CN107417115A - 一种高硬度高耐磨釉料的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高硬度高耐磨釉料的制作方法，釉料包括熔块和生料，其包括：步骤S1：加热熔块原料，使其达到熔融状态；在合适的温度下，对熔融状态的熔块原料进行微晶化处理；对微晶化处理后的熔块原料进行水淬处理，得到熔块；步骤S2：对熔块进行破碎处理，使其达到一定的球磨细度；将破碎处理后的熔块与生料混合、球磨，得到熔块与生料的混合物；步骤S3：将混合物与水混合，制浆、过筛，得到釉料。本发明可生产硬度高、耐磨性好的釉料，具有非常宽的应用范围，可应用于釉面砖、大理石瓷砖、仿古砖等产品的釉面，或其他有防护需要的产品的釉面；无需特殊的烧成制度即可制得高硬度致密釉面；成分相对稳定，有利于高质量的稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种高硬度高耐磨釉料的制作方法。
背景技术
抛釉砖经过多年的发展，釉面耐磨性和硬度较早期有较大的提升。然而，对于大型商场、地铁站等人流量大的区域，现有的抛釉砖的耐磨性难以满足其使用要求。为提升产品耐磨性和硬度，扩大其应用范围，业界进行了很多提高釉面硬度和耐磨性的研究，但实际效果不佳。因此，开发一种新的高硬度耐磨釉，以满足市场对抛釉砖产品的更高要求，是非常有必要的。
中国专利CN201510714690.1公开了一种耐磨高硬度的金刚釉、制备方法和应用。其釉料按照质量百分比的配方为：高岭土5～15％、红柱石5～10％、钾长石5～10％、白榴石5～12％、钙铝榴石1～3％、霞石10～18％、锂辉石5～15％、硅灰石2～8％、石英3～7％、锆英砂5～10％、白刚玉5～10％、白云石1～3％、煅烧白滑石1～3％、氧化锌0.1～0.5％、添加剂0.5～3％。
中国专利CN201410200144.1公开了一种双层结晶釉及其制备方法。该双层结晶釉包括底釉和面釉，其中底釉的组份为：长石：30～35％；石英：21～23％；方解石：7～12％；贵州土：4～5％；氧化锌：3～5％；硅酸锆：7.5～10％；碳酸锶：7～11％；面釉的组份为：长石：22～25％；硼砂24～25％；石英：5～10％；方解石：12～15％；贵州土4～5％；氧化锌：23～25％；硅酸锆：9～10％；白云石5～8％；色基：0.5％。
中国专利CN201210059168.0公开一种超耐磨高硬度全抛釉料的原料配方。该全抛釉料由陶瓷浆料和增稠剂组成，其中陶瓷浆料的配比为：钠长石52％、硅灰石27％、石灰石4％、氧化铝10％、氧化锌3％、滑石4％、甲基纤维素钠0.2％、减水剂0.3～1％、水45～50％；增稠剂的配比为：甲基纤维素钠0.5～0.7％、乙二醇10％。超耐磨高硬度全抛釉料的原料配方＝陶瓷浆料80％+增稠剂10～11％。
中国专利CN201410531455.6公开了一种结晶釉瓷砖及其生产方法。将结晶熔块和晶种施布在常规瓷质砖坯上，升温至1130～1200℃，保温10～30min，接着降温至1000～1080℃，在此温度下保温1～2h，制得具有明显晶花效果的结晶釉瓷砖。
中国专利CN201210094756.8公开了一种结晶釉及其制备方法和使用方法。该结晶釉主要由基础结晶釉和着色剂均匀混合制成，其中着色剂占比0-10％。基础结晶釉配比为：锂辉石20～40％、石英5～20％、方解石5～25％、滑石5～25％、氧化铝5～20％、氧化锌1～5％、硝酸钠1～3％、锆英粉5～15％、骨灰1～5％、碳酸锂1～5％、硼酸5～15％。
中国专利CN201110416536.8、CN201110416600.2公开了一种结晶釉烧成方法。该方法使用的结晶釉釉料化学成分为：SiO2 55.8％，Al2O3 22.6％，TiO2 2.3％，Fe2O3 0.3％，CaO 7.8％，MgO 3.5％，，Na2O 2.8％，B2O3 2.5％、ZnO 2.3％、CMC 0.1％；该釉料在素坯上施釉后，进入窑炉烧制，具体烧制条件为：常温加热，以50℃/h的速率缓慢升温到350℃，然后以70～80℃/h的速率升温到900℃，保温30min，再以150℃/h的速率升温到1320℃，保温10min，降温到1290℃，保温50min，再降温到1100保温3h，自然冷却到室温。
中国专利CN201510230700.4公开了一种快烧结晶釉陶瓷砖用釉料及陶瓷砖的制备方法与应用。该釉料包括基础结晶釉和呈色剂，其中基础结晶釉包括：氧化锌、钛白粉、石英、冰晶石、磷酸锌、高岭土、铅熔块，呈色剂的质量百分比为0-8％。基础结晶釉的组成为：氧化锌5～30％、钛白粉5～30％、石英5～20％、冰晶石0.5～16％、磷酸锌1～15％、高岭土1～10％、铅熔块10～60％。
中国专利CN201110368729.0公开了一种新型釉面及其制造工艺，包括调制配方—球磨过筛—烧成，其中球磨后过325目筛。其配方为：SiO250～70％，Al2O3 5～15％，K2O+Na2O0～2％，CaO 5～15％，MgO 0～5％，ZnO 2～5％，BaO 0～3％，ZrO2 5～15％；原料先过200目筛，入球磨机球磨；加工时先把石英预磨8～10小时，然后加入其它原料球磨3～5小时，球磨后经325目筛余物小于0.1％即可。烧成在温度1230℃～1250℃下进行烧成，并在最高温度下保温2小时以上。
中国专利201510221370.2公开了一种高耐磨釉中彩陶瓷砖及其制备方法。透明釉层由透明基釉以及被透明基釉包覆的高耐磨透明熔块粒子组成，由于高耐磨熔块粒子温度比基釉高，粒度比基釉粗，生产过程中釉层透气性好，易于干燥，不会因为水分过大进窑造成炸砖，同时拓宽了产品烧成范围。高耐磨透明熔块粒子的细度为130～180目，组成包括52-58wt％SiO2、25-30wt％Al2O3、8-15wt％CaO、0.2-0.5wt％MgO、1-3wt％K2O、0.5-2wt％Na2O、1-5wt％ZnO，透明基釉的组成包括55-65wt％SiO2、16-20wt％Al2O3、8-15wt％CaO、1-3wt％MgO、1-4wt％K2O、3-5wt％Na2O、0-5wt％ZnO。
中国专利201310675377.2公开了一种陶瓷釉料，釉料成分内含有较高的氧化铝和钙、镁含量以及相对较低的钾、钠含量。通过加大结构内游离刚玉的含量调整釉料熔融性能，以成熟温度高的生料釉作为全抛釉，并专门利用烧成温度低的熔块釉作为底釉与该发明的超耐磨高硬度全抛釉配合使用。
中国专利201310565409.3公开了一种耐磨止滑釉及其制备方法及耐磨止滑砖的制备方法，包括熔块釉粉和具备刚玉结构的Al2O3。通过刚玉结构的氧化铝来调整釉面粘度，使平整的砖面冷却后形成耐磨、耐污和防滑的均匀细小的点状凹凸釉面，但这种浮在釉面呈凸起大颗粒提高耐磨性的方式，摩擦时大颗粒会首先被磨掉。
中国专利201210540103.8、201210539855.2公开了用于日用陶瓷的耐磨釉料及其制备方法，釉料由陶瓷浆料和增稠剂组成，陶瓷浆料各组分的重量配比为：钠长石50％、硅灰石30％、石灰石6％、氧化铝12％、氧化锌4％、滑石5％、甲基纤维素钠0.3％、减水剂0.5～0.8％、水46～48％、氧化镁4％、氧化钡5％；增稠剂各组分重量配比为：甲基纤维素钠0.6％、乙二醇11％。
上述方式的缺陷在于：在一定程度上提高了釉面的硬度和耐磨性；但由于受其所采用的工艺限制，以及在应用方面的局限，所制得产品的耐磨性和硬度无法很好满足市场上对抛釉砖表面耐磨性日益苛刻的要求。
因此，如何提供一种可生产硬度高、耐磨性好的釉料的制作方法成为了业界需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种高硬度高耐磨釉料的制作方法，其可生产硬度高、耐磨性好的釉料。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高硬度高耐磨釉料的制作方法，釉料包括熔块和生料，制作方法包括：
步骤S1：加热熔块原料，使其达到熔融状态；在合适的温度下，对熔融状态的熔块原料进行微晶化处理；对微晶化处理后的熔块原料进行水淬处理，得到熔块；
步骤S2：对熔块进行破碎处理，使其达到一定的球磨细度；将破碎处理后的熔块与生料混合、球磨，得到熔块与生料的混合物；
步骤S3：将混合物与水混合，制浆、过筛，得到釉料。
本发明中，根据釉料需要达到的性能设计釉料配方，釉料配方包括熔块配方和生料配方；生料配方需配合熔块配方，以使釉料达到所需的各项性能指标。
本发明中，熔块原料的矿物组成包括氧化铝、烧滑石、高岭土、钾钠长石、方解石、石英。
本发明中，生料的矿物组成包括高岭土、烧滑石、钾钠长石、石英、氧化铝、方解石、碳酸钡、氧化锌。
本发明中，进行微晶化处理的合适的温度即为微晶化温度。
本发明中，熔块原料在微晶化处理的过程中会缓慢析出微晶。
本发明中，釉料可直接用于抛釉砖生产。
本发明中，釉料的烧制温度为1100℃～1300℃，吸水率为0-0.01％；釉面莫氏硬度5～7级，釉面耐磨等级3～5级。
本发明中，设计配方时需要考虑的参数包括釉的膨胀系数、高温粘度、始熔温度、熔融温度、熔液分凝系数。
本发明可应用于釉面砖、大理石瓷砖、仿古砖等产品的釉面，或其他有防护需要的产品的釉面。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S1中，熔块原料的熔融温度范围为1450～1580℃；熔融温度由釉料性能要求以及熔块配方所决定。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S1中，熔块原料的微晶化温度在1300℃以上；微晶化温度根据熔块性能以及实际生产要求确定，由熔块的配方及化学组成计算得出；熔融状态的熔块原料在该温度可产生部分微晶，同时保持一定的流动性。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S1中，对熔块原料进行微晶化处理的降温速率为0.5～3℃/min；熔块原料的温度从熔融温度以此降温速率匀速降到微晶化温度。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S2中，熔块的球磨细度为120～325目。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S2中，熔块在釉料中的质量分数范围为20％-90％；具体配比根据釉料的性能要求计算得出。
根据本发明另一具体实施方式，熔块的组分及各自质量分数范围如下：SiO2：34.5～52％，Al2O3：23.5～49％，CaO：5～20％，MgO：2.5～15％。
根据本发明另一具体实施方式，生料的组分及各自质量分数范围如下：SiO2：40～59％，Al2O3：13～26.5％，CaO：0～11％，MgO：0～6％；BaO：2.5～8.5％，ZnO：2.5～10.5％，K2O+Na2O：3.5～11％。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S2中，熔块与生料球磨时添加增稠剂；熔块与生料按合适比例配比，按一定的料球水比，添加增稠剂球磨，得到所需的釉料。
根据本发明另一具体实施方式，步骤S3中，过筛的目数范围为250-400目，在此基础上进一步优选为325目。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
在熔块制作阶段进行微晶化处理，所制得的釉料具有非常宽的应用范围，无需特殊的烧成制度即可制得高硬度致密釉面，从而保证釉面的高耐磨性；同时，熔块成分相对稳定，这对于高质量的稳定生产是非常有利的。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种高硬度高耐磨釉料的制作方法，釉料包括熔块和生料，其包括：
步骤S1：加热熔块原料，使其在1500℃下达到熔融状态，并保持2小时；以1℃/min的速率降温到1389℃，并保温15min，对熔融状态的熔块原料进行微晶化处理；对微晶化处理后的熔块原料进行水淬处理，得到熔块。
熔块的组分及各自质量分数如下：SiO2：42％，Al2O3：36.5％，CaO：16％，MgO：2.5％，据此以长石、高岭土、烧滑石、方解石、氧化铝配料并充分混合，得到熔块原料。
熔融温度为1500℃，微晶化温度为1389℃，降温速率为1℃/min。
熔块原料在微晶化处理的过程中会缓慢析出微晶，同时保持一定的流动性。
步骤S2：对熔块进行破碎处理，使其达到200目的球磨细度；将破碎处理后的熔块与生料混合、球磨，得到熔块与生料的混合物；
生料的组分及各自质量分数如下：SiO2：49％，Al2O3：23.5％，CaO：10％，MgO：6％；BaO：2.5％，ZnO：5％，K2O+Na2O：3.5％，据此以长石、烧滑石、高岭土、方解石、氧化铝、碳酸钡、氧化锌配料并充分混合，得到生料。
熔块与生料的质量配比为48:52。
熔块与生料球磨时需添加少量三聚磷酸钠和CMC添加剂。
熔块与生料按一定的料球水比球磨。
步骤S3：将混合物与水混合，制浆、325目过筛(筛余＜0.1％)，得到釉料。
釉料烧制温度为1225～1235℃，吸水率为0-0.01％；釉面莫氏硬度6级，釉面耐磨等级4级。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于：
熔块的组分及各自质量分数如下：SiO2：38.5％，Al2O3：36％，CaO：20％，MgO：4.5％；
熔融温度为1460℃，微晶化温度为1361℃，降温速率为2℃/min。
生料的组分及各自质量分数如下：SiO2：49％，Al2O3：23.5％，CaO：10.5％，MgO：6.5％；BaO：2.5％，ZnO：2.5％，K2O+Na2O：5.5％。
熔块与生料的质量配比为6:4。
釉料烧制温度为1200～1210℃。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于：
熔块的组分及各自质量分数如下：SiO2：34.5％，Al2O3：49％，CaO：5％，MgO：6％。
微晶化温度为1419℃，降温速率为0.5℃/min。
生料的组分及各自质量分数如下：SiO2：56.5％，Al2O3：13％，CaO：11％，MgO：4.5％；BaO：5％，ZnO：3.5％，K2O+Na2O：6％。
熔块与生料的质量配比为3:7
釉料烧制温度为1200～1210℃；釉面莫氏硬度5.5级。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别在于：
熔块的组分及各自质量分数如下：SiO2：52％，Al2O3：23.5％，CaO：11.5％，MgO：10.5％，据此以长石、高岭土、烧滑石、方解石配料。
熔融温度为1450℃，微晶化温度为1338℃，降温速率为1.5℃/min
生料的组分及各自质量分数如下：SiO2：46.5％，Al2O3：26.5％，CaO：6.5％，MgO：0.0％；BaO：6.5％，ZnO：4.5％，K2O+Na2O：9％，据此以长石、方解石、氧化铝、碳酸钡、氧化锌配料。
熔块与生料的质量配比为45:55。
釉料烧制温度为1200～1220℃；釉面莫氏硬度5.5级。
实施例5：
本实施例与实施例1的区别在于：
熔块的组分及各自质量分数如下：SiO2：37.5％，Al2O3：39％，CaO：8.5％，MgO：15％，据此以长石、高岭土、烧滑石、方解石配料。
微晶化温度为1361℃，降温速率为2℃/min。
生料的组分及各自质量分数如下：SiO2：59％，Al2O3：13％，CaO：0.0％，MgO：0.0％；BaO：6.5％，ZnO：10.5％，K2O+Na2O：11％，据此以长石、方解石、氧化铝、碳酸钡、氧化锌配料。
熔块与生料的质量配比为8:2。
釉料烧制温度为1220～1235℃。
实施例6：
本实施例与实施例1的区别在于：
熔块的组分及各自质量分数如下：SiO2：43.5％，Al2O3：31.5％，CaO：14.5％，MgO：8.5％。
微晶化温度为1339℃，降温速率为3℃/min。
生料的组分及各自质量分数如下：SiO2：59％，Al2O3：14.5％，CaO：0.0％，MgO：0.0％；BaO：8.5％，ZnO：5.5％，K2O+Na2O：11％，据此以长石、碳酸钡、氧化锌配料。
熔块与生料的质量配比为6:4。
釉料烧制温度为1210～1230℃；釉面莫氏硬度5.5级。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种高硬度高耐磨釉料的制作方法，所述釉料包括熔块和生料，其中，所述制作方法包括：
步骤S1：加热所述熔块原料，使其达到熔融状态；在合适的温度下，对熔融状态的所述熔块原料进行微晶化处理；对微晶化处理后的所述熔块原料进行水淬处理，得到所述熔块；
步骤S2：对所述熔块进行破碎处理，使其达到一定的球磨细度；将破碎处理后的所述熔块与所述生料混合、球磨，得到所述熔块与所述生料的混合物；
步骤S3：将所述混合物与水混合，制浆、过筛，得到所述釉料。
2.如权利要求1所述的制作方法，其中，所述步骤S1中，所述熔块原料的熔融温度范围为1450～1580℃。
3.如权利要求2所述的制作方法，其中，所述步骤S1中，所述熔块原料的微晶化温度在1300℃以上。
4.如权利要求3所述的制作方法，其中，所述步骤S1中，对所述熔块原料进行微晶化处理的降温速率为0.5～3℃/min。
5.如权利要求1所述的制作方法，其中，所述步骤S2中，所述熔块的球磨细度为120～325目。
6.如权利要求5所述的制作方法，其中，所述步骤S2中，所述熔块在所述釉料中的质量分数范围为20％-90％。
7.如权利要求6所述的制作方法，其中，所述熔块的组分及各自质量分数范围如下：SiO2：34.5～52％，Al2O3：23.5～49％，CaO：5～20％，MgO：2.5～15％。
8.如权利要求7所述的制作方法，其中，所述生料的组分及各自质量分数范围如下：SiO2：40～59％，Al2O3：13～26.5％，CaO：0～11％，MgO：0～6％；BaO：2.5～8.5％，ZnO：2.5～10.5％，K2O+Na2O：3.5～11％。
9.如权利要求8所述的制作方法，其中，所述步骤S2中，所述熔块与所述生料球磨时添加增稠剂。
10.如权利要求1所述的制作方法，其中，所述步骤S3中，过筛的目数范围为250-400目。
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