CN107500744A - 一种仿大理石通体陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

一种仿大理石通体陶瓷砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种仿大理石通体陶瓷砖，其包括通体砖坯层和布施在通体砖坯层上的面釉层，所述通体砖坯层按原料重量百分比计包括22～40％的钾砂、15～30％的钾钠长石、10～20％的钾长石、10～22％的黑泥、2～10％的高岭土、2～6％的膨润土、1～4％的生滑石、2～10％的色料；所述面釉层按原料重量百分比计包括30～60％的钾钠长石、15～30％的高岭土、5～10％的硅灰石、5～10％的氧化铝、2～8％滑石、2～10％的氧化锌、10～20％的碳酸钙。本发明解决了通体陶瓷砖在烧成工艺上难氧化的问题，其可制备出厚度大于1cm通体陶瓷砖，该通体陶瓷砖氧化性能好，中间层不易出现针孔、黑线、气泡等现象，同时通过调整面釉组分及配比，解决了通体陶瓷砖面釉质感无法达到天然大理石的表面质感的问题，使得该通体陶瓷砖表面质感更接近天然大理石。

Description

一种仿大理石通体陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及装饰建材材料领域，特别涉及一种仿大理石通体陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
天然大理石是地壳中原有的岩石经过地壳内高温高压作用形成的变质岩。属于中硬石材，主要由方解石、石灰石、蛇纹石、和白云石组成。由于含有杂质，而且碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，容易风化和溶蚀，使表面很快失去光泽。天然大理石是常用装饰石材之一，品种丰富，使用历史悠久，能够凸显建筑的高贵典雅。天然花大理石质地致密但硬度不大，纹理自然流畅，是目前越来越受喜爱和追捧的石材装饰材料。然而，天然大理石作为不可再生资源，储蓄量是有限度的，既稀少成本又较高，特别是一些珍贵稀少的大理石石材，现在已经限量开采。近年来各国政府对于不可再生资源的开发利用已经严加限制，使得市场需求得不到满足，并且硬度不大、容易风化和溶蚀特点，使天然大理石的使用范围也受到一定的限制。因此，仿大理石陶瓷砖应运而生。
天然大理石的使用厚度比普通陶瓷砖厚，因而仿天然大理石陶瓷砖的厚度也力求比普通陶瓷砖厚，普通陶瓷砖的厚度一般在1cm左右，然而当使用普通陶瓷砖砖坯混料制备厚度大于1cm的陶瓷砖时，容易造成在烧结过程中熔融变形，烧成后透光性差、强度低、收缩率大等缺陷。另外，现市面上的仿大理石陶瓷砖的仿真效果欠佳，其中仿大理石陶瓷砖面釉在陶瓷砖在低温熔融后容易影响坯体排气，不但降低整砖的综合性能，同时使得发色欠佳，从而导致仿真度下降。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种仿大理石通体陶瓷砖，同时提供该仿大理石通体陶瓷砖的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：一种仿大理石通体陶瓷砖，其包括通体砖坯层和布施在所述通体砖坯层上的面釉层。
其中，所述通体砖坯层按原料重量百分比计包括22～40％的钾砂、15～30％的钾钠长石、10～20％的钾长石、10～22％的黑泥、2～10％的高岭土、2～6％的膨润土、1～4％的生滑石、2～10％的色料。
具体地，本发明中的钾砂为混合原料。本发明优选含钾量为3～8％的钾砂，其性能稳定，有一定强度，含有一定量原矿粘土，使用时可以适当减少黑泥用量，有助氧化，调整配方可塑性、烧结过程中的体积膨胀可部分抵消烧结收缩、防止砖坯在烧结过程中的熔融变形等作用、改善陶瓷砖坯的强度等性能。
本发明中的钾长石，主要是K、Na等碱金属或碱土金属的硅铝酸盐的矿物，其质量稳定，在烧成前能起瘠性原料的作用，减少砖坯的干燥收缩和变形，改善干燥性能，缩短干燥时间；在烧成时可作为熔剂降低烧成温度，促使石英和高岭土熔融，并在液相中互相扩散渗透而加速莫来石的形成。其使得砖坯原料在熔融中生成的长石玻璃体充填于莫来石晶粒之间，使砖坯致密而减少空隙，从而提高其机械强度和介电性能。此外，长石玻璃的生成还能提高砖坯的透光性。钾长石在陶瓷砖砖坯中的掺入量随原料不同、产品的要求不同而异，其主要用于降低烧成温度，提高成瓷速率。
本发明中的钾钠长石属于多种长石混合物，其含有一定量粘土，性能稳定，有一定强度，使用时既可以降低烧成温度，提高成瓷速率，又可以调整配方可塑性、烧结过程中的体积膨胀可部分抵消烧结收缩、防止砖坯在烧结过程中的熔融变形等作用、改善陶瓷砖砖坯的强度等性能。
本发明中的黑泥，是一种外观呈黑、灰色、细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。本发明优选粒径小于2μm，且本发明优选含铝量在22～32％范围内的黑泥。黑泥原矿通过水洗可将其中的部分杂质去除，含水率较高，本发明优选含水率为30～38％的黑泥，其属于高粘粘土，可塑性和结合性很强，干坯强度高，收缩大，具有很强的离子交换性。然而，黑泥在陶瓷砖砖砖坯中的含量越大，砖坯氧化就越难，因而合适的黑泥添加量具有重要意义。
本发明中的膨润土与水、瘠性原料的掺和物具有可塑性和粘结性，其经窑炉1145～1200℃烧制后不易产生气泡，强度很好，主要用以改善砖坯可塑性，增加砖坯强度。
本发明所述面釉层按原料重量百分比计包括30～60％的钾钠长石、15～30％的高岭土、5～10％的硅灰石、5～10％的氧化铝、2～8％滑石、2～10％的氧化锌、10～20％的碳酸钙。
作为上述方案的进一步改进，所述通体砖坯层按原料重量百分比计包括如下化学组分：
作为上述方案的进一步改进，所述面釉层按原料重量百分比计包括如下化学组分：
一种如上所述的通体陶瓷砖的制备方法，其包括如下工艺步骤：
1)浆料制备：按原料重量百分比计将除色粉外的各组分混合均匀，投入球磨机中进行湿法球磨，球磨细度为0.063mm孔径筛余量在0.5～0.8％范围内，控制水分含量为34～36％，得浆料；
2)粉料制备：将步骤1)所得浆料用80～100目的筛网过筛，放入泥浆池内陈腐，后过筛除铁，搅拌均匀，后经喷雾干燥，得粉料；
3)生坯成型：根据需求往步骤2)所得粉料中干混色料，对粉料进行着色处理，经布料后压制成型，烘干，得砖坯；
4)面釉制备：按原料重量百分比计将面釉各组分混合均匀，球磨，过筛，加水调整水分含量为55～60％，得面釉；
5)施釉印花：用步骤4)所得面釉对步骤3)所得砖坯表面进行施釉、印花处理，形成仿大理石纹理图案，得仿大理石通体陶瓷砖半成品；
6)烧成：将仿大理石通体陶瓷砖半成品置于辊道窑中在1145～1200℃温度条件下高温烧成，烧成时间为45～80min，保温5～14min后出窑自然冷却至室温，得成品。
本发明中，为了缩短球磨时间并且保证浆料细度更加稳定，本发明步骤1)所述湿法球磨过程中采用氧化铝作为球磨介质，球磨机内40mm氧化铝球石：50mm氧化铝球石：60mm氧化铝球石的比例为3:5:2。
作为上述方案的进一步改进，步骤1)所得的浆料流速为40～60s，浆料比重为1.67～1.72g/ml。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)所得的粉料的水分含量为6.4～7.1％。具体地，在保证坯料可塑性的前提下，粉料含水量应尽可能少，以缩短干燥时间，增强坯料的密度和强度。
作为上述方案的进一步改进，步骤2)所得粉料的粒度分布为30目以上≤6％、60目40～60％、100目筛下≤4％、容重≥0.9g/ml。具体地，该粒度分布有序程度低，即不形成定向排列，其可避免在成型坯体中形成各向异性结构，引起干燥变形甚至开裂，同时可提高粉料流动性，使粉料能迅速充满模具的各个角落，以保证砖坯的密度均匀一致。
作为上述方案的进一步改进，步骤4)的面釉细度为0.045mm孔径筛余量在0.4～0.5％范围内。
本发明的有益效果是：
(1)本发明解决了传统通体陶瓷砖在烧成工艺上难氧化的问题，其可制备出厚度大于1cm通体陶瓷砖，该通体陶瓷砖氧化性能好，中间层不易出现针孔、黑线、气泡等现象，同时通过调整面釉组分及配比，解决了传统通体陶瓷砖面釉质感无法达到天然大理石的表面质感的问题，使得该通体陶瓷砖表面质感更接近天然大理石。
(2)本发明的制备方法中采用色料干混工艺，二次布料方法，使得面釉、砖坯的颜色纹理浑然一体，使得该通体陶瓷砖表面产生的纹理效果立体感更强，进一步提高该仿大理石通体陶瓷砖的仿真度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
一种仿大理石陶瓷砖，其厚度为1cm，包括通体砖坯层和布施在所述通体砖坯层上的面釉层。
其中通体砖坯层按原料重量百分比计包括如下组分：
且，该砖坯按重量百分比计包括如下化学组分：
其中面釉层按原料重量百分比计包括如下组分：
且，该面釉按原料重量百分比计包括如下化学组分：
具体地，所述钾砂的含钾量为3％；黑泥的含铝量为22％。
制备方法：
1)浆料制备：按原料重量百分比计将除色粉外的各组分混合均匀，投入球磨机中进行湿法球磨，球磨细度为0.063mm孔径筛余量在0.5～0.8％范围内，控制水分含量为34～36％，得浆料，其浆料流速为40～60s，浆料比重为1.67～1.72g/ml；
2)粉料制备：将步骤1)所得浆料用80目的筛网过筛，放入泥浆池内陈腐10h，后过筛除铁，搅拌均匀，后经喷雾干燥，得粉料，其粉料水分含量为6.4～7.1％；
3)生坯成型：根据需求往步骤2)所得粉料中干混色料，对粉料进行着色处理，经布料后压制成型，烘干，得砖坯；
4)面釉制备：按原料重量百分比计将面釉各组分混合均匀，球磨至细度为0.045mm孔径过筛处理后筛余量在0.4～0.5％范围内，加水调整水分含量为55％，其中釉料的比重为1.38～1.41g/ml，得面釉；
5)施釉印花：用步骤4)所得面釉对步骤3)所得砖坯表面进行施釉、印花处理，形成仿大理石纹理图案，得仿大理石通体陶瓷砖半成品；
6)烧成：将仿大理石通体陶瓷砖半成品置于辊道窑中在1145℃温度条件下高温烧成，烧成时间为80min，保温5min后出窑自然冷却至室温，得实施例1成品。
实施例2
一种仿大理石陶瓷砖，其厚度为1.3cm，包括通体砖坯层和布施在所述通体砖坯层上的面釉层。
其中通体砖坯层按原料重量百分比计包括如下组分：
且，该砖坯按重量百分比计包括如下化学组分：
其中面釉层按原料重量百分比计包括如下组分：
且，该面釉按原料重量百分比计包括如下化学组分：
具体地，所述钾砂的含钾量为8％；黑泥的含铝量为32％。
制备方法：
1)浆料制备：按原料重量百分比计将除色粉外的各组分混合均匀，投入球磨机中进行湿法球磨，球磨细度为0.063mm孔径筛余量在0.5～0.8％范围内，控制水分含量为34～36％，得浆料，其浆料流速为40～60s，浆料比重为1.67～1.72g/ml；
2)粉料制备：将步骤1)所得浆料用80目的筛网过筛，放入泥浆池内陈腐14h，后过筛除铁，搅拌均匀，后经喷雾干燥，得粉料，其粉料水分含量为6.4～7.1％；
3)生坯成型：根据需求往步骤2)所得粉料中干混色料，对粉料进行着色处理，经布料后压制成型，烘干，得砖坯；
4)面釉制备：按原料重量百分比计将面釉各组分混合均匀，球磨至细度为0.045mm孔径过筛处理后筛余量在0.4～0.5％范围内，加水调整水分含量为60％，其中釉料的比重为1.38～1.41g/ml，得面釉；
5)施釉印花：用步骤4)所得面釉对步骤3)所得砖坯表面进行施釉、印花处理，形成仿大理石纹理图案，得仿大理石通体陶瓷砖半成品；
6)烧成：将仿大理石通体陶瓷砖半成品置于辊道窑中在1200℃温度条件下高温烧成，烧成时间为45min，保温14min后出窑自然冷却至室温，得实施例2成品。
实施例3
一种仿大理石陶瓷砖，其厚度为1.1cm，包括通体砖坯层和布施在所述通体砖坯层上的面釉层。
其中通体砖坯层按原料重量百分比计包括如下组分：
且，该砖坯按重量百分比计包括如下化学组分：
其中面釉层按原料重量百分比计包括如下组分：
且，该面釉按原料重量百分比计包括如下化学组分：
具体地，所述钾砂的含钾量为4％；黑泥的含铝量为28％。
制备方法：
1)浆料制备：按原料重量百分比计将除色粉外的各组分混合均匀，投入球磨机中进行湿法球磨，球磨细度为0.063mm孔径筛余量在0.5～0.8％范围内，控制水分含量为34～36％，得浆料，其浆料流速为40～60s，浆料比重为1.67～1.72g/ml；
2)粉料制备：将步骤1)所得浆料用100目的筛网过筛，放入泥浆池内陈腐12h，后过筛除铁，搅拌均匀，后经喷雾干燥，得粉料，其粉料水分含量为6.4～7.1％；
3)生坯成型：根据需求往步骤2)所得粉料中干混色料，对粉料进行着色处理，经布料后压制成型，烘干，得砖坯；
4)面釉制备：按原料重量百分比计将面釉各组分混合均匀，球磨至细度为0.045mm孔径过筛处理后筛余量在0.4～0.5％范围内，加水调整水分含量为58％，其中釉料的比重为1.38～1.41g/ml，得面釉；
5)施釉印花：用步骤4)所得面釉对步骤3)所得砖坯表面进行施釉、印花处理，形成仿大理石纹理图案，得仿大理石通体陶瓷砖半成品；
6)烧成：将仿大理石通体陶瓷砖半成品置于辊道窑中在1200℃温度条件下高温烧成，烧成时间为60min，保温10min后出窑自然冷却至室温，得实施例3成品。
实施例4：各项性能检测
将实施例1～3所得成品进行各项性能检测，其结果如下表1所示。
表1 各项性能检测结果
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种仿大理石通体陶瓷砖，其特征在于：包括通体砖坯层和布施在所述通体砖坯层上的面釉层，所述通体砖坯层按原料重量百分比计包括22～40％的钾砂、15～30％的钾钠长石、10～20％的钾长石、10～22％的黑泥、2～10％的高岭土、2～6％的膨润土、1～4％的生滑石、2～10％的色料；所述面釉层按原料重量百分比计包括30～60％的钾钠长石、15～30％的高岭土、5～10％的硅灰石、5～10％的氧化铝、2～8％滑石、2～10％的氧化锌、10～20％的碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的一种仿大理石通体陶瓷砖，其特征在于，所述通体砖坯层按原料重量百分比计包括如下化学组分：
3.根据权利要求1所述的一种仿大理石通体陶瓷砖，其特征在于，所述面釉层按原料重量百分比计包括如下化学组分：
4.根据权利要求1所述的一种仿大理石通体陶瓷砖，其特征在于：所述钾砂的含钾量为3～8％。
5.根据权利要求1所述的一种仿大理石通体陶瓷砖，其特征在于：所述黑泥的含铝量为22～32％。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的通体陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：
1)浆料制备：按原料重量百分比计将除色粉外的各组分混合均匀，投入球磨机中进行湿法球磨，球磨细度为0.063mm孔径筛余量在0.5～0.8％范围内，控制水分含量为34～36％，得浆料；
2)粉料制备：将步骤1)所得浆料用80～100目的筛网过筛，放入泥浆池内陈腐，后过筛除铁，搅拌均匀，后经喷雾干燥，得粉料；
3)生坯成型：根据需求往步骤2)所得粉料中干混色料，对粉料进行着色处理，经布料后压制成型，烘干，得砖坯；
4)面釉制备：按原料重量百分比计将面釉各组分混合均匀，球磨，过筛，加水调整水分含量为55～60％，得面釉；
5)施釉印花：用步骤4)所得面釉对步骤3)所得砖坯表面进行施釉、印花处理，形成仿大理石纹理图案，得仿大理石通体陶瓷砖半成品；
6)烧成：将仿大理石通体陶瓷砖半成品置于辊道窑中在1145～1200℃温度条件下高温烧成，烧成时间为45～80min，保温5～14min后出窑自然冷却至室温，得成品。
7.根据权利要求6所述的一种仿大理石通体陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤1)所得的浆料流速为40～60s，浆料比重为1.67～1.72g/ml。
8.根据权利要求6所述的一种仿大理石通体陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤2)所得的粉料的水分含量为6.4～7.1％。
9.根据权利要求6所述的一种仿大理石通体陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤2)所得粉料的粒度分布为30目以上≤6％、60目40～60％、100目筛下≤4％、容重≥0.9g/ml。
10.根据权利要求6所述的一种仿大理石通体陶瓷砖的制备方法，其特征在于：步骤4)的面釉细度为0.045mm孔径筛余量在0.4～0.5％范围内。
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