CN110483013A - 一种高平整度大理石瓷砖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高平整度大理石瓷砖，从下至上依次包含坯体层、面釉层、花釉层、抛釉层；以质量百分含量计，所述坯料的化学组分为：SiO2 65～68％、Al2O3 19～21％、Fe2O3 0.6～0.7％、TiO2 0.23～0.25％、CaO 0.3～0.4％、MgO 1～1.5％、K2O 3～3.6％和Na2O 2～2.7％。本发明所述的大理石瓷砖抗折强度≥35Mpa，吸水率<0.1％，平整度方面600边偏差范围：‑0.3～+0.4mm，900边偏差范围：‑0.5～+0.55mm。

Description

一种高平整度大理石瓷砖
技术领域
本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种高平整度大理石瓷砖。
背景技术
大理石瓷砖具有天然大理石纹理、色彩和质感，同时具备了瓷砖硬度高、耐污性好、易清洁等优点，一经推出便受到市场的热捧，成为了有釉瓷砖的主流产品。但对比天然大理石，因为天然石材的表里如一，铺贴时使用同色云石胶粘结牢固后，能够对大理石进行打磨抛光，可以使整个铺贴面保持平整光滑，磨削的石材粉也可以覆盖铺贴的缝隙，使得缝隙间的颜色同石材本身差别不大，给人以完整平面的视觉感官。而大理石瓷砖只是釉层具备大理石的纹理，并且釉层厚度较薄，铺贴完成后不平的表面不能通过磨削抛光的方式进行修饰，磨抛容易导致釉层完全剥落露出坯体颜色，破坏整体的纹理效果；同时，瓷砖胶也难以调色到跟周边纹理相同的颜色，使得铺贴缝隙过于明显，难以给人一种所有瓷砖形成一个整体的视觉感官。
现在大理石瓷砖的发展趋势是大尺寸、轻薄化，减少了相同铺贴面积所用的瓷砖数量，间接减少了铺贴缝隙的数目，整体效果简约大气，具有震撼的视觉冲击和美感。然而大规格瓷砖的平整度偏差(>1mm)相比小尺寸瓷砖要大很多，难以在铺贴过程中使所有瓷砖基本保持在同一平面(高度差<0.5mm)，同时铺贴缝隙较大，切割开了整个铺贴面，影响美感。为了实现大理石瓷砖的密缝铺贴(缝隙宽度<0.5mm)，大理石瓷砖需要具备很高的平整度(偏差范围：±0.5mm)，使铺贴的瓷砖间落差较小；同时需要瓷砖的吸水率极低(<0.1％)，后期吸湿膨胀小，不用在瓷砖铺贴时留下足够大的缝隙以满足瓷砖后期膨胀的要求，使铺贴留缝的宽度大大减小。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种高平整度大理石瓷砖。该高平整度大理石瓷砖坯料及釉料配方具有坯釉适应性好、烧制品平整度偏差小、吸水率低、滞后变形小等优点，可以满足瓷砖密缝铺贴的要求。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种高平整度大理石瓷砖，从下至上依次包含坯体层、面釉层、花釉层、抛釉层；以质量百分含量计，所述坯料的化学组分为：SiO2 65～68％、Al2O3 19～21％、Fe2O3 0.6～0.7％、TiO20.23～0.25％、CaO 0.3～0.4％、MgO 1～1.5％、K2O 3～3.6％和Na2O 2～2.7％。
本发明大理石瓷砖是一种瓷质抛釉砖，其结构从下到上依次是坯体层、面釉层、花釉层、抛釉层；抛釉砖相比抛光砖在花色纹理制备上更简易，一色率控制相对较高。抛釉的表面硬度、耐磨度、透感、防污性是抛釉砖的关键性能，决定了其质量好坏。高透、高硬度抛釉对应的始熔点也较高；这要求瓷质抛釉砖的砖坯也需要在较高的温度下烧成，例如1250℃；大理石瓷砖的釉、坯需要在统一烧成制度下完成制备；在高温烧成条件下坯体要求具有良好的高温抗蠕变性，从而防止陶瓷坯体软塌变形，配方中要求具有较多的Al2O3含量，避免CaO等超低温熔剂的引入，保证高温烧成时排气通畅及较高液相粘度，同时确保K+含量高于Na+含量、坯料球磨细度不能过细。由于陶瓷坯体和表面釉料材料组分的区别，其热膨胀系数有一定差异，若表面釉料热膨胀系数高于坯体，则瓷砖高温冷却时因釉面收缩较大而导致砖面下凹；反之则砖面上凸。
充分考虑以上因素和反复摸索调制，本发明上述坯料及釉料配方，使大理石瓷砖在高温条件下烧制，不仅具有高透、耐磨、防污的特点，同时还因其具有良好的坯釉适用性，实现制备出具有高平整度的产品。
优选地，所述坯料基本原料包括以下成分：花都白坭10～14份、茶太混合泥4～7份、高岭土4～8份、煅烧铝矾土0.5～1份、水洗泥3～8份、压榨泥9～12份、瓷土2～4份、滑石泥3～5份、新奥石粉11～15份、精山石粉11～15份、丰地纳石6～10份、瓷砂4～8份、回收泥粉4～9份和三号石粉5～10份。
本发明的各种原料所起的作用：各种坭料主要是为坯料提供大量的Al2O3，保证坯体烧成时具备较好的抵抗弯曲变形的能力，同时保证浆料的悬浮性，使得浆料在陈腐过程中不易沉降。砂、石粉主要提供SiO2和钾、钠等熔剂元素，既能在低温时产生液相促进坯体的烧成，砂也能为坯体提供一定的强度。回收泥粉、压榨泥是生产过程中产生的坯体废料，回收使用既能节约资源、降低成本，同时也能保证坯料成份的稳定性。滑石泥主要是提高坯体的白度，少量加入也能促进坯体的烧成。
本发明的技术关键在于配方中坭料种类多达9种，既有软质粘土保证坯体的可塑性和浆料的悬浮性，也有硬质粘土起到坯体的硬质骨架作用，确保坯体的强度，同时多种坭料的使用可以提高坯体化学成分的稳定性，避免单一原料因批次的不同而产生较大的波动影响生产。
优选地，以质量百分含量计，所述面釉的化学组成为：SiO2 51～52％、Al2O321～23％、Fe2O3 0～0.31％、TiO2 0～0.12％、CaO 8～8.5％、MgO 3～3.5％、K2O0.3～0.4％、Na2O 4～4.5％、BaO 0～0.01％和ZnO 1.1～1.3％。
优选地，以质量百分含量计，所述抛釉的化学组成为：SiO2 42～43％、Al2O324～25％、Fe2O3 0～0.15％、TiO2 0～0.05％、CaO 6.4～6.5％、MgO 3.7～3.8％、K2O3.3～3.4％、Na2O 1.3～1.4％、BaO 5.1～5.2％和ZnO 1.8～1.9％。
为了保证良好的坯釉适应性以及釉料的熔融温度，需要严格控制坯料和釉料的热膨胀系数，使它们之间能够相互协调，烧制品才能够有足够好的平整度，因此需要保证釉料和坯料化学成分的稳定性。申请人经过大量探索发现，上述面釉和抛釉配方的化学组成，更加有利于稳定生产。
优选地，所述坯料原料还包含解胶剂、减水剂、液体解胶剂，所述解胶剂为坯料基本原料总和的0.1～0.3wt％，所述减水剂为坯料基本原料总和的0.15～0.3wt％，所述液体解胶剂为坯料基本原料总和的0.36wt％。
解胶剂是固体粉末，液体解胶剂是由分散剂和解胶剂配成的溶液，这些添加剂的添加主要是改善球磨浆料的流动性、分散性，降低球磨需水量，降低能耗。
优选地，所述坯料的制备方法为：将各原料进行球磨，得到球磨浆料，将球磨浆料过筛过滤掉大颗粒物，然后破碎制粉，得到所述坯料粉料；其中，球磨工序中，浆料水分含量为33.3～33.8％，浆料流动性为35～45s。
更优选地，所述坯料粉料颗粒级配为：20目筛网筛余不大于2％、20～40目筛网筛余不大于50％、40～60目筛网筛余不大于35～50％、60～100目筛网筛余不大于15％、100目筛网筛余不大于3％。
喷雾造粒制备的颗粒粒径分布会影响坯体压制的致密度，细粉多压制过程中影响排气，坯体容易分层；粗粉多坯体致密度不够，烧成收缩大。
本发明的技术关键在于坯料细度较大，避免细度太小坯料的比表面积增大从而表面能也增大，降低了坯体的烧结温度，坯体高温烧成时容易变形；砂用量较大，既提高了坯体的强度，也确保钾含量高于钠含量，使得坯体出现大量液相的温度段延后，排气顺畅减少气孔的产生，同时高温液相粘度增大，坯体抵抗变形能力增强。
优选地，所述坯料粉料的水分含量为5～7％，所述坯料粉料的容重为0.92g/cm3，所述坯体干燥强度不小于2Mpa。
粉料水分、容重的控制是为了保证坯体压制的致密性和粘结性，干坯强度大于2Mpa在生产加工时才不容易破损，提高优品率。
优选地，所述坯料在400℃的体膨胀系数为214～216×10-7，所述面釉在400℃的体膨胀系数为209～210×10-7，所述抛釉在400℃的体膨胀系数为179～181×10-7。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明主要通过多种泥沙料保证了坯料化学成分的稳定性，同时满足了坯料的浆料悬浮性、坯体塑性和强度、烧成排气和致密性等一系列要求，使得烧制品抵抗高温变形能力强、致密度高，保证了较小的平整度偏差和极低的吸水率。
本发明高平整度大理石瓷砖坯料的成分稳定性高、莫来石晶相生成量大、坯体强度高、致密性好、吸水率极低，大理石瓷砖后期吸湿膨胀小；坯体抵抗高温变形能力强，坯釉适应性好，瓷砖平整度偏差小，能够适应于大理石瓷砖密缝铺贴的要求。
所述的大理石瓷砖抗折强度≥35Mpa，吸水率<0.1％，平整度方面600边偏差范围：-0.3～+0.4mm，900边偏差范围：-0.5～+0.55mm。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。因为釉料化学成分要求严格，故而本发明所有实施例使用的釉料都为同一批制备，具体的面釉和抛釉化学成分见表1，其中，面釉400℃的体膨胀系数为：209.3×10-7，抛釉400℃的体膨胀系数为：180.7×10-7。
表1面釉和抛釉的化学组成(％)
各原料的化学组成见表2；
表2各原料的化学组成(％)
实施例1
本发明所述高平整度大理石瓷砖的一种实施例，以重量份计，本实施例所述高平整度大理石瓷砖坯料的原料组成为：花都白坭：11.5份；茶太混合泥：份；高岭土：6份；煅烧铝矾土：0.8份；水洗泥：5份；压榨泥：11份；瓷土：2份；滑石泥：3.5份；新奥石粉：14.9份；精山石粉：13.5份；丰地纳石：7.3份；瓷砂：5.5份；回收泥粉：7份；三号石粉：7份；解胶剂为坯料基本原料总和的0.1wt％，减水剂为坯料基本原料总和的0.15wt％，液体解胶剂为坯料基本原料总和的0.36wt％，坯料的化学组成见表3。坯料经半干压成型在4800t压力下压制成676×1000mm的坯体，窑炉烧结温度为1220℃，烧成时间72min，烧制品的抗折强度、吸水率、平整度、热膨胀系数见表4。
表3各实施例坯料的化学组成(％)
表4各实施例烧制品性能参数
从表4的烧制品性能参数可知，本实施例制备的大理石瓷砖强度为38.2Mpa，符合国家标准(>35Mpa)；吸水率仅0.05％，基本不吸水，后期吸湿膨胀也就很小；坯体的400℃体膨胀系数为215.3×10-7，比面釉的400℃体膨胀系数(209.3×10-7)略大一点，坯釉可以相适应，烧成后平整度偏差较小；600边平整度在-0.26～+0.24mm的偏差范围内，900边平整度在-0.36～+0.34mm的偏差范围内，满足密封铺贴对瓷砖平整度的要求(±0.5mm)。
实施例2
本发明所述高平整度大理石瓷砖的一种实施例，本实施例所述高平整度大理石瓷砖坯料的原料组成为：花都白坭：14份；茶太混合泥：7份；高岭土：4份；煅烧铝矾土：0.5份；水洗泥：3份；压榨泥：9份；瓷土：3份；滑石泥：5份；新奥石粉：11.5份；精山石粉：15份；丰地纳石：10份；瓷砂：4份；回收泥粉：4份；三号石粉：10份；解胶剂为坯料基本原料总和的0.15wt％，减水剂为坯料基本原料总和的0.15wt％，液体解胶剂为坯料基本原料总和的0.36wt％，坯料的化学组成见表3。坯料经半干压成型在4800t压力下压制成676×1000mm的坯体，窑炉烧结温度为1220℃，烧成时间72min，烧制品的抗折强度、吸水率、平整度、热膨胀系数见表4。
从表4的烧制品性能参数可知，本实施例制备的大理石瓷砖强度为39.5Mpa，符合国家标准(>35Mpa)；吸水率仅0.04％，基本不吸水，后期吸湿膨胀也就很小；坯体的400℃体膨胀系数为215.9×10-7，比面釉的400℃体膨胀系数(209.3×10-7)略大一点，坯釉可以相适应，烧成后平整度偏差较小；600边平整度在-0.22～+0.25mm的偏差范围内，900边平整度在-0.38～+0.42mm的偏差范围内，满足密封铺贴对瓷砖平整度的要求(±0.5mm)。
实施例3
本发明所述高平整度大理石瓷砖的一种实施例，本实施例所述高平整度大理石瓷砖坯料的原料组成为：花都白坭：10份；茶太混合泥：4份；高岭土：8份；煅烧铝矾土：1份；水洗泥：8份；压榨泥：12份；瓷土：4份；滑石泥：3份；新奥石粉：11份；精山石粉：11份；丰地纳石：6份；瓷砂：8份；回收泥粉：9份；三号石粉：5份；解胶剂为坯料基本原料总和的0.3wt％，减水剂为坯料基本原料总和的0.3wt％，液体解胶剂为坯料基本原料总和的0.36wt％，坯料的化学组成见表3。坯料经半干压成型在4800t压力下压制成676×1000mm的坯体，窑炉烧结温度为1220℃，烧成时间72min，烧制品的抗折强度、吸水率、平整度、热膨胀系数见表4。
从表4的烧制品性能参数可知，本实施例制备的大理石瓷砖强度为38.8Mpa，符合国家标准(>35Mpa)；吸水率仅0.05％，基本不吸水，后期吸湿膨胀也就很小；坯体的400℃体膨胀系数为216.2×10-7，比面釉的400℃体膨胀系数(209.3×10-7)略大一点，坯釉可以相适应，烧成后平整度偏差较小；600边平整度在-0.24～+0.22mm的偏差范围内，900边平整度在-0.32～+0.38mm的偏差范围内，满足密封铺贴对瓷砖平整度的要求(±0.5mm)。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种高平整度大理石瓷砖，其特征在于，从下至上依次包含坯体层、面釉层、花釉层、抛釉层；以质量百分含量计，所述坯料的化学组分为：SiO265～68％、Al2O3 19～21％、Fe2O30.6～0.7％、TiO2 0.23～0.25％、CaO 0.3～0.4％、MgO 1～1.5％、K2O 3～3.6％和Na2O 2～2.7％。
2.如权利要求1所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，以重量份计，所述坯料基本原料包括以下成分：花都白坭10～14份、茶太混合泥4～7份、高岭土4～8份、煅烧铝矾土0.5～1份、水洗泥3～8份、压榨泥9～12份、瓷土2～4份、滑石泥3～5份、新奥石粉11～15份、精山石粉11～15份、丰地纳石6～10份、瓷砂4～8份、回收泥粉4～9份和三号石粉5～10份。
3.如权利要求1或2所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，以质量百分含量计，所述面釉的化学组成为：SiO2 51～52％、Al2O3 21～23％、Fe2O3 0～0.31％、TiO2 0～0.12％、CaO 8～8.5％、MgO 3～3.5％、K2O 0.3～0.4％、Na2O 4～4.5％、BaO 0～0.01％和ZnO 1.1～1.3％。
4.如权利要求1或2所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，以质量百分含量计，所述抛釉的化学组成为：SiO2 42～43％、Al2O3 24～25％、Fe2O3 0～0.15％、TiO2 0～0.05％、CaO 6.4～6.5％、MgO 3.7～3.8％、K2O 3.3～3.4％、Na2O 1.3～1.4％、BaO 5.1～5.2％和ZnO 1.8～1.9％。
5.如权利要求1所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，所述坯料原料还包含解胶剂、减水剂、液体解胶剂，所述解胶剂为坯料基本原料总和的0.1～0.3wt％，所述减水剂为坯料基本原料总和的0.15～0.3wt％，所述液体解胶剂为坯料基本原料总和的0.36wt％。
6.如权利要求1所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，所述坯料的制备方法为：将各原料进行球磨，得到球磨浆料，将球磨浆料过筛过滤掉大颗粒物，然后破碎制粉，得到所述坯料粉料；其中，球磨工序中，浆料水分含量为33.3～33.8％，浆料流动性为35～45s。
7.如权利要求6所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，所述坯料粉料颗粒级配为：20目筛网筛余不大于2％、20～40目筛网筛余不大于50％、40～60目筛网筛余不大于35～50％、60～100目筛网筛余不大于15％、100目筛网筛余不大于3％。
8.如权利要求6所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，所述坯料粉料的水分含量为5～7％，所述坯料粉料的容重为0.92g/cm3，所述坯体干燥强度不小于2Mpa。
9.如权利要求1所述的高平整度大理石瓷砖，其特征在于，所述坯料在400℃的体膨胀系数为214～216×10-7，所述面釉在400℃的体膨胀系数为209～210×10-7，所述抛釉在400℃的体膨胀系数为179～181×10-7。
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