CN111592330A - 一种炻质砖坯料及其制备方法与炻质砖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炻质砖坯料及其制备方法。按重量份计，所述炻质砖坯料包括：SiO2:68～70份、Al2O3:18～19份、Fe2O3:0～1.2份、CaO:0～0.5份、MgO:1～1.2份、K2O:2.4～2.8份、Na2O：1.4～1.8份。与现有炻质砖坯料相比，本发明所述炻质砖坯料以K2O、Na2O作为主要熔剂，降低了现有炻质砖坯料配方中CaO、MgO含量，使所述炻质砖坯料的收缩率在较宽的烧成温度范围(1150～1220℃)内随着烧成温度的提高以及吸水率的降低呈现出较好的线性变化，有利于实际生产中对炻质砖产品尺寸进行控制和避免出现鼓缩腰的问题。

Description

一种炻质砖坯料及其制备方法与炻质砖
技术领域
本发明涉及陶瓷砖领域，尤其涉及一种炻质砖坯料及其制备方法与炻质砖。
背景技术
原边瓷砖是相对于磨边的陶瓷砖而言，即坯体成型烧成后不经过后期磨边处理，其边缘继续保持成型时所具有的外观形状的陶瓷砖。
原边木纹陶瓷砖产品是陶瓷装饰材料中的重要组成部分。原边木纹陶瓷砖的木纹砖装饰面的效果似木更胜木，视觉逼真，质感细腻，不但纹路机理仿似真实原木，其表面纹理还起到了防滑的作用，具有非常明显的优势。
原边木纹陶瓷砖因其表面颜色及效果丰富多彩，近年来深受年轻消费者的亲睐。原边木纹砖产品大多呈长条状，产品边直度(鼓缩腰)的控制难度非常大，也尤其重要。市面上原边木纹陶瓷砖产品多为炻质砖，采用一次快速烧成法制造，且吸水率大多控制在6％以上，坯料配方大多数都大量使用了硅灰石、透辉石等快烧原料。然而，当因需求把炻质砖产品吸水率大幅降低时，炻质砖坯料收缩不再呈线性变化，难以控制产品尺寸及容易出现鼓缩腰的问题，不利于实际生产控制。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种炻质砖坯料及其制备方法与炻质砖，旨在解决现有炻质砖制备过程中容易出现鼓缩腰的问题。
一种炻质砖坯料，其中，按重量份计，包括：SiO2:68～70份、Al2O3:18～19份、Fe2O3:0～1.2份、CaO:0～0.5份、MgO:1～1.2份、K2O:2.4～2.8份、Na2O：1.4～1.8份。
所述的炻质砖坯料，其中，按重量份计，包括：SiO2:69份、Al2O3:18份、Fe2O3:0.5份、CaO:0.3份、MgO:1.1份、K2O:2.5份、Na2O：1.5份。
一种炻质砖坯料的制备方法，其中，包括：
S100、将炻质砖坯原料与水混合后制备得到炻质砖泥浆；
S200、将所述炻质砖泥浆进行喷雾干燥制粉，制备得到炻质砖粉料；
S300、将所述炻质砖粉料压制成型，制备得到炻质砖坯料；
其中，所述炻质砖坯原料包括：塑性原料、高温钾砂、中低温砂、废料、熔剂原料。
所述的炻质砖坯料的制备方法，其中，所述塑性原料为黏土。
所述的炻质砖坯料的制备方法，其中，按重量份计，所述高温钾砂包括：K2O：3～4份、Al2O3：17～19份、Fe2O3：0～0.8份。
所述的炻质砖坯料的制备方法，其中，按重量份计，所述中低温砂包括：Al2O3：16～18份，K2O+Na2O：7～9份。
所述的炻质砖坯料的制备方法，其中，所述废料包括：抛光磨边废料、破碎陶瓷砖废料中的一种或两种。
所述的炻质砖坯料的制备方法，其中，按重量份计，所述炻质砖坯原料还包括：硅酸钠：0.8～1.0份、增强剂：0.1～0.2份。
所述的炻质砖坯料的制备方法，其中，炻质砖粉料中水的重量百分数为6.6～7.2％。
一种炻质砖，其中，采用包括如上所述炻质砖坯料制备得到。
有益效果：与现有炻质砖坯料相比，本发明所述炻质砖坯料以K2O、Na2O作为主要熔剂，降低了现有炻质砖坯料配方中CaO、MgO含量，使高温烧成性能大大改善，适合生产吸水率为1～9％的炻质原模木纹砖。本发明所述炻质砖坯料大约在1190度烧成吸水率在7％左右，收缩率大约5.3～5.6％，继续升温20～30度后吸水率逐渐降低到3.5～5％，收缩率变为6.3～6.8％。可见，本发明所述炻质砖坯料的收缩率在较宽的烧成温度范围(1150～1220℃)内随着烧成温度的提高以及吸水率的降低呈现出较好的线性变化，有利于实际生产中对炻质砖产品尺寸的控制和避免出现鼓缩腰的问题。
附图说明
图1为本发明所述炻质砖坯料的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种炻质砖坯料及其制备方法与炻质砖，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在生产制备过程中，当把炻质砖的吸水率进行大幅降低时，由于炻质砖中CaO、MgO的含量较高，会导致炻质砖坯料在高温烧成性能变差、高温烧成范围变窄，使炻质砖坯料在高温烧成过程中收缩不再呈线性变化，导致难以控制炻质砖的尺寸以及出现鼓缩腰的问题。
本发明提供一种炻质砖坯料，其中，按重量份计，包括：SiO2:68～70份、Al2O3:18～19份、Fe2O3:0～1.2份、CaO:0～0.5份、MgO:1～1.2份、K2O:2.4～2.8份、Na2O：1.4～1.8份。
与现有炻质砖坯料相比，本发明所述炻质砖坯料以K2O、Na2O作为主要熔剂，降低了炻质砖坯料配方中CaO、MgO含量，使高温烧成性能大大改善，适合生产吸水率为1～9％的炻质原模木纹砖。本发明所述炻质砖坯料大约在1190度烧成吸水率在7％左右，收缩率大约5.3～5.6％，继续升温20～30度后吸水率逐渐降低到3.5～5％，收缩率变为6.3～6.8。可见，本发明所述炻质砖坯料的收缩率在较宽的烧成温度范围(1150～1220℃)内随着烧成温度的提高以及吸水率的降低呈现出较好的线性变化，有利于实际生产中对产品尺寸的控制和避免出现鼓缩腰的问题。
需要说明的是，所述炻质砖坯料中的Fe2O3:0～1.2份是指在上述炻质砖坯料各组分的重量份配比中，所述Fe2O3不大于1.2份，即Fe2O3≤1.2份；所述炻质砖坯料中的CaO:0～0.5份是指在上述炻质砖坯料各组分的重量份配比中，CaO不大于0.5份，即CaO≤0.5份。特别地，在上述炻质砖坯料各组分的重量份配比中Fe2O3为0份，CaO为0份，即上述炻质砖坯料完全不含Fe2O3和CaO。
在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述炻质砖坯料包括：SiO2:69份、Al2O3:18份、Fe2O3:0.5份、CaO:0.3份、MgO:1.1份、K2O:2.5份、Na2O：1.5份。与现有炻质砖坯料相比，所述炻质砖坯料中CaO和MgO的含量较低，可实现所述炻质砖坯料在烧成过程中收缩率随吸水率的降低呈线性变化，避免了鼓缩腰问题。同时，所述炻质砖坯料中CaO的含量不为零，拓宽了所述炻质砖坯原料的选择范围。
本发明还提供一种炻质砖坯料的制备方法，其中，包括：
向炻质砖坯原料中加水混合后制备得到炻质砖泥浆；
将所述炻质砖泥浆进行喷雾干燥制粉，制备得到炻质砖粉料；
将所述炻质砖粉料压制成型，制备得到炻质砖坯料；
其中，所述炻质砖坯原料包括：塑性原料、高温钾砂、中低温砂、废料、熔剂原料。
本发明所述炻质砖坯原料取消使用传统的硅灰石、透辉石等适合快烧类原料，降低配方中CaO、MgO含量，而使用常规的长石类原料，使其高温烧成性能大大改善，适合生产吸水率在1～9％的炻质原模木纹砖。
传统使用硅灰石等快烧原料制备木纹砖坯料通常只适合生产吸水率在6％以上的产品，实际吸水率通常在7％左右，对应收缩率大约在4.0～4.5％左右，烧成温度在1180度左右，若烧成温度继续升高20～30度，吸水率下降会较为急剧，很容易降到3％以内，收缩率在5.0％左右。可见，由于传统炻质砖坯料配方吸水率降到6％以内时对烧成温度过于敏感，因此通常不适应6％以内吸水率产品的生产。
本发明中的坯料大约在1190度烧成，吸水率在7％左右，收缩率大约5.3～5.6％，继续升温20～30度后吸水率逐渐降低到3.5～5％，收缩率变为6.3～6.8也呈现线性的变化。可见，本发明所述坯料的收缩率在较宽的烧成温度范围(1150～1220℃)内都随着温度的提高以及吸水率的降低呈现出较好的线性变化，有利于实际生产中对炻质砖产品尺寸的控制和避免出现鼓缩腰的问题。
本发明所述炻质砖坯料是将塑性原料、高温钾砂、中低温砂、废料、熔剂原料按照一定的配比混合、喷雾干燥、压制成型等工序制备得到。也就是说，本发明通过将塑性原料、高温钾砂、中低温砂、废料、熔剂进行合理搭配，即可获得上述低含量CaO、MgO的炻质砖坯料，进而对炻质砖产品的尺寸进行有效控制。具体地，在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述炻质砖坯原料包括：塑性原料：33份、高温钾砂：25份、中低温砂：23份、废料：18份、熔剂原料2份。
在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述炻质砖坯原料包括：塑性原料：30～35份、高温钾砂：22～28份、中低温砂：20～25份、废料：15～20份、熔剂原料2～3份。
所述塑性原料主要是泥料，例如黏土，比较出名的就是高岭土。塑性原料在炻质砖坯原料中主要是起着塑性的作用，其可塑性非常高。在本发明的一个实施方式中，所述塑性原料为黏土，但不限于此。
本发明所述高温钾砂烧成时能起到骨架作用，提高坯体的高温强度。在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述高温钾砂包括：K2O：3～4份、Al2O3：17～19份、Fe2O3：0～0.8份。其中，在上述重量份计，所述Fe2O3：0～0.8份是指所述Fe2O3的含量不超过0.8份。
进一步地，按重量份计，所述高温钾砂包括：K2O：4份、Al2O3：18份、Fe2O3：0.5份。
本发明所述中低温砂中含有钾长石和钠长石，从而可降低坯体始熔温度，有利于快速烧成。在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述中低温砂包括：Al2O3：16～18份，K2O+Na2O：7～9份。其中，所述K2O+Na2O是指K2O与Na2O的重量之和。
进一步地，按重量份计，所述中低温砂包括：Al2O3：17份，K2O+Na2O：8份。
在本发明的一个实施方式中，所述废料包括：抛光磨边废料、破碎陶瓷砖废料中的一种或两种。所述抛光磨边废料是在陶瓷产品生产制备过程中进行抛光磨边工序时产生陶瓷废料。所述破碎陶瓷砖废料是指在陶瓷砖破碎后产生的陶瓷碎片。此外，所述废料还可以是原料部产生的各种废料，例如高岭土废料，溶剂废料。可选地，在进行配料之前，还包括对所述废料进行球磨处理，以达到符合细度要求的废料。
所述熔剂原料主要是滑石类原料。所述熔剂原料主要作用是降低陶瓷的烧结温度。所述炻质砖坯料含有熔剂原料，降低烧成温度，减小烧成能源的损耗。在本发明的一个实施方式中，所述熔剂原料中的MgO重量百分含量在21～24％。
在本发明的一个实施方式中，按重量份计，所述炻质砖坯原料还包括：硅酸钠：0.8～1.0份、增强剂：0.1～0.2份。本发明中所述硅酸钠、增强剂用作所述炻质砖坯料的添加剂。其中，所述硅酸钠作用是改善制备炻质砖坯料过程中的流动性；所述增强剂提高炻质砖的强度。
在本发明的一个实施方式中，所述增强剂选自木质素磺酸钠、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇及纤维素醚中的至少一种。所述增强剂能够起到防炻质砖开裂的作用。
所述S100具体是：按照炻质砖坯原料的预定比例进行配料后加入一定量的水，接着对上述炻质砖坯原料和水的混合物在球磨机中进行球磨，制备得到半成品泥浆；将所述半成品泥浆过筛后制备得到炻质砖泥浆(成品泥浆)；之后，还包括对所述成品泥浆进行浆池组批。
所述S100中，在本发明的一个实施方式中，所述炻质砖坯原料与水的重量比例为1：0.46。所述炻质砖坯原料与水的重量比例会直接影响所述炻质砖泥浆中水的重量百分含量、粘度以及比重，所述炻质砖坯原料(干料)与水的重量比例为1：0.46，有利于获得具有合适粘度以及比重的炻质砖泥浆。
所述S100的球磨过程中，所述球磨机装载量45吨；所述球磨的时间为10～11小时。所述球磨时间越长，其制备的半成品泥浆的细度越小。
进一步地，所述半成品泥浆的细度为250目筛(进口)筛余控制在1.4～1.8％。本发明所述半成品泥浆的细度可以使制备的炻质砖坯料具有合适的收缩率范围，在烧成后具有良好的机械强度，且进行球磨时用电单耗也较低。
所述S100中将所述半成品泥浆过筛后制备得到成品泥浆，具体是将所述半成品泥浆过70目筛后制备得到成品泥浆。通过对所述半成品泥浆过筛，避免所述制备的炻质砖坯料存在尺寸过大的颗粒，影响炻质砖产品品质。
所述S100的浆池组批量中，浆池组批量应尽量保持在500吨以上，以保证炻质砖坯料的稳定性。
所述S100中，在本发明的一个实施方式中，所述炻质砖泥浆中水的重量百分含量为31～34％；所述炻质砖泥浆的粘度为40～90秒；所述炻质砖泥浆的比重1.7～1.75。
所述S200中，具体是将所述炻质砖泥浆使用喷雾干燥塔喷雾干燥制粉，制备得到炻质砖粉料。
在本发明的一个实施方式中，炻质砖粉料中水的重量百分数为6.6～7.2％，所述炻质砖粉料中40目以上颗粒控制在40～46％，粉料容重控制在0.94g/mL以上，有利于压制成型以及炻质砖的制备。
在本发明的一个实施方式中，所述S200还包括：将所述炻质砖粉料陈腐24小时以上。
所述S100中具体是将炻质砖粉料在400～430bar的单位压强下压制成型，获得生坯强度良好、容易干燥、容易烧透的炻质砖坯料。
本发明还提供一种炻质砖，其中，采用包括如上所述炻质砖坯料制备得到。举例地，将压制成型后的炻质砖坯料送入进行高温烧成，制备得到炻质砖。其中高温烧成的温度为1150～1220℃。此外，在烧成前，还可以在所述炻质砖坯料上进行施釉。所述进行施釉的釉料可以是保护釉和/或图案装饰釉。
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
请参阅图1，本发明所述炻质砖坯料的制备方法包括以下步骤：
配料：炻质砖坯原料的配方：塑性原料：33吨、高温钾砂：25吨、中低温砂：23吨、废料：18吨、熔剂原料2吨；其中所述塑性原料为黏土，所述废料为抛光磨边废料；按照炻质砖坯原料的预定比例进行称重配料；
湿法球磨：向配料后的炻质砖坯原料中加入一定量的水，接着对上述炻质砖坯原料和水的混合物在球磨机中进行球磨，制备得到半成品泥浆；其中，干料(炻质砖坯原料)与水的重量比为1：0.46，球磨机装载量45吨，球磨10小时，球磨后半成品泥浆的细度为250目筛(进口)筛余控制在1.4％，半成品泥浆中水的重量百分含量为32％，半成品泥浆的粘度为54秒，比重为1.72。
过筛：将所述半成品泥浆过70目筛后制备得到炻质砖泥浆(成品泥浆)；
浆池组批：对所述成品泥浆送入浆池进行浆池组批，得到浆池组批后的炻质砖泥浆。
喷雾干燥：使用喷雾干燥塔对所述浆池组批后的炻质砖泥浆进行喷雾干燥制粉，制备得到炻质砖粉料；所述炻质砖粉料的水重量百分含量为6.8％，所述炻质砖粉料中40目以上颗粒控制在45％，所述炻质砖粉料的容重控制在0.97g/mL；之后，在对所述炻质砖粉料陈腐24小时。
压制成型：将进行陈腐后的炻质砖粉料在420bar的单位压强下压制成型，得到生坯强度良好、容易干燥、容易烧透的炻质砖坯料。
相比于传统制备方法中使用硅灰石等快烧类原料作为主要原料生产只适合生产吸水率6％以上的炻质木纹砖坯料；本发明中的炻质砖坯料以K2O、Na2O作为主要熔剂，降低了传统配方中CaO、MgO的含量，高温烧成性能大大改善，能适应非常宽广吸水率范围(吸水率范围1～9％)的原模木纹砖的生产，且烧成的炻质砖产品具有良好的机械强度。
同时，传统炻质砖原料中硅灰石属纯瘠性原料，硅灰石用量太大则会导致坯料塑性变差；本发明所述炻质砖坯料的塑性良好、易干燥、易烧透，而且炻质砖坯料的主要原料分布和来源都比较广泛，容易获得。本发明所生产的炻质砖产品在吸水率范围为1～9％时的各项性能检测均能很好地达到使用和标准要求。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种炻质砖坯料，其特征在于，按重量份计，包括：SiO2:68～70份、Al2O3:18～19份、Fe2O3:0～1.2份、CaO:0～0.5份、MgO:1～1.2份、K2O:2.4～2.8份、Na2O：1.4～1.8份。
2.根据权利要求1所述的炻质砖坯料，其特征在于，按重量份计，包括：SiO2:69份、Al2O3:18份、Fe2O3:0.5份、CaO:0.3份、MgO:1.1份、K2O:2.5份、Na2O：1.5份。
3.一种如权利要求1-2任一所述炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，包括：
将炻质砖坯原料与水混合后制备得到炻质砖泥浆；
将所述炻质砖泥浆进行喷雾干燥制粉，制备得到炻质砖粉料；
将所述炻质砖粉料压制成型，制备得到炻质砖坯料；
其中，所述炻质砖坯原料包括：塑性原料、高温钾砂、中低温砂、废料、熔剂原料。
4.根据权利要求3所述的炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，所述塑性原料为黏土。
5.根据权利要求3所述的炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述高温钾砂包括：K2O：3～4份、Al2O3：17～19份、Fe2O3：0～0.8份。
6.根据权利要求3所述的炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述中低温砂包括：Al2O3：16～18份，K2O+Na2O：7～9份。
7.根据权利要求3所述的炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，所述废料包括：抛光磨边废料、破碎陶瓷砖废料中的一种或两种。
8.根据权利要求3所述的炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述炻质砖坯原料还包括：硅酸钠：0.8～1.0份、增强剂：0.1～0.2份。
9.根据权利要求3所述的炻质砖坯料的制备方法，其特征在于，所述炻质砖粉料中水的重量百分数为6.6～7.2％。
10.一种炻质砖，其特征在于，采用包括如权利要求1-2任一所述炻质砖坯料制备得到。
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