CN110483010B - 一种成型性能好、高强的大规格陶瓷板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种成型性能好、高强的大规格陶瓷板及其制备方法。陶瓷板的陶瓷坯体的原料包括8～15wt%的针状高岭土。根据本发明，陶瓷坯体的原料包括高塑性的针状高岭土，由于它具有高的塑性，减少配方中黏土的使用量，仍能够保持较好的坯体强度，由于黏土使用量降低，坯体的氧化性能较好。同时，由于针状高岭土晶体由针状晶体交叉排列有利于减少压机成型分层和提高坯体的烧后强度，从而使坯体具有较好的成型性能、高的强度和氧化性能。

Description

一种成型性能好、高强的大规格陶瓷板及其制备方法
技术领域
本发明涉及成型性能好、高强的大规格陶瓷坯体、陶瓷板及其制备方法，属于陶瓷砖生产制造技术领域。
背景技术
随着陶瓷生产技术的进步和陶瓷设备的发展，以及为了拓宽陶瓷在家具上的应用，陶瓷砖规格越来越大，同时厚度也相应的增加。当干燥强度低时，釉线容易出现烂砖现象，清理困难。但是现有的普通配方为了满足较高的干燥强度，黏土含量多，当厚度增加时，坯体的氧化性能差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有较好的成型性能、高的强度和氧化性能的陶瓷坯体及陶瓷板。
第一方面，本发明提供一种陶瓷坯体，所述陶瓷坯体的原料包括8～15wt％的针状高岭土。
根据本发明，陶瓷坯体的原料包括高塑性的针状高岭土(其干燥强度为4MPa，普通黏土干燥强度仅为1.7-2.2MPa)，由于它具有高的塑性，减少配方中黏土的使用量，仍能够保持较好的坯体强度，由于黏土使用量降低，坯体的氧化性能较好。以及，由于针状高岭土晶体由针状晶体交叉排列有利于减少压机成型分层和提高坯体的烧后强度，从而使坯体具有较好的成型性能、高的强度和氧化性能。同时相对于针状脊性料例如针状硅灰石或针状莫来石，使坯体具有更高塑性和更好的成型性能。
较佳地，所述陶瓷坯体的原料还包括8～27wt％的黏土。
较佳地，所述陶瓷坯体的原料包括：8～15wt％的针状高岭土、8～27wt％的黏土、32～54wt％的长石类原料、22～44wt％的石英类原料。
较佳地，所述陶瓷坯体的原料包括：钠石粉：13～27％，中温砂：7～14％，针状高岭土：8～15％，黑滑石1～2％，超白铝矾土：5～13％，高白膨润土1～2％，黑泥：0～7％，钾铝砂：10～17％，水磨钾长石粉：18～25％，球土：7～18％。
第二方面，本发明提供上述任一种陶瓷坯体的制备方法，包括：将所述陶瓷坯体的原料混合球磨，造粒，压制成型。
第三方面，本发明提供一种陶瓷板，其使用上述任一陶瓷坯体得到。
较佳地，所述陶瓷板通过在所述陶瓷坯体上施面釉，装饰图案，施保护釉，烧成而得到。
较佳地，所述陶瓷板的规格为(760～900)mm×(1800～2550)mm×(5.5～13.5)mm。
根据本发明，通过添加高塑性的针状的高岭土，减少坯体中黏土使用量，不降低坯体干燥强度。同时，由于其晶体由针状晶体交叉排列提高坯体成型性能和烧后强度。配方中所用的原材料白度较高，坯体白度较高。从而使坯体具有高的强度和较好的成型性能、氧化性能和坯体白度。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。如无特别说明，本申请中述及的含量(添加量)百分比均为质量百分比。
本发明一实施方式的陶瓷坯体的原料(或称“陶瓷坯体配方”)中含有针状高岭土。
“针状高岭土”是指晶体以针状为主的高岭土，且其晶体由针状晶体交叉排列。一些实施方式中，针状高岭土的直径可为0.1～0.5μm，长径比可为10～15。
针状高岭土在陶瓷坯体的原料中的含量可为8～15wt％。如果针状高岭土的含量小于8％，则坯体成型性能较差、抗折强度和干燥强度较低；如果针状高岭土的含量大于15％，则浆料的流动性差，不但使球磨机球磨效率低，同时球磨后浆料无法出球磨机。
由于针状高岭土具有较高的塑性，因此可以减少陶瓷坯体配方中黏土的使用量，仍能够保持较好的坯体强度。
陶瓷坯体配方中除了针状高岭土以及普通的黏土外，还可以含有本领域公知的陶瓷坯体用原料，例如长石类原料、石英类原料等。长石类原料例如有黑滑石、钠石粉、水磨钾长石粉等。石英类原料例如有中温砂、钾铝砂等。一些实施方式中，陶瓷坯体的原料包括：8～15wt％的针状高岭土、8～27wt％的黏土、32～54wt％的长石类原料、22～44wt％的石英类原料。
一些实施例中，陶瓷坯体的原料包括：钠石粉：13～27％，中温砂：7～14％，针状高岭土：8～15％，黑滑石：1～2％，超白铝矾土(石英类)：5～13％，高白膨润土(黏土类)：1～2％，黑泥(黏土类)：0～7％，钾铝砂：10～17％，水磨钾长石粉：18～25％，球土(黏土类)：7～18％。该配方中所用的原材料白度较高，可以使整个陶瓷坯体白度较高(50度以上)，提高产品的档次。
一些实施方式中，陶瓷坯体的原料中还包括坯体增强剂，从而增强坯体的强度。坯体增强剂的添加量可为基础配方的0.1～0.5wt％。坯体增强剂例如可以是木质素、聚丙烯酸钠、甲基纤维素等。
陶瓷坯体的制备方法没有特别限定，可以通过本领域公知的方法制备，例如可以是将陶瓷坯体的原料混合球磨，造粒，压制成型，制得陶瓷坯体。球磨方法可为湿法球磨等。造粒方法可为喷粉造粒等。造粒之前可以进行除铁、陈腐。压制压力可为50000～100000KN。
陶瓷坯体可以烧成得到陶瓷板，也可以根据需要在该陶瓷坯体上进行后加工例如图案装饰、施釉等再烧成制得陶瓷板。图案装饰方法例如为喷墨打印等。一些实施例中，在所述陶瓷坯体上依次施面釉，装饰图案，施保护釉然后烧成。在烧成之前，可将陶瓷坯体干燥，例如可在250～300℃干燥20～100分钟。最高烧成温度可为1190～1240℃。烧成周期可为40～120分钟。
与一般的针状材料例如针状硅灰石或针状莫来石相比，针状高岭土具有较好的塑性，除了可以提高抗折强度，同时也可以提高坯体干燥强度和使坯体具有较好的成型性能。
根据本发明实施方式，可以得到具有较好的成型性能、高的强度的大规格陶瓷坯体及陶瓷板。陶瓷坯体成型时不分层。陶瓷坯体的干燥强度可达1.9MPa以上。陶瓷板的抗折强度可达46MPa以上。陶瓷板可以为大规格，其上表面积可为(760～900)mm×(1800～2550)mm。而且，陶瓷板可为薄板(例如小于6mm)，也可以具有较大的厚度(例如10.5～13.5mm)。另外，陶瓷坯体的烧成收缩率可为10.3％以下。陶瓷板的吸水率可为0.08％以下。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
步骤一：按如下配比配料：钠石粉：18％，中温砂：8％，针状高岭土(针状高岭土的直径为0.1～0.5μm，长径比为10～15。购自广东省肇庆市怀集县嘉源矿业有限公司)：10％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：7％，并加入0.2％坯体增强剂(购自佛山市玻尔陶瓷科技有限公司)，球磨15h混合均匀，得到混合料。
步骤二：除铁、陈腐：将浆料进行除铁，浆料除铁后陈腐24h。
步骤三：喷雾造粒：使用喷雾塔进行喷雾造粒。
步骤四：压制成型：压机压制成型。
步骤五：烧成：坯体经喷面釉、喷墨打印、喷保护釉后，在高温辊道窑烧成。
当制备760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为2.2MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达46MPa，收缩率9.87％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为2.1MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.04％，抗折强度达52MPa，收缩率9.6％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度300℃、干燥周期23min，得到干燥强度为1.9MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1238℃，烧成周期43min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.06％，抗折强度达63MPa，收缩率9.6％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
实施例2
与实施例1的步骤的不同之处在于，针状高岭土为8％，坯体配方为：钠石粉：18％，中温砂：8％，针状高岭土：8％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：9％。
当制备760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为2.1MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达46MPa，收缩率9.8％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为2MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.045％，抗折强度达52MPa，收缩率9.45％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度300℃、干燥周期23min，得到干燥强度为1.9MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1238℃，烧成周期43min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.06％，抗折强度达61MPa，收缩率9.5％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
实施例3
与实施例1的步骤的不同之处在于针状高岭土为15％，坯体配方为：钠石粉：18％，中温砂：8％，针状高岭土：15％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：2％。
当制备760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为2.6MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达48MPa，收缩率10.2％，坯体白度51度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为2.5MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.04％，抗折强度达55MPa，收缩率10％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度300℃、干燥周期23min，得到干燥强度为2.4MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1238℃，烧成周期43min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.06％，抗折强度达65MPa，收缩率10.3％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
对比例1
与实施例1的步骤的不同之处在于不添加针状高岭土，坯体配方为：钠石粉：18％，中温砂：8％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：17％。
当制备760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为1.5MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达38MPa，收缩率9.60％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为1.3MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.06％，抗折强度达43MPa，收缩率9.27％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度300℃、干燥周期23min，得到干燥强度为1.1MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1238℃，烧成周期43min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达52MPa，收缩率9.3％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
对比例2
与实施例1的步骤的不同之处在于针状高岭土小于8％，坯体配方为：钠石粉：18％，中温砂：8％，针状高岭土：5％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：12％。
当制备760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为1.7MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达41MPa，收缩率9.67％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为1.6MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.06％，抗折强度达48MPa，收缩率9.4％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度300℃、干燥周期23min，得到干燥强度为1.4MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1238℃，烧成周期43min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达57MPa，收缩率9.4％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
对比例3
与实施例1的步骤一的不同之处在于，高岭土添加量大于15％。结果发现浆料流动性差，无法从球磨机中流出。
对比例4
与实施例1的步骤一的不同之处在于，将实施例1中的针状高岭土替换为针状硅灰石，即按如下配比配料：钠石粉：18％，中温砂：8％，针状硅灰石：10％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：7％，并加入0.2％坯体增强剂(购自佛山市玻尔陶瓷科技有限公司)，球磨15h混合均匀，得到混合料。
当制760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为1.7MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达40MPa，收缩率9.5％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为1.6MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.04％，抗折强度达47MPa，收缩率9.6％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层，在釉线走线过程烂砖。
对比例5
与实施例1的步骤一的不同之处在于，将实施例1中的针状高岭土替换为非针状的普通的高岭土，即按如下配比配料：钠石粉：18％，中温砂：8％，普通高岭土：10％，黑滑石1％，超白铝矾土：13％，高白膨润土2％，黑泥：3％，钾铝砂：15％，水磨钾长石粉：23％，球土：7％，并加入0.2％坯体增强剂(购自佛山市玻尔陶瓷科技有限公司)，球磨15h混合均匀，得到混合料。
当制备760×2550×13.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程未出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期85min，得到干燥强度为1.9MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1191℃，烧成周期120min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.07％，抗折强度达41MPa，收缩率9.7％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×10.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度250℃、干燥周期70min，得到干燥强度为1.8MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1214℃，烧成周期95min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.04％，抗折强度达48MPa，收缩率9.7％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。
当制备900×1800×5.5mm陶瓷大板，粉料在压机压制过程部分出现现分层；经过干燥窑干燥，最高干燥温度300℃、干燥周期23min，得到干燥强度为1.6MPa；在辊道窑高温烧成，最高烧成温度1238℃，烧成周期43min，按国家标准GB/T 3810《陶瓷砖试验方法》测试，吸水率为0.05％，抗折强度达56MPa，收缩率9.5％，坯体白度50度，外观平整无翘曲。

Claims (1)

1.一种陶瓷板的制备方法，其特征在于，将陶瓷坯体的原料混合球磨、造粒和压制成型得到陶瓷坯体；所述陶瓷坯体的原料包括：钠石粉：18～27%，中温砂：8～14%，针状高岭土：8～10%，黑滑石1～2%，超白铝矾土：5～13%，高白膨润土1～2%，黑泥：3～7%，钾铝砂：15～17%，水磨钾长石粉：18～23%，球土：7～9%；所述针状高岭土的直径为 0.1～0.5μm，长径比为 10～15；所述陶瓷坯体的干燥强度为 1.9～2.6MPa，成型时不分层；在所述陶瓷坯体上施面釉、装饰图案、施保护釉、烧成得到所述陶瓷板；所述陶瓷板的规格为760～900 mm×1800～2550 mm×5.5～10.5 mm；所述陶瓷板的抗折强度为 46～65MPa，吸水率为0.04～0.06%，烧成收缩率为9.45～10.3%。
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