CN109608182B - 制备耐热陶瓷板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备耐热陶瓷板的方法，涉及陶瓷领域。所述方法包括以下步骤：板材原料进行球磨，调整含水率得到板材坯体浆料，然后进行喷雾造粒，经料仓陈腐后用自动压砖机制坯得到板材坯体；釉料原料进行球磨，调整含水率得到釉料浆料，然后涂覆至板材坯体得到预制坯；将预制坯预烧，然后粉碎进行球磨，调整含水率得到板材浆料，进行喷雾造粒，经陈腐后制坯得到板材；将板材烧制得到预制板；将釉料浆料涂覆到预制板上，程序升温烧制、程序降温冷却，抛光得到成品。本身请提供的制备耐热陶瓷板的方法，制得的产品耐热性能好、强度高、膨胀系数低、成本低。

Description

制备耐热陶瓷板的方法
技术领域
本发明涉及陶瓷领域，具体而言，涉及一种制备耐热陶瓷板的方法。
背景技术
微晶玻璃板和耐热陶瓷板是现在市场上电磁炉面板的主流选择，其中以微晶玻璃板为主。微晶玻璃板的优势在于耐热性能好、膨胀系数小，不渗水；陶瓷板的主要优势在于价格低廉。
然而，微晶玻璃板熔点高、强度较低，生产过程中无法通过机械化全自动的方法进行抛光，只能采用半机械化或纯手工加工，故其价格一般比较高，导致电磁炉价格也较高。
人们一直希望能够获得与微晶玻璃板性能相似的陶瓷板以替代高昂的微晶玻璃板。然后现有耐热陶瓷板一般采用简单的一次压制-单次上釉的方法生产，其膨胀系数相对较大、有吸水性，使用时不能满足人们的基本需要，而且由于陶瓷板比较粗糙，导致市场接受度不高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备耐热陶瓷板的方法，所述方法制得的耐热陶瓷板，耐热性能好、强度高、膨胀系数低、成本低。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种制备耐热陶瓷板的方法，包括以下步骤：
A.按照配方将板材原料混合，使用球磨机进行一次球磨，经过除铁后，调整含水率得到板材坯体浆料，然后进行一次喷雾造粒，经料仓陈腐后用自动压砖机制坯得到板材坯体；
B.按配方将釉料原料混合，使用球磨机进行球磨，经过除铁后，调整含水率得到釉料浆料，然后涂覆至所述板材坯体得到预制坯；
C.将所述预制坯送入辊道窑进行预烧，然后粉碎，使用球磨机进行二次球磨，经过除铁后，调整含水率得到板材浆料，然后进行二次喷雾造粒，经料仓陈腐后用自动压砖机制坯得到板材；
D.将所述板材送入辊道窑进行烧制得到预制板；
E.将所述釉料浆料涂覆到所述预制板上，然后送入辊道窑，程序升温烧制、程序降温冷却，抛光得到成品。
采用一次球磨-一次造粒-一次陈腐-一次压制-一次上釉-预烧-二次球磨-二次造粒-二次陈腐-二次压制的方法制备板材，然后再次上釉法上釉，再用程序升温法进行烧制，程序降温法冷却，可以获得各项性能较好的陶瓷板。
优选地，所述板材以重量份数计，包括：高岭土15-25份、滑石粉5-15份、聚乙烯醇0.5-1.5份、柠檬酸0.2-0.5份、堇青石25-35份、氧化铍2-4份、氢氧化铍3-5份、碳酸锶5-10份和氧化钼0.5-1.5份。
板材中，聚乙烯醇和柠檬酸的添加有助于提高板材的耐热性能，氧化铍、氢氧化铍的添加可以提高产品的强度，碳酸锶和氧化钼的添加可以降低板材的膨胀系数，减小板材的高温形变。
在原料选择上，出于废物利用、减少固体废物堆积带来的一系列问题，实现环保最大化，滑石粉可以采用废滑石粉、废烂承烧窑板、滑石尾料等，堇青石可以用废旧的烂板来进行替代使用。
更加优选地，所述预制板的厚度为5.5-6.5mm。
控制预制板厚度有利于降低成本，还能够相对有效减少形变的绝对值。
进一步优选地，所述一次球磨后，细度为250目筛余为1.0-1.5％；所述二次球磨后，细度为250目筛余0.3-0.8％。
细度控制是为了保证结构强度，同时可以有效降低膨胀系数，减小受热发生的形变量。
更进一步优选地，所述预烧的温度为500-700℃；所述步骤D中，烧制温度为1000-1100℃。
控制预烧和烧制的温度，可以控制各组分之间的变化，为制备性能优异的板材提供基础。
更为优选地，所述板材坯体浆料和所述板材浆料的含水率均为38-42％，所述釉料浆料的含水率为50-60％。
含水率控制一方面是为了保证陈腐的效果，另一方面是为了避免烧制过程中产生气泡和空穴，保证产品的强度。
优选地，所述釉料以重量份数计，包括：透锂长石65-75份、钾长石5-15份、氧化锌4-6份、高岭土4-6份、烧滑石6-8份、碳酸锂2-4份、烧绿石2-4份、尖晶石2-5份、氧化钼铁铋0.5-1.5份、聚甲氧基二甲醚0.5-1.5份和三乙醇胺0.5-1.5份。
釉料中，透锂长石用来降温和调节膨胀系数，钾长石和烧滑石用来降温，碳酸锂和碳酸锌用来调节膨胀系数，氧化锌用来降温和改善釉面铺展性能，高岭土用作悬浮剂和结合剂，白云石用来提高透明度，烧绿石和尖晶石是为了提高强度，氧化钼铁铋(Bi3FeMo2O12)是为了减小膨胀系数，聚甲氧基二甲醚和三乙醇胺的使用保证了釉料的均匀性和上釉的效果，保证烧制完成后镜面效果，避免产生颗粒感。
更加优选地，所述釉料原料经球磨后，细度为250目筛余0.03-0.08％。优选地，所述程序升温为：30分钟升温至600℃，保温5分钟；再用5分钟升温至1000℃，保温5分钟；再用2分钟升温至1200-1300℃，保温5分钟烧成。
可选地，所述程序降温为：60分钟降至800℃，保温10分钟；再用60分钟降至300度，保温20分钟；再用40分钟降至常温。
程序升温和程序降温，能够更好地消除产品内部的应力，降低膨胀系数，提高强度，减小受热形变。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：产品耐热性能好、膨胀系数低；强度高、不渗水、成本低。具有镜面效果、视觉效果好，易清洁。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
取高岭土15份、滑石粉15份、聚乙烯醇0.5份、柠檬酸0.5份、堇青石25份、氧化铍4份、氢氧化铍3份、碳酸锶10份和氧化钼0.5份，加入适量的水，使用球磨机进行球磨，球磨16小时，得到细度为250目筛余1％。经过除铁后，调整含水率至38％得到板材坯体浆料，喷雾造粒得到粒径为2-2.5mm的颗粒，含水率为0.8％，经料仓陈腐20小时；然后用自动压砖机制坯，得到板材坯体。
取透锂长石65份、钾长石15份、氧化锌4份、高岭土6份、烧滑石6份、碳酸锂4份、烧绿石2份、尖晶石5份、氧化钼铁铋0.5份、聚甲氧基二甲醚(DMMn，其中n＝3-8)0.5份和三乙醇胺0.5份，按照料水质量比1：0.4加水球磨20小时，得到细度为250目筛余0.03％的釉料浆料；除铁后调整含水率至50％得到釉料浆料，然后涂覆至板材坯体得到预制坯。
将预制坯送入辊道窑进行预烧，预烧温度为500℃；然后粉碎，使用球磨机进行二次球磨20小时，得到细度为250目筛余0.3％的浆料，经过除铁后，调整含水率至38％得到板材浆料，然后进行二次喷雾造粒得到粒径为2-2.5mm的颗粒，含水率为0.8％，经料仓陈腐20小时；然后用自动压砖机制坯，得到板材。
将板材送入辊道窑进行烧制得到预制板，烧制温度为1000摄氏度，预制板厚度为5.5mm。
将釉料浆料涂覆到预制板上，然后送入辊道窑，程序升温烧制、程序降温冷却，抛光得到成品。程序升温为：30分钟升温至600℃，保温5分钟；再用5分钟升温至1000℃，保温5分钟；再用2分钟升温至1200-1300℃，保温5分钟烧成。程序降温为：60分钟降至800℃，保温10分钟；再用60分钟降至300度，保温20分钟；再用40分钟降至常温。
实施例2
取高岭土25份、滑石粉5份、聚乙烯醇1.5份、柠檬酸0.2份、堇青石35份、氧化铍2份、氢氧化铍5份、碳酸锶5份和氧化钼1.5份，加入适量的水，使用球磨机进行球磨，球磨16小时，得到细度为250目筛余1.5％。经过除铁后，调整含水率至42％得到板材坯体浆料，喷雾造粒得到粒径为2-2.5mm的颗粒，含水率为0.8％，经料仓陈腐20小时；然后用自动压砖机制坯，得到板材坯体。
取透锂长石75份、钾长石5份、氧化锌6份、高岭土4份、烧滑石8份、碳酸锂2份、烧绿石4份、尖晶石2份、氧化钼铁铋1.5份、聚甲氧基二甲醚(DMMn，其中n＝3-8)1.5份和三乙醇胺1.5份，按照料水质量比1：0.4加水球磨20小时，得到细度为250目筛余0.08％的釉料浆料；除铁后调整含水率至60％得到釉料浆料，然后涂覆至板材坯体得到预制坯。
将预制坯送入辊道窑进行预烧，预烧温度为700℃；然后粉碎，使用球磨机进行二次球磨18小时，得到细度为250目筛余0.8％的浆料，经过除铁后，调整含水率至42％得到板材浆料，然后进行二次喷雾造粒得到粒径为2-2.5mm的颗粒，含水率为0.8％，经料仓陈腐20小时；然后用自动压砖机制坯，得到板材。
将板材送入辊道窑进行烧制得到预制板，烧制温度为1100摄氏度，预制板厚度为6.5mm。
将釉料浆料涂覆到预制板上，然后送入辊道窑，程序升温烧制、程序降温冷却，抛光得到成品。程序升温为：30分钟升温至600℃，保温5分钟；再用5分钟升温至1000℃，保温5分钟；再用2分钟升温至1200-1300℃，保温5分钟烧成。程序降温为：60分钟降至800℃，保温10分钟；再用60分钟降至300度，保温20分钟；再用40分钟降至常温。
实施例3
取高岭土20份、滑石粉10份、聚乙烯醇1份、柠檬酸0.4份、堇青石30份、氧化铍3份、氢氧化铍4份、碳酸锶8份和氧化钼1份，加入适量的水，使用球磨机进行球磨，球磨18小时，得到细度为250目筛余1.2％。经过除铁后，调整含水率至40％得到板材坯体浆料，喷雾造粒得到粒径为2-2.5mm的颗粒，含水率为0.8％，经料仓陈腐24小时；然后用自动压砖机制坯，得到板材坯体。
取透锂长石70份、钾长石10份、氧化锌5份、高岭土5份、烧滑石7份、碳酸锂3份、烧绿石3份、尖晶石4份、氧化钼铁铋1份、聚甲氧基二甲醚(DMMn，其中n＝3-8)1份和三乙醇胺1份，按照料水质量比1：0.4加水球磨20小时，得到细度为250目筛余0.05％的釉料浆料；除铁后调整含水率至55％得到釉料浆料，然后涂覆至板材坯体得到预制坯。
将预制坯送入辊道窑进行预烧，预烧温度为600℃；然后粉碎，使用球磨机进行二次球磨16小时，得到细度为250目筛余0.5％的浆料，经过除铁后，调整含水率至40％得到板材浆料，然后进行二次喷雾造粒得到粒径为2-2.5mm的颗粒，含水率为0.8％，经料仓陈腐22小时；然后用自动压砖机制坯，得到板材。
将板材送入辊道窑进行烧制得到预制板，烧制温度为1050摄氏度，预制板厚度为6mm。
将釉料浆料涂覆到预制板上，然后送入辊道窑，程序升温烧制、程序降温冷却，抛光得到成品。程序升温为：30分钟升温至600℃，保温5分钟；再用5分钟升温至1000℃，保温5分钟；再用2分钟升温至1200-1300℃，保温5分钟烧成。程序降温为：60分钟降至800℃，保温10分钟；再用60分钟降至300度，保温20分钟；再用40分钟降至常温。
比较例1
与实施例1相比，板材不进行预烧、一次上釉以及粉碎-二次球磨-二次造粒-二次压制，直接使用一次球磨、一次造粒、一次压制得到。
比较例2
与实施例2相比，烧制时不使用程序升温，采用均匀升温方法。
比较例3
与实施例3相比，冷却时不使用程序降温方法，采用均匀降温方法。
对实施例1-3和比较例1-3得到的产品各500组进行性能测试。具体测试项目如下：
1.外观；观察是否具有镜面效果；计算合格率；
2.强度；5kg平底锅放置在产品的正上方30cm处，掉落后板面是否碎裂；计算合格率；
3.耐热性；产品边缘温度与中心点温差是否达到450℃以上；计算合格率；
4.膨胀系数；温度在450℃时，产品膨胀系数是否低于2.5*10-6；计算合格率；
5.是否渗水，计算合格率。
合格率按照百分比计算。
具体测试结果如下表1所示：
表1测试结果
项目 外观/％ 强度/％ 耐热性/％ 膨胀系数/％ 渗水/％
实施例1 100 99.6 99.8 99.8 100
实施例2 100 99.5 99.5 99.6 100
实施例3 100 99.7 99.9 99.7 100
比较例1 94.3 67.1 89.1 78.6 100
比较例2 86.9 98.9 84.2 68.1 100
比较例3 88.7 66.5 77.4 69.3 99.9
上述测试数据表明，本申请提供的制备程序、烧制方法、冷却方法制得的耐热陶瓷板，膨胀系数低、强度高、耐热性好，外观具备镜面效果。
成本上来讲，本申请提供的方法制得的耐热陶瓷板，按照长宽各250mm大小计算，每片成本在6-8元人民币，远远低于微晶玻璃板的价格。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种制备耐热陶瓷板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.按照配方将板材原料混合，使用球磨机进行一次球磨，经过除铁后，调整含水率得到板材坯体浆料，然后进行一次喷雾造粒，经料仓陈腐后用自动压砖机制坯得到板材坯体；
B.按配方将釉料原料混合，使用球磨机进行球磨，经过除铁后，调整含水率得到釉料浆料，然后涂覆至所述板材坯体得到预制坯；
C.将所述预制坯送入辊道窑进行预烧，然后粉碎，使用球磨机进行二次球磨，经过除铁后，调整含水率得到板材浆料，然后进行二次喷雾造粒，经料仓陈腐后用自动压砖机制坯得到板材；
D.将所述板材送入辊道窑进行烧制得到预制板；
E.将所述釉料浆料涂覆到所述预制板上，然后送入辊道窑，程序升温烧制、程序降温冷却，抛光得到成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述板材以重量份数计，包括：高岭土15-25份、滑石粉5-15份、聚乙烯醇0.5-1.5份、柠檬酸0.2-0.5份、堇青石25-35份、氧化铍2-4份、氢氧化铍3-5份、碳酸锶5-10份和氧化钼0.5-1.5份。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预制板的厚度为5.5-6.5mm。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一次球磨后，细度为250目筛余为1.0-1.5％；所述二次球磨后，细度为250目筛余0.3-0.8％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预烧的温度为500-700℃；所述步骤D中，烧制温度为1000-1100℃。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述板材坯体浆料和所述板材浆料的含水率均为38-42％，所述釉料浆料的含水率为50-60％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述釉料以重量份数计，包括：透锂长石65-75份、钾长石5-15份、氧化锌4-6份、高岭土4-6份、烧滑石6-8份、碳酸锂2-4份、烧绿石2-4份、尖晶石2-5份、氧化钼铁铋0.5-1.5份、聚甲氧基二甲醚0.5-1.5份和三乙醇胺0.5-1.5份。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述釉料原料经球磨后，细度为250目筛余0.03-0.08％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述程序升温为：30分钟升温至600℃，保温5分钟；再用5分钟升温至1000℃，保温5分钟；再用2分钟升温至1200-1300℃，保温5分钟烧成。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述程序降温为：60分钟降至800℃，保温10分钟；再用60分钟降至300度，保温20分钟；再用40分钟降至常温。
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