧制是在建筑陶瓷厂常用辊道窑中进行。
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、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。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明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，配方组成微调变化，烧制得的釉面光滑平整，釉面具有基本能与瓷质抛光砖耐磨性相媲美的高耐磨、高硬度，保持原有仿古砖颜色多彩，有利于工业化生产等优点，是大规模生产高耐磨抛釉砖的重要途径。
本发明原料来源广泛，成本低廉、建筑陶瓷厂不需对设备进行更新改造，易扩大生产，具有实际应用价值。
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铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性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0.02％的羧甲基纤维素、0.3％的三聚磷酸钠和0.03％的聚乙烯醇，基础釉质量2.3％的超细氧化铝；
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40％、石英5％、石灰石8％、白云石7％、烧滑石5％、硼砂30％、粘土2％、碳酸钡3％。
引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖制备步骤如下：
(1)按混合釉料:球:水＝1.5:3:0.8的质量比(混合釉料是指生料釉，熔块，以及超细氧化铝)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6h，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1191℃下烧成，制得高耐磨釉面的抛釉砖。本实施例制得的抛釉砖采用国家标准GB/T3810.1-2006检测耐磨度为4级，经过标准硬度块划痕检测莫氏硬度为4.5。
实施例2
本实施例引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖釉面的烧制原料包括：100％生料釉即基础釉，基础釉质量0.02％的羧甲基纤维素、0.3％的三聚磷酸钠和0.04％的聚乙烯醇，基础釉质量4.6％的氧化铝前驱物(超细氢氧化铝)；
生料釉原料组成配比：长石28％、石英8％、石灰石18％、白云石5％、烧滑石10％、硅灰石4％、粘土10％、氧化锌4％、碳酸钡10％、锂辉石3％。
引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的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和超细氢氧化铝)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30min，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1198℃下烧成，制得高耐磨釉面的抛釉砖。本实施例制得的抛釉砖采用国家标准GB/T3810.1-2006检测耐磨度为4级，经过标准硬度块划痕检测莫氏硬度为5。
实施例3
本实施例引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖釉面的烧制原料包括：100％生料釉即基础釉，基础釉质量0.01％的羧甲基纤维素、0.5％的三聚磷酸钠和0.05％的聚乙烯醇，基础釉质量6.9％的超细氧化铝；
生料釉原料组成配比：长石28％、石英8％、石灰石18％、白云石7％、烧滑石10％、硅灰石5％、粘土10％、氧化锌4％、碳酸钡10％。
引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的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和超细氧化铝)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)将釉浆均匀的淋在建筑陶瓷厂的坯体上，干燥后，在建筑陶瓷厂窑炉1189℃下烧成，制得高耐磨釉面的抛釉砖。本实施例制得的抛釉砖采用国家标准GB/T3810.1-2006检测耐磨度为4级，经过标准硬度块划痕检测莫氏硬度为5.5。
实施例4
本实施例引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖釉面的烧制原料包括：100％生料釉即基础釉，基础釉质量0.02％的羧甲基纤维素、0.6％的三聚磷酸钠和0.02％的聚乙烯醇，基础釉质量9.2％的超细氧化铝；
生料釉原料组成配比：长石28％、石英8％、石灰石18％、白云石5％、烧滑石10％、硅灰石4％、粘土10％、氧化锌4％、碳酸钡10％、锂辉石3％。
引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的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和超细氧化铝)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7h，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1200℃常用温度下烧成，制得高耐磨釉面的抛釉砖。本实施例制得的抛釉砖采用国家标准GB/T3810.1-2006检测耐磨度为5级，经过标准硬度块划痕检测莫氏硬度为6。
实施例5
本实施例引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖釉面的烧制原料包括：100％生料釉即基础釉，基础釉质量0.02％的羧甲基纤维素、0.6％的三聚磷酸钠和0.08％的聚乙烯醇，基础釉质量13％的超细氧化铝；
生料釉原料组成配比：长石28％、石英8％、石灰石18％、白云石5％、烧滑石10％、硅灰石4％、粘土10％、氧化锌4％、碳酸钡10％、锂辉石3％。
引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖制备步骤如下：
(1)按混合釉料:球:水＝1:2.5:0.6的质量比(混合釉料是指生料釉和超细氧化铝)将原料装入球磨机，加入釉料性质调节剂0.02％的羧甲基纤维素，0.6％三聚磷酸钠，0.08％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，制得高耐磨釉面的抛釉砖。本实施例制得的抛釉砖采用国家标准GB/T3810.1-2006检测耐磨度为5级，经过标准硬度块划痕检测，莫氏硬度为6.5。
实施例6
本实施例引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖釉面的烧制原料包括：100％熔块即为基础釉，基础釉质量0.03％的羧甲基纤维素、0.5％的三聚磷酸钠和0.07％的聚乙烯醇，基础釉质量6％的超细氧化铝；
熔块的制备原料配比：长石35％、石英5％、石灰石8％、白云石7％、烧滑石5％、硼砂30％、粘土2％、碳酸钡8％。
引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖制备步骤如下：
(2)按混合釉料:球:水＝1:2.3:0.5的质量比(混合釉料是指熔块和超细氧化铝)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11860℃下烧成，制得高耐磨釉面的抛釉砖。本实施例制得的抛釉砖采用国家标准GB/T3810.1-2006检测耐磨度为4级，经过标准硬度块划痕检测莫氏硬度为5.5。
对比例：未加超细氧化铝或氢氧化铝的基础釉
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28％、石英8％、石灰石18％、白云石5％、烧滑石10％、硅灰石4％、锂辉石3％、粘土10％、氧化锌4％、碳酸钡10％。
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)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30min，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1198℃下烧成，制得抛釉砖。得到的抛釉砖耐磨度为3级，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)到建筑陶瓷厂常用的抛釉基础釉中，生产出的抛釉砖釉面具有高耐磨性、高硬度，不影响色彩多样特征且同样具备有色彩多样特征。
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 (7)

1.一种引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，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，以及釉料性质调节剂；
所述生料釉由以下质量百分比的原料组成：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％、碳酸钡0～18％和锂辉石0～10％。
2.根据权利要求1所述的引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，其特征在于，所述超细氧化铝和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铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，其特征在于，所述熔块由以下质量百分比的原料烧制而成：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％。
4.根据权利要求1所述的引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，其特征在于，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，按摩尔数比例计，所述熔块的组分包括：4.9464～7.1783 SiO2、0.4032～0.6621 Al2O3、0.2626～0.2919 CaO、1.2938～1.74122 B2O3、0.0312～0.0435 MgO、0.2218～0.2623 ZnO、0.1577～0.2332 K2O、0.1174～0.1633 Na2O、0～0.1231 BaO。
5.根据权利要求1所述的引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，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％、MgO 0.0～3.0％、ZnO 1.5％～6.0％、K2O 6.11～12.2％、Na2O 1.4～3.1％、Li2O小于2.0％、TiO2小于1.0％、BaO 0～18％。
6.根据权利要求1所述的引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性的抛釉砖，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5任一项所述的引入超细氧化铝或超细氢氧化铝提高釉面耐磨性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、以及超细氧化铝或超细氢氧化铝中的一种；将称取的全部原料混合，然后进行湿法球磨，充分球磨后得到釉浆，调节釉浆比重为1.60～1.90g/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1200±20℃下烧制，制得高耐磨釉面的抛釉砖。
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