CN109095888A - 一种透水瓷砖用超白坯体及其制造方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法及应用，首先制备玻璃熔块，用制得的玻璃熔块制备超白湿坯体，将湿坯体先进行初步干燥，再经过逐步冷冻，冻冰以后采用减压真空法除去水分，得到多孔结构的干坯体最后进行烧制，得到多孔的成品超白坯体。本发明使用玻璃废料作为长石的替代品制得玻璃熔块，将玻璃熔块加入坯体原料中，降低了瓷砖坯体的烧制温度，提高了瓷砖坯体的白度，采用冷冻干燥法构造出多孔结构，提高了瓷砖的透气及透水性。

Description

一种透水瓷砖用超白坯体及其制造方法及应用
技术领域
本发明涉及瓷砖材料领域，尤其涉及一种透水瓷砖用超白坯体及其制造方法及应用。
背景技术
瓷砖是铺设地面或墙体的常用建筑装饰材料，因其光滑平整、美观舒适，而广泛应用在内外墙体和室内地砖。一般装饰瓷砖均要求为不透水性(透水率不超过20％)，不透水性就保证了瓷砖表面的致密性，从而保证瓷砖坯体的强度要求，同时低气孔率也能防止瓷砖受潮，进而产生霉变或脱落的危险情况，
但是不透水性也限制了瓷砖的应用范围，如道路路牙、花园庭院甚至是公园道路等地，因为陶瓷的吸水差，表面容易产生积水导致打滑，严重会影响生命安全；如能在保证瓷砖强度的条件下适当提高瓷砖的透水性，就能将瓷砖装饰在前述的户外地域，能够大大提升城市或园林景观的艺术美感。但现有技术中的透水瓷砖，由于其内部存在空隙，因而密实度不够，久用可能塌陷，导致地面坑坑洼洼，影响美观和平整，耐久度也很低；同时透水瓷砖所用的瓷砖坯体的白度很低，导致上釉后色差较大，还容易变色，而产生一系列后续不利影响。
因而，如何制备出白度较高的、且具备一定力学强度的透水瓷砖将会是户外建筑设计领域的重要技术攻关课题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中透水瓷砖存在的缺点，而提出的一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，玻璃熔块的制备：将废玻璃料于1350-1600℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体，玻璃熔体缓慢流入水池中，采用高压水流对落下的熔体进行水淬，自然冷却后得到碎渣状的玻璃熔块A；
S2，超白坯体的制备：取重量份的玻璃熔块A 30-40份，粘土5-10份、石英10-30份、长石0-5份、硅酸锆10-25份、碳酸钡8-12份、氧化铝4-8份、尿素1-5份、水10-20份，一起混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S3，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，冻冰以后采用减压真空法除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S4，烧制：将干坯体D经过1150-1220℃下高温烧制，并保温10-30h，冷却后得到多孔的成品超白坯体。
所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，S1中所述的废玻璃料中各成分含量具体如下：SiO272-75％，Na2O 10-15％，Ca07-9％，MgO 3.5-4.5％，K2O 0.7-1.2％，Fe2O3<0.4％，TiO2<0.05％。
所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述湿坯体B的成分为玻璃熔块A 35份，粘土8份、石英20份、长石3份、硅酸锆20份、碳酸钡10、氧化铝6份、尿素3份、水15份。
所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述湿坯体B的成分为玻璃熔块A 38份，碳酸钡末8份、石英26份、长石5份、硅酸锆15份、氧化铝7份、尿素4份、水20份。
所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述S3中逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，所述减压真空法采用分子泵，其最低压力达10-6Pa。
所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述S4中烧制的升温模式为+10℃/min匀速升温，冷却为自然空冷。
所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述成品超白坯体的气孔率为30-60％，孔径范围为15-160微米。
所述的制造方法制得的透水瓷砖用超白坯体。
所述的透水瓷砖用超白坯体在制造透水瓷砖上的应用，其特征在于，包括以下步骤：将超白坯体的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制10-25h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明使用玻璃废料作为长石的替代品制得玻璃熔块，将玻璃熔块加入坯体原料中，降低了瓷砖坯体的烧制温度，同时提供了一种玻璃废料处理的方式；同时由于玻璃废料中的主要成分为CaO、Al2O3、SiO2、MgO和Na2O等，CaO-Al2O3-SiO2-MgO氧化物体系在1150-1220℃时会产生高温晶体，其不会随空气湿度及其他离子而改变颜色，从而提高了瓷砖坯体的白度，且受环境影响后(吸湿或受污水中的有害离子沾染)的白度基本不变。
2.在烧制瓷砖坯体之前，采用冷冻干燥法，半干坯体中的水冷冻后经减压升华后，产生了开口的多孔结构；再经过烧制后，坯体中的尿素随同坯体内部的网格水一同蒸发产生更细小的多孔结构，两种孔道互穿互绕、形成较稳定的孔道结构，从而在保证瓷砖的力学性能的基础上，提高瓷砖的透气及透水性。
3.本发明使用碳酸钡代替一部分的硅酸锆，其各方面性能与全使用硅酸锆的瓷砖区别不大，其为无锆或少锆增白剂的生产提供了一种新思路。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，包括以下步骤：
S1，玻璃熔块的制备：将废玻璃料于1390℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体，玻璃熔体缓慢流入水池中，采用高压水流对落下的熔体进行水淬，自然冷却后得到碎渣状的玻璃熔块A；
S2，超白坯体的制备：取重量份的玻璃熔块A 35份、粘土8份、石英20份、长石3份、硅酸锆20份、碳酸钡10、氧化铝6份、尿素3份、水15份混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S3，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，冻冰以后采用分子泵减压升华除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S4，烧制：将干坯体D经过1150℃下高温烧制，并保温12h，自然冷却后得到多孔的成品超白坯体E。
利用上述制得的超白坯体E制造透水瓷砖，包括以下步骤：将超白坯体E的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制25h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖F。
S1中的废玻璃料中各成分含量具体如下：SiO273％，Na2O 13％，Ca07.5％，MgO3.8％，K2O 0.9％，Fe2O3 0.2％，TiO20.03％。
本实施例烧制成的超白坯体E的气孔率为38％，孔径范围为24-149微米，所得透水瓷砖F的喷釉面的孔隙率为21％，孔径范围为8-25微米，所得透水瓷砖F的性能如表1所示。
实施例2：
一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，包括以下步骤：
S1，玻璃熔块的制备：将废玻璃料于1450℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体，玻璃熔体缓慢流入水池中，采用高压水流对落下的熔体进行水淬，自然冷却后得到碎渣状的玻璃熔块A；
S2，超白坯体的制备：取重量份的玻璃熔块A 38份，与碳酸钡末8份、石英26份、长石5份、硅酸锆15份、氧化铝7份、尿素4份、水20份混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S3，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，冻冰以后采用分子泵减压升华除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S4，烧制：将干坯体D经过1150℃下高温烧制，并保温12h，自然冷却后得到多孔的成品超白坯体E。
利用上述制得的超白坯体E制得透水瓷砖，包括以下步骤：将超白坯体E的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制18h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖F。
S1中的废玻璃料中各成分含量具体如下：SiO275％，Na2O 15％，Ca08％，MgO4.4％，K2O 1.1％，Fe2O30.1％，TiO20.02％。
本实施例烧制成的超白坯体E的气孔率为42％，孔径范围为23-130微米，所得透水瓷砖F的性能如表1所示。
实施例3：
一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，包括以下步骤：
S1，玻璃熔块的制备：将废玻璃料于1550℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体，玻璃熔体缓慢流入水池中，采用高压水流对落下的熔体进行水淬，自然冷却后得到碎渣状的玻璃熔块A；
S2，超白坯体的制备：取重量份的玻璃熔块A 40份，与粘土8份、石英30份、硅酸锆20份、碳酸钡11份、氧化铝5份、尿素5份、水17份混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S3，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，冻冰以后采用分子泵减压升华除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S4，烧制：将干坯体D经过1150℃下高温烧制，并保温12h，自然冷却后得到多孔的成品超白坯体E。
利用上述制得的超白坯体E制得透水瓷砖，包括以下步骤：将超白坯体E的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制10-25h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖F。
S1中的废玻璃料中各成分含量具体如下：SiO275％，Na2O 15％，Ca09％，MgO4.5％，K2O 1.2％，Fe2O30.1％，TiO20.01％。
本实施例烧制成的超白坯体E的气孔率为45％，孔径范围为20-120微米，所得透水瓷砖F的喷釉面的孔隙率为25％，孔径范围为6-28微米，所得透水瓷砖F的性能如表1所示。
实施例4：
一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，包括以下步骤：
S1，玻璃熔块的制备：将废玻璃料于1600℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体，玻璃熔体缓慢流入水池中，采用高压水流对落下的熔体进行水淬，自然冷却后得到碎渣状的玻璃熔块A；
S2，超白坯体的制备：取重量份的玻璃熔块A 33份，与粘土6份、石英21份、碳酸钡10份、长石5份、硅酸锆10份、氧化铝8份、尿素5份、水20份混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S3，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，冻冰以后采用分子泵减压升华除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S4，烧制：将干坯体D经过1250℃下高温烧制，并保温12h，自然冷却后得到多孔的成品超白坯体E。
利用上述制得的超白坯体E制得透水瓷砖，包括以下步骤：将超白坯体E的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制21h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖F。
S1中的废玻璃料中各成分含量具体如下：SiO271％，Na2O 10.2％，Ca07.9％，MgO3.85％，K2O 0.87％，Fe2O3<0.2％，TiO2<0.01％。
本实施例烧制成的超白坯体E的气孔率为48％，孔径范围为18-128微米，所得透水瓷砖F的喷釉面的孔隙率为29％，孔径范围为8-30微米，所得透水瓷砖F的性能如表1所示。
实施例5：
一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，包括以下步骤：
S1，坯体的制备：取重量份的高岭土15份、石英20份、锂长石5份、硅酸锆5份、氧化铝8份、尿素5份、水20份混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S2，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，冻冰以后采用分子泵减压升华除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S3，烧制：将干坯体D经过1550℃下高温烧制，并保温12h，自然冷却后得到多孔的成品坯体E。
一种透水瓷砖的制造方法，包括以下步骤：将坯体E的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制10-25h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖F。
本实施例烧制成的超白坯体E的气孔率为10％，孔径范围为43-350微米，所得透水瓷砖F的性能如表1所示。
表1各实施例透水瓷砖的性能
由表1可知，未使用玻璃坯体A的实施例5中的产品瓷砖其白度较差、空隙率低、孔径分布范围大，导致力学性能较差，不适合作为地砖使用，表明玻璃坯体有降低瓷砖坯体的烧制温度、提高白度、提高力学性能等效用；实施例4使用碳酸钡代替一部分的硅酸锆，其各方面性能与实施例3区别不大，故而碳酸钡可以作为锆增白的部分替代品，但其化学稳定性待定；实施例3未使用长石作为原料，性能与实施例1和实施例2的差别不大，表明玻璃废料可以作为长石的替代品，并且其软化温度低(600℃)，大大降低了瓷砖坯体的烧制温度。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，玻璃熔块的制备：将废玻璃料于1350-1600℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体，玻璃熔体缓慢流入水池中，采用高压水流对落下的熔体进行水淬，自然冷却后得到碎渣状的玻璃熔块A；
S2，超白坯体的制备：取重量份的玻璃熔块A 30-40份，粘土5-10份、石英10-30份、长石0-5份、硅酸锆10-25份、碳酸钡8-12份、氧化铝4-8份、尿素1-5份、水10-20份，一起混合，球磨处理后，得到的浆料，压制成型，得到湿坯体B；
S3，冷冻干燥处理：将湿坯体B进行初步干燥，得到半干坯体C，将半干坯体C经过逐步冷冻，冻冰以后采用减压真空法除去半干坯体C中的水分，得到多孔结构的干坯体D；
S4，烧制：将干坯体D经过1150-1220℃下高温烧制，并保温10-30h，冷却后得到多孔的成品超白坯体。
2.根据权利要求1所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，S1中所述的废玻璃料中各成分含量具体如下：SiO272-75％，Na2O 10-15％，Ca07-9％，MgO 3.5-4.5％，K2O0.7-1.2％，Fe2O3<0.4％，TiO2<0.05％。
3.根据权利要求1所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述湿坯体B的成分为玻璃熔块A 35份，粘土8份、石英20份、长石3份、硅酸锆20份、碳酸钡10、氧化铝6份、尿素3份、水15份。
4.根据权利要求1所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述湿坯体B的成分为玻璃熔块A 38份，碳酸钡末8份、石英26份、长石5份、硅酸锆15份、氧化铝7份、尿素4份、水20份。
5.根据权利要求1所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述S3中逐步冷冻的降温模式为-5℃/min匀速降温，所述减压真空法采用分子泵，其最低压力达10-6Pa。
6.根据权利要求1所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述S4中烧制的升温模式为+10℃/min匀速升温，冷却为自然空冷。
7.根据权利要求1所述的透水瓷砖用超白坯体的制造方法，其特征在于，所述成品超白坯体的气孔率为30-60％，孔径范围为15-160微米。
8.如权利要求1所述的制造方法制得的透水瓷砖用超白坯体。
9.权利要求8所述的透水瓷砖用超白坯体在制造透水瓷砖上的应用，其特征在于，包括以下步骤：将超白坯体的一面进行喷釉，1000-1040℃下烧制10-25h后，冷却，经过印花及抛光处理，得到多孔结构的透水瓷砖。
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