CN106431365A - 一种超白抛光瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超白抛光瓷砖及其制备方法,其原料组分的化学成份按质量百分比计算,包括以下成分:SiO2 65~74%、Al2O3 16~23%、碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物5~8%、Fe2O3≤0.2%、TiO2≤0.1%和烧失量3‑5%。本发明充分利用脱硅铝粉代替以前的硅酸锆等含锆素材料,没有添加含锆素材料进行提高抛光砖的白度,直接在选用原材料来增白,由此通过脱硅铝粉大大提高抛光瓷砖的白度,满足白度工艺要求,解决了目前抛光砖放射性超标的问题;制备的抛光瓷砖的白度为70‑72,适合陶瓷行业市场需求。本发明的制备方法,操作简单,原料易得,成本低廉,工艺可控性强,即可制作出上述70度超白抛光砖。

Description

_种超白抛光瓷砖及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及瓷砖生产的技术领域,尤其涉及一种超白抛光瓷砖及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着人民生活水平和全社会环保意识的不断提高,对陶瓷砖的要求也越来越高, 同时各政府出台一系列环保措施,加大节能减排,制定相应的法令法规,整治行业污染,特 别是放射性问题对自然界和人类造成的影响。
[0003] 目前市面上的超白系列产品的白度普遍在50-55度,由于受原材料白度的限制,高 超白原料非常稀少,欲把白度提升,生产超白类产品的陶瓷企业都会在配方上加入了一定 的硅酸锆等化工原料,而锆元素是放谢性的主要污染源。配方中随着锆元素的含量加大,产 品的放射性会越大,达到一定量时,产品的放射性超标,这样的配方不但会经常出现放射性 检验不能达标的问题,而且表面质感看起来很生硬,抛光后细滑度也不够。因此生产制备一 种既能保证产品的质感和白度,同时放射性远低于国家规定指标,满足绿色环保生活理念 的超白抛光砖是陶瓷行业关注的焦点问题。另一方面,填补行业中70度白通体坯体产品的 空白
发明内容
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处,提供一种超白抛光瓷砖,没有引 用含锆素材料,直接在选用原材料提高白度,环保节能;本发明同时提供了超白抛光瓷砖的 制备方法,科学合理、制备过程简便,成本低廉。
[0005] 为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0006] -种超白抛光瓷砖,其原料组分的化学成份按质量百分比计算,包括以下成分: Si〇2 65~74%、Al2〇3 16~23%、碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物5~8%、Fe2〇3< 0 • 2%、Ti〇2彡0 • 1 %和烧失量3-5%。
[0007] 更进一步地,其原料按质量百分比计算,包括如下组分:东兴砂25~32%、超白砂5 ~10%、福明砂8~15%、水磨粉12~20%、超白粉料13~20%、超白球土 14~18%、石英粉4 ~8 %、烧滑石1~3 %、脱硅铝粉5~10 %、膨润土1~3 %和辅助剂0.5~1 %,所述超白粉料 由 51〇2、厶12〇3丄&0、]\%0、1(2〇、似2〇、卩62〇3、11〇2和烧失量组成。
[0008] 以下为选用原料中含各化学成份的百分比例表:
[0009]
Figure CN106431365AD00041
[0011] 本发明没有引用含锆素材料,直接在选用原材料通过使用所述脱硅铝粉,不但没 有引入常规配方使用大量氧化铝来增白而造成生产过程难控制的情况,而且大大提高了抛 光瓷砖的白度,使得白度达到70度,其白度要求比普通瓷砖高10-15度,表面光滑,放射性 不超标,满足国家标准的要求,达到环保节能效果;本发明的抛光瓷砖的白度为70-72,硬度 彡7;耐酸耐碱性为UA级;放射性为Ira彡0.6,Ir彡0.8;抗折强度为43-48Mpa,测试的性能不 但满足生产工艺标准要求,甚至更加优异。
[0012] 抛光砖的主要配方成分为Si02和A1203,高温下瓷质砖坯体的热塑性变形是瓷质砖 极其重要的工艺性能指标。为了改善坯体的热塑性能,可以在配方中适当增加 A1203,即由脱 硅铝粉来添加,使坯体中生产的莫来石量增加,但更重要的是调整熔剂的品种和加入量,促 使莫来石在低温下大量生成,从而提高坯体的抗热变形能力。配方成分中Fe 203和Ti02的量 越少,抛光砖的白度就越高,所述碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物在热处理过程中,在 较低的温度下就开始融化,因此像粘结元素一样为瓷砖主体增加了强度。
[0013] 更具体地,所述辅助剂为减水剂、水玻璃和高效增强剂,按质量百分比计算,所述 减水剂为〇. 2~0.3%、水玻璃为0.2~0.4%、三聚(解胶)和高效增强剂为0.1~0.3%。
[0014] 通过添加所述减水剂、水玻璃主要用添加于球磨机中浆料内,起到稀释的作用,能 够改善浆料的流动性能,可以把浆料内的含水量降低到适合的水平,以便于后续工艺的粉 料制备,避免浆料水分过大而影响喷雾塔造粒质量和生产成本。在配方中通过引入膨润土 和少量所述高效增强剂取代原来部分球土、原坭(粘土),减少球土、原坭(粘土)的使用含 量,有助于提高坯体干燥前后强度,有助于优化配方结构,减少粘土的使用量,有利于产品 白度的提升、烧成速度的加快及降低配方成本,同时对缓解原料资源紧缺有积极的引导。同 时在配方中加入解胶剂,有助于提高浆料的流动性能,对球磨效率、泥浆输送及喷雾干燥能 耗有直接影响。
[0015] 更具体地,所述碱金属氧化物为K2〇和Na2〇,所述碱土金属氧化物为CaO和MgO,按质 量百分比计算,所述CaO 0.1 ~0.5%、Mg0 0.5~1.0%、K20 1 ~3%和Na20 2.0~4.0%。 [0016] 配方成分中的CaO和MgO能降低坯体的膨胀系数,化学稳定性和机械强度,并能促 进坯体的游离石英熔融;高温下能提供游离氧,温度降低时提高黏度,能增大助熔范围,降 低坯体的膨胀系数;K 20和Na20能显著降低坯体的熔融温度和粘度,它们明显增大釉的膨胀 系数,降低釉的热稳定性、化学稳定性和机械强度。
[0017] A、原料配备;把东兴砂25~32%、超白砂5~10%、福明砂8~15%、水磨粉12~ 20%、超白粉料13~20%、超白球土 14~18%、石英粉4~8%、烧滑石1~3%、脱硅铝粉5~ 10%、膨润土1~3%、减水剂为0.2~0.3%、水玻璃为0.2~0.4%和高效增强剂进行混合配 备,得到混合物A1;
[0018] B、球磨;把所述混合物A1和水加入球磨机内进行混合研磨,满足浆料细度、水分和 粘度的条件下,形成浆料B1;
[0019] C、喷雾造粒;把所述浆料B1喷射在喷雾干燥塔中对其进行干燥,造粒,形成粉料 C1;
[0020] D、冲压成型;把所述粉料C1加入冲压机进行布料、冲压成型,得到瓷砖坯体D1;然 后进行干燥,排除水分,防止炸裂,保证干燥坯体的强度;
[0021] E、煅烧;把所述瓷砖坯体D1放入窑炉内进行煅烧,得到超白砖E1;通过一系列物理 和化学反应,使砖坯在高温下形成液相,最后形成玻璃相、晶相和气相,合理的配方和合理 的烧成制度是保证形成致密坚硬的瓷质砖的基础;
[0022] F、抛光;把所述超白砖E1进行抛光工序,得到超白抛光砖。抛光工序是砖坯表面光 洁亮丽,涉及刮平、粗抛、细抛、磨边、涂防污剂、打蜡、贴膜等过程。
[0023] 以下为上述原料的物理性能表:
[0024]
Figure CN106431365AD00051
Figure CN106431365AD00061
[0025] 优选地,步骤D中所述冲压机的冲压成型速度为4.2-4.5次/min,冲压压力为 31000-34000bar,根据工艺要求,冲压机压力、模具结构、冲压次数和布料均匀程度决定产 品强度、尺寸和开裂等主要缺陷。采取上述的冲压成型速度和冲压压力对所述粉料C1布料、 冲压成型,使得所述粉料C1快速形成所述所述瓷砖坯体D1,以便于步骤E的煅烧工序。
[0026] 优选地,步骤E中所述煅烧的烧成温度的范围值为1180-1220°C,最高烧成温度为 1196°C,满足了较宽的烧成范围,较小的烧成变形的工艺要求。坯体的烧成收缩率是设计瓷 质砖配方时必须考虑的一个重要因素,然而煅烧的烧成温度影响着坯体的烧成收缩率。当 温度在1180 °C下,吸水率大,说明坯体还未烧熟;当温度在1220 °C上,由于坯体膨胀,吸水 率上升而收缩率下降,说明坯体过烧;根据多次试验发现,在温度1180-1220°C烧成的瓷砖 效果最佳,吸水率和收缩率的变化均很小。
[0027] 优选地,步骤E中所述煅烧的烧成周期为45min。烧结性能由收缩率、吸水率、抗折 强度和烧结颜色来判断。吸水率度越低,越利于瓷质砖的烧成,烧后颜色的白度也越白;根 据所述瓷砖坯体D1在窑炉内进行高温煅烧,要求再此温度内煅烧的烧成周期为45min,烧后 得到所述超白砖E1能丨两足理化性能指标:吸水率<0.08%,从而降低吸水率,提尚超白砖的 白度。
[0028] 同时,由于在制备生产过程的研发技术路线中,材料选用模式为小试一中试一试 产一大生产,通过小试的方式,在改革的基础上通过实验室批量合成,积累数据,为中试铺 垫基础,中试是重要环节,是小试到试产、大生产之间的桥梁,采用这样的方式,能使得制备 生产工艺更成熟,减少研发所出现的错误率,避免后期没必要的成本浪费。
[0029] 本发明充分利用脱硅铝粉代替以前的硅酸锆等含锆素材料,没有通过添加含锆素 材料进行提高抛光砖的白度,直接在选用原材料来增白,由此通过脱硅铝粉也能大大提高 抛光瓷砖的白度,满足白度工艺要求,解决了目前抛光砖放射性超标的问题;抛光砖的放射 性不超标的同时,生产过程易于控制,本发明的抛光瓷砖的白度为70-72,放射性为Ira< 0.6,Ir<0.8;抗折强度为43-48Mpa,制备所得抛光瓷砖不但满足生产工艺标准要求,白度 超过70度,表面光滑,达到环保节能效果,测试的性能甚至更加优异,适合陶瓷行业市场需 求。本发明的制备方法,操作简单,原料易得,成本低廉,工艺可控性强,即可制作出上述70 度超白抛光砖。
具体实施方式
[0030] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0031] 实施例1
[0032] 制备超白抛光瓷砖,包括以下步骤:
[0033] A、原料配备;把东兴砂25 %、超白砂6 %、福明砂9 %、水磨粉14%、超白球土15 %、 超白粉料13 %、石英粉6 %、烧滑石2.6 %、膨润土2.5 %、脱硅铝粉6 %、减水剂0.3 %、水玻璃 0.4 %和高效增强剂0.2 %进行混合配备,得到成混合物A1;
[0034] B、球磨;把所述混合物A1和水加入球磨机内进行混合研磨,满足浆料细度、水分和 粘度的条件下,形成浆料Bl,
[0035] C、喷雾造粒;把所述浆料B1喷射在喷雾干燥塔中对其进行干燥,造粒,形成粉料 C1;
[0036] D、冲压成型;把所述粉料C1加入冲压机进行布料、冲压成型,所述冲压机的冲压成 型速度为4.2-4.5次/min,冲压压力为31000-34000bar,得到瓷砖坯体D1;然后进行干燥,排 除水分,防止炸裂,保证干燥坯体的强度;
[0037] E、煅烧;把所述瓷砖坯体D1放入窑炉内进行煅烧,烧成温度的范围值为1180-1220 °C,烧成周期为45min,得到超白砖E1;
[0038] F、抛光;把所述超白瓷砖E1进行抛光工序,得到超白抛光瓷砖。
[0039] 实施例2
[0040] 制备超白抛光瓷砖,包括以下步骤:
[0041] A、原料配备;把东兴砂29 %、超白砂5 %、福明砂8 %、水磨粉12 %、超白球土13 %、 超白粉料20 %、石英粉4 %、烧滑石2.5 %、膨润土 1.7 %、脱硅铝粉4 %、减水剂0.3 %、水玻璃 0.3 %和高效增强剂0.2 %进行混合配备,得到成混合物A1;
[0042] B、球磨;把所述混合物A1和水加入球磨机内进行混合研磨,满足浆料细度、水分和 粘度的条件下,形成浆料B1,
[0043] C、喷雾造粒;把所述浆料B1喷射在喷雾干燥塔中对其进行干燥,造粒,形成粉料 C1;
[0044] D、冲压成型;把所述粉料C1加入冲压机进行布料、冲压成型,所述冲压机的冲压成 型速度为4.2-4.5次/min,冲压压力为3300-3400bar,得到瓷砖坯体D1;然后进行干燥,排除 水分,防止炸裂,保证干燥坯体的强度;
[0045] E、煅烧;把所述瓷砖坯体D1放入窑炉内进行煅烧,烧成温度的范围值为1170-1210 °C,烧成周期为45min,得到超白砖E1;
[0046] F、抛光;把所述超白瓷砖E1进行抛光工序,得到超白抛光瓷砖。
[0047] 实施例3
[0048] 制备超白抛光瓷砖,包括以下步骤:
[0049] A、原料配备;把东兴砂25 %、超白砂7 %、福明砂10%、水磨粉13 %、超白球土15 %、 超白粉料20 %、石英粉4%、烧滑石2.1 %、硅酸锆3 %、减水剂0.3 %、水玻璃0.4%和高效增 强剂0.2 %进行混合配备,得到成混合物A1;
[0050] B、球磨;把所述混合物A1和水加入球磨机内进行混合研磨,满足浆料细度、水分和 粘度的条件下,形成浆料B1,
[0051] C、喷雾造粒;把所述浆料B1喷射在喷雾干燥塔中对其进行干燥,造粒,形成粉料 C1;
[0052] D、冲压成型;把所述粉料C1加入冲压机进行布料、冲压成型,所述冲压机的冲压成 型速度为4.2-4.5次/min,冲压压力为31000-34000bar,得到瓷砖坯体D1;然后进行干燥,排 除水分,防止炸裂,保证干燥坯体的强度;
[0053] E、煅烧;把所述瓷砖坯体D1放入窑炉内进行煅烧,烧成温度的范围值为1180-12 20 °C,烧成周期为45min,得到超白砖E1;
[0054] F、抛光;把所述超白瓷砖E1进行抛光工序,得到超白抛光瓷砖。
[0055] 通过对上述实施例1和2制备所得的超白抛光瓷砖与普通配方制备成的白抛光瓷 砖分别根据不同的检测项目进行性能检测对比,具体的实验检测数据可见以下表格。
[0056] 表1:
[0057]
Figure CN106431365AD00081
[0058]由表1可以看出,通过对实施例1与实施例2和普通白抛光砖进行不同的性能检测 实验,可得出:实施例1所制备的超白抛光砖的白度为70.3,放射性为IraSO. 6,Ir<0.8,抗 折强度为43-48Mpa,硬度为多7;实施例2所制备的超白抛光砖的白度为68.7,放射性为Ira 彡0.6,Ir彡0.8,抗折强度为43-48Mpa,硬度为彡7;普通白抛光砖的白度为66.8,放射性为 &>1.0,&>1.3,抗折强度为41-431^,硬度为彡6.5。由此得出,实施例1和实施例2的超 白抛光砖的白度、抗折强度和硬度均比普通白抛光砖的要大,放射性指标比普通抛光砖的 要低,本发明所制备的超白抛光砖的性能明显比普通白抛光砖更白,更优异。
[0059] 通过实施例3所制备的超白抛光瓷砖与实施例1和2制备的超白抛光瓷砖分别根据 不同的检测项目进行性能检测对比,具体的实验检测数据可见以下表格。
[0060] 表2:
[0061]
Figure CN106431365AD00091
[0062] 由表2可以看出,通过实施例所制备1和2制备的超白抛光瓷砖与实施例3制备成的 超白抛光瓷砖进行不同的性能检测实验,可得出:实施例1所制备的超白抛光砖的白度为 70.3,放射性为Ira彡0.6,Ir彡0.8,抗折强度为45Mpa,硬度为彡7;实施例2所制备的超白抛 光砖的白度为68.7,放射性为IraSO. 6,lr<0.8,抗折强度为44Mpa,硬度为彡7;实施例3所 制备的超白抛光瓷砖的白度为71.2,放射性为Ira<0.6,Ir<0.8,抗折强度为48Mpa,硬度 为多7。由此得出,实施例3所制备的超白抛光瓷砖实验的白度和抗折强度均比实施例1和2 制备的超白抛光砖的要大,放射性指标比实施例1和2制备的超白抛光砖的要低。
[0063] 综上所述,由以上表格1和2的测试结果表明:1、采用脱硅铝粉代替锆素材料和膨 润土取代球土来制备的纯白抛光砖,大大提高白度的同时降低抛光砖内放射性含量;2、在 相同配方的制备过程中,采用实施例3的配方比所制备的70度纯白抛光砖性能更优白度更 大。
[0064] 由此可得,采用脱硅铝粉代替锆素材料来制备的超白抛光砖,获得的超白抛光砖 具有更白的白度,环保节能,制备过程简单、原料易得,成本低廉,满足涂料市场的需求,前 景广阔。
[0065]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. 一种超白抛光瓷砖,其特征在于:其原料组分的化学成份按质量百分比计算,包括以 下成分:Si〇2 65~74%、Al2〇3 16~23%、碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物5~8%、Fe2〇3 彡0 · 2%、Ti02彡0 · 1 %和烧失量3-5%。
2. 根据权利要求1所述的超白抛光瓷砖,其特征在于:所述碱金属氧化物为K20和Na20, 所述碱土金属氧化物为CaO和MgO。
3. 根据权利要求1所述的超白抛光瓷砖,其特征在于:其原料按质量百分比计算,包括 如下组分:东兴砂25~32%、超白砂5~10%、福明砂8~15%、水磨粉12~20%、超白粉料13 ~20 %、超白球土 14~18 %、石英粉4~8 %、烧滑石1~3 %、脱硅铝粉5~10 %、膨润土 1~ 3%和辅助剂0.5~1%,所述超白粉料由5102、厶1203、〇&0、]\%0、1( 20、他20、卩6203、1102和烧失量 组成。
4. 根据权利要求3所述的超白抛光瓷砖,其特征在于:所述辅助剂为减水剂、水玻璃和 高效增强剂。
5. -种制备超白抛光瓷砖的方法,其特征在于:包括以下步骤: A、 原料配备;把东兴砂25~32%、超白砂5~10%、福明砂8~15%、水磨粉12~20%、超 白粉料13~20%、超白球土 14~18%、石英粉4~8%、烧滑石1~3%、脱硅铝粉5~10%、膨 润土1~3%、减水剂为0.2~0.3%、水玻璃为0.2~0.4%和高效增强剂为0.1~0.3 %进行 混合配备,得到成混合物A1; B、 球磨;把所述混合物A1和水加入球磨机内进行混合研磨,形成浆料B1; C、 喷雾造粒;把所述浆料B1喷射在喷雾干燥塔中对其进行干燥,造粒,形成粉料C1; D、 冲压成型;把所述粉料C1加入冲压机进行布料、冲压成型,得到瓷砖坯体D1; E、 煅烧;把所述瓷砖坯体D1放入窑炉内进行煅烧,得到超白砖E1; F、 抛光;把所述超白砖E1进行抛光工序,得到超白抛光砖。
6. 根据权利要求5所述的塑胶涂料的制备方法,其特征在于:步骤D中所述冲压机的冲 压成型速度为4.2-4.5次/min。
7. 根据权利要求5所述的塑胶涂料的制备方法,其特征在于:步骤E中所述煅烧的烧成 温度的范围值为1180-1220 °C。
8. 根据权利要求5所述的塑胶涂料的制备方法,其特征在于:步骤E中所述煅烧的烧成 周期为45min。
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