CN1098706A - 仿石材微晶玻璃及其生产方法 - Google Patents

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0054—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing PbO, SnO2, B2O3

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Abstract

本发明公开了一种仿石材的微晶玻璃及其制造 方法，其重量百分率组成为SiO257-71，Al2O33-10， CaO11-17.5，R2O(Na2O+K2O+Li2O)5-12，B2O3 1.5-6.5，MgO0-2，ZnO0-4，澄清剂0-1.5，着色剂 0-10，其制造方法为玻璃整板晶化法或玻璃渣粒烧 结-晶化法。

Description

本发明属于微晶玻璃领域，主要涉及仿石材饰面材料。一般的仿石材用途微晶玻璃，大都是以CaO-Al2O3-SiO2，MgO-Al2O3-SiO2或CaO-MgO-Al2O3-SiO2几种有限的基础玻璃为母玻璃，再增加适量的其他改性成成份，以获得优良的综合工艺性能，并且派生出大量的专利玻璃组成。
例如：日本公开特许公报昭50-116515，即在CaO-Al203-SiO2成份基础上，又外加了（Na2O+K2O），此外还规定（BaO+ZnO）为必须成份，以进而改进烧结-晶化工艺中的流动性。在中国发明申请公开CN1053047A中，与上述日本公开特许相同的申请人，将基础系从CaO-Al2O3-SiO2扩充到CaO-MgO-Al2O3-SiO2，此外还规定了Na2O和BaO为必须成份。
在上述的两份专利成份中，ZnO及BaO均不直接参与析晶和进入微晶晶相成份，其作用主要在调整玻璃的工艺性能。但是，ZnO和BaO属高价格的原料，致使玻璃的原材料成本大幅度上升，况且，引入BaO的原料碳酸钡还是有毒的。因此有必要寻找代用成份来求得改进。本发明的目的，即是设法研制ZnO及BaO含量很低甚至等于零而且用途相同的微晶玻璃成份。
在特开昭50-116515中没有注意到B2O3的功能。而在CN1053047A中B2O3也只不过是没有重要意义的选择成份，仅注意到其含量超过10重量%时使结晶析出很困难。
根据从事玻璃工艺的经验，也可以选用B2O3来增加烧结-晶化温区中的流动性。循此思路，本研究发现采用B2O3代替BaO和/或ZnO，就能够作到完全去掉价贵又引起使用有毒原料的BaO，减少甚至全部取消价更贵的ZnO，同时仍然获得工艺性能及晶化性能都适宜的微晶玻璃，达到了减少甚至大幅度降低玻璃原料成本的目的。本发明仍以CaO-Al2O3-SiO2系为基础，并必须引入碱性氧化物和B2O3，此外还可以选择性引入MgO和ZnO。
本发明的微晶玻璃成份范围以重量百分率计，为SiO2 57-71，Al2O33-10，CaOll-17.5，R2O（Na2O+K2O+Li2O）5-12，B2O31.5-6.5，MgO0-2，ZnO0-4，此外为澄清和着色，还可以再包括玻璃工艺中使用的澄清剂0-1.5，着色剂0-10。
用本发明的上述玻璃成份制备微晶玻璃时，须依下述步骤进行：
（1）制备均匀的配合料。
（2）于1500～1520℃温度下熔化形成均匀的玻璃熔体。
（3）成型：（A）经压延、压型或铸型技术制成玻璃板，继而于620～550℃退火，再逐渐冷却到室温。
（B）玻璃熔体流入水中，水淬成为碎渣状。
（4）晶化：（A）整体晶化法。经成型退火工艺得到的玻璃板，以不超过150～300℃/小时的速率升到1100℃保温2小时，而后降温退火冷却，即得到乳浊的微晶玻璃板。
（B）烧结-晶化法。取粒径为1～6.5MM的玻璃碎渣，放于内壁涂有高温晶化热处理中不烧结的耐火材料浆（如耐火陶瓷泥浆或氧化铝浆）的耐火材料模盒中，以不超过150～300℃/小时速率升温，在900℃后，渣粒开始彼此熔并，碎渣堆成的料面明显下沉，即明显开始烧结，升到1100℃保温2小时便充分结晶，而后降温退火冷却，即得到乳浊的微晶玻璃板。
（5）表面磨抛精加工：
按上述晶化作业（4）（A）整体晶化法得到的微晶玻璃板，或按晶化作业（4）（B）烧结-晶化法制成的微晶玻璃板，其表面都具有某种类似天然石材的外观，再经磨抛精加工后，即获得十分满意的外观装饰效果，可用作高级饰面材料。
本发明的主要特点是，成份中没有BaO，很少含有或不含有ZnO，从而明显降低了玻璃的原料成本。
下面的组成示例表给出了本发明有代表性的玻璃成份：
组成示例表（重量%）
编号\成份  SiO2 Al203 CaO  K20 Na20  B203 Mg0 Zn0 Li20 Sb203
1           58.5  9  13.5  5.8  4.2   4.4      3.6  1    0.5
2           68.5 3.5  12   3.5  4.6   5    1.5 1.4       0.5
3           70   5.5 12.5   4    5    3                  0.5
4           66.7  8  15.5   2   4.8   2   0.5       0.5  0.5
5           63.8 7.5 6.5    2   3.2   6              1   0.5
注：Sb2O3为超过100%外加。
实施例1
按上表中组成1制备均匀的配合料，于1500～1520℃温度下熔化为均匀的玻璃熔体。取一部份熔体压成8MM厚玻璃板，置入600℃退火炉中保持30分钟后惯性退火降温到室温;取另一部份熔体浇入水中，水淬为碎渣粒，筛分出1～6.5MM粒径的渣粒备用。将上述方法得到的玻璃板置于撒有Al2O3粉的耐火材料垫板上，继而置于晶化炉中;而上述方法得到的1～6.5MM粒径的玻璃渣粒则铺放到内壁涂有Al2O3浆的耐火材料模盒内，继而置入同一个晶化炉中。以不大于150℃/小时的速率将晶化炉升到1100℃保持2小时，再降温退火冷却到室温。按上述整体晶化法得到的微晶玻璃板或烧结-晶化法得到的微晶玻璃板，经表面磨抛加工后，即呈现类似天然石材的美丽外观，可用作高级饰面材料。
实施例2及3
实施例2或3均按照实施例1的各个步骤进行，但须将玻璃的成份从上表中的组成1分别改为组成2或组成3。实施例2及3的结果也是具有类似天然石材外观的微晶玻璃板。
实施例4
实施例4的各个步骤均与实施例1相同，但有两处变动，第一是将玻璃的成份从表中的组成1改为组成4，第二是晶化炉的升温速度可加快为不大于300℃/小时。实施例4的结果也是获得了具有类似天然石材外观的微晶玻璃板。
实施例5
实施例5按与实施例4相同的各个步骤进行，但须将玻璃的成份从上表中组成4改为组成5。实施例5的结果也是获得了具有类似天然石材外观的微晶玻璃板。
本发明的玻璃其组成中不必引入核化例，属于自发结晶的微晶玻璃。而且本研究注意到以下事实：即使往上表组成中再外加1～3重量%的核化剂（TiO2+ZrO2），对晶化工艺性能也无明显影响。
在上述实施例中，实施例3不含ZnO、BaO及Li2O，是原料成本最低的一个。本发明的实施例3与特开昭50-116515的实施例2或CN1053047A的实施例2相比，当配合料中按惯例尽量使用钾长石时，玻璃的原料成本至少降低了50%。

Claims (5)

1、一种具有类似天然石材外观的微晶玻璃，其重量百分率组成为SiO257-71，Al2O3  3-10，CaO11-17.5，R2O(Na2O+K2O+Li2O)  5-12，B2O3  1.5-6.5，MgO  0-2，ZnO  0-4，此外为澄清或着色的需要，还可以再包括玻璃工艺中使用的澄清剂0-1.5或着色剂0-10。
2、生产如权利要求1所述组成的微晶玻璃的方法，其特征是将权利要求1中限定成份的玻璃配合料熔化澄清为均匀的玻璃熔体后，流入到水中水淬为玻璃渣，再将玻璃碎渣铺放到耐火材料模盒中，继而升温经烧结-晶化热处理而得到具有类似天然石材外观的微晶玻璃。
3、生产如权利要求1所述组成的微晶玻璃的方法，其特征是将权利要求1中限定成份的玻璃配合料熔化澄清为均匀的玻璃熔体后，以玻璃工艺中的现行工艺成型（如连续压延法、压型法、铸型法等）为玻璃板，经退火冷却后再将玻璃板升温经晶化热处理而得到具有类似天然石材外观的微晶玻璃。
4、按权利要求1与2制成的具有类似天然石材外观的微晶玻璃制品。
5、按权利要求1与3制成的具有类似天然石材外观的微晶玻璃制品。
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