CN112279681B - 一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，本发明通过将釉面层由黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆混合后喷淋在瓷砖坯体上烧制而成；通过控制颗粒的大小，悬浮浆的比例，喷淋在瓷砖坯体上，能够达到自然逼真的天然麻石效果，且纹理精细，能够有效的避免使用天然麻石，有效的节省资源；所述的陶瓷废料能够显著提高断裂模数，但是同时也能够增加气孔率，通过对其进行改性，能够克服这一缺陷，从而得到了既能提高断裂模数，又能降低气孔率的改性陶瓷废料，通过使用陶瓷废料不但不要采矿，还解决了废弃陶瓷对环境的污染破坏，更降低了产品的成本，变废为宝。

Description

一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法。
背景技术
目前，在陶瓷墙地砖生产过程中，仿天然石材纹理的瓷砖逐渐成为主流，也越来越得到消费者的推崇。而呈现天然石材纹理的常用方法有两种，它们分别是丝网印刷和格栅条纹布料。其中丝网印刷方法存在着较大缺陷，其形成的纹理线条与天然石材的纹理线条相比，存在着线条过粗、死板、仿真性差的缺陷。同时，丝网印刷还存在色彩极为有限，发色不够鲜艳的不足。而格栅条纹布料方法也只能制造出一些粗糙、粗犷的纹理线条，此类纹理受布料栅格的限制，单调的只能呈现相同于栅格概约式的图案，无法呈现天然石材纹理线条细腻感以及层次效果。
陶瓷废料主要来自陶瓷制品生产过程中由于成型、干燥、施釉、搬运、焙烧及储存工序中产生的废料，现有处理方式通常是将陶瓷废料通过简单填埋的方式解决，或者被用来填埋沟壑、路基等，甚至直接倾倒在路边、农田、河渠等地方，由于陶瓷废料无法降解，废料中又含有化学物质，反而污染了土壤、空气等自然环境。并且，陶瓷原料是一种不可再生的资源，在近十几年陶瓷产能大幅膨胀下贮存量几近枯竭，因此如何充分利用陶瓷生产中产生的废弃原料，节约资源、减少浪费，从源头消减污染物的产生，是现阶段亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，通过所述方法制备出的仿天然麻石瓷砖，所述的瓷砖能够达到自然逼真的天然麻石效果，纹理精细，且断裂模数高，气孔率低。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，包含以下步骤：
S1：黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆的制备；
S2：将黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆按照重量比4：3：3混合得到混合浆；
S3：将混合浆喷淋在表面平整的瓷砖坯体表面，在烘干窑中于200°C~300°C下烘干；
S4：烘干后输送至辊道窑烧成；
S5：利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，即得具有耐磨作用的仿天然麻石瓷砖。
作为一种优选方案，所述黑色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30~50份陶瓷废料、10~20份硅灰石、8~15份高炉矿渣、8~15份霞石粉、8~12份羟基磷灰石、4~8份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至50目，将熔块、2~5份羧甲基纤维素钠、2~5份三氧化二硼、1~4份三聚磷酸钠、0.5~2份氧化钪、2~5份黑色料加入到球磨机中，球磨，得到黑色颗粒悬浮浆。
作为一种优选方案，所述黑色料为铬铁粉。
作为一种优选方案，所述红色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30~50份陶瓷废料、10~20份硅灰石、8~15份高炉矿渣、8~15份霞石粉、8~12份羟基磷灰石、4~8份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至100目，将熔块、2~5份羧甲基纤维素钠、2~5份三氧化二硼、1~4份三聚磷酸钠、0.5~2份氧化钪、2~5份红色料加入到球磨机中，球磨，得到红色颗粒悬浮浆；所述红色料为氧化铁红。
作为一种优选方案，所述棕色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30~50份陶瓷废料、10~20份硅灰石、8~15份高炉矿渣、8~15份霞石粉、8~12份羟基磷灰石、4~8份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至80目，将熔块、2~5份羧甲基纤维素钠、2~5份三氧化二硼、1~4份三聚磷酸钠、0.5~2份氧化钪、2~5份棕色料加入到球磨机中，球磨，得到棕色颗粒悬浮浆；所述棕色料为铁铬棕。
作为一种优选方案，所述陶瓷废料为改性陶瓷废料，所述改性陶瓷废料的制备方法为：将陶瓷在抛光过程中产生的混合物研磨至60~120目，将10~20份研磨后的陶瓷废料、0.5~2份硅溶胶、1~3份硅酸铝加入到30~40份改性剂中，以100~200rpm转速搅拌30~60min，过滤，干燥，得到改性陶瓷废料。
作为一种优选方案，所述改性剂为1份kh550与20~40份去离子水复配而成。
作为一种优选方案，所述S3中在烘干窑中于280C下烘干。
作为一种优选方案，所述S3中喷淋量为450~550ml/m2。
作为一种优选方案，所述烧成温度为1050~1200℃，烧成时间为50~80min。
本发明所述的陶瓷废料为抛光过程中产生的混合物，所述的陶瓷废料中含有以下质量百分比浓度的组分：SiO2 60.15％、Al2O3 27.53％、MgO 2.99％、Na2O 2.46％、CaO1.69％、K2O 1.61％、Fe2O3 0.48％、TiO2 0.20％，其余为不可避免的杂质。
本发明的有益效果：（1）通过将釉面层由黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆混合后喷淋在瓷砖坯体上烧制而成；通过控制颗粒的大小，悬浮浆的比例，喷淋在瓷砖坯体上，能够达到自然逼真的天然麻石效果，且纹理精细，能够有效的避免使用天然麻石，有效的节省资源；（2）本发明所述的陶瓷废料能够显著提高断裂模数，但是同时也能够增加气孔率，通过对其进行改性，能够克服这一缺陷，从而得到了既能提高断裂模数，又能降低气孔率的改性陶瓷废料，通过使用陶瓷废料不但不要采矿，还解决了废弃陶瓷对环境的污染破坏，更降低了产品的成本，变废为宝；（3）本发明所述的陶瓷废料含有二氧化硅和氧化铝，陶瓷废料与羟基磷灰石，形成骨架多孔结构，具有均匀和连续的孔壁，从而能够提高断裂模数，所述的高炉矿渣在本发明的配方体系中能够降低气孔率，所述的黑色颗粒悬浮浆中的铬铁粉能够改善涂层组织的均匀性和致密性，提高基体与涂层的粘结力。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明除特别声明，所述的“份”均为重量份。
实施例1
一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，包含以下步骤：
S1：黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆的制备；
S11：所述黑色颗粒悬浮浆的制备方法为：取45份陶瓷废料、18份硅灰石、12份高炉矿渣、10份霞石粉、10份羟基磷灰石、5份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至50目，将熔块、4份羧甲基纤维素钠、4份三氧化二硼、3份三聚磷酸钠、0.8份氧化钪、3份黑色料加入到球磨机中，球磨，得到黑色颗粒悬浮浆；所述黑色料为铬铁粉；
S12：所述红色颗粒悬浮浆的制备方法为：取45份陶瓷废料、18份硅灰石、12份高炉矿渣、10份霞石粉、10份羟基磷灰石、5份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至100目，将熔块、4份羧甲基纤维素钠、4份三氧化二硼、3份三聚磷酸钠、0.8份氧化钪、3份红色料加入到球磨机中，球磨，得到红色颗粒悬浮浆；所述红色料为氧化铁红。
S13：所述棕色颗粒悬浮浆的制备方法为：取45份陶瓷废料、18份硅灰石、12份高炉矿渣、10份霞石粉、10份羟基磷灰石、5份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至80目，将熔块、4份羧甲基纤维素钠、4份三氧化二硼、3份三聚磷酸钠、0.8份氧化钪、2份棕色料加入到球磨机中，球磨，得到棕色颗粒悬浮浆；所述棕色料为铁铬棕。
S2：将黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆按照重量比4：3：3混合得到混合浆；
S3：将混合浆喷淋在表面平整的瓷砖坯体表面，在烘干窑中于280°C下烘干；所述喷淋量为500ml/m2。
S4：烘干后输送至辊道窑烧成；所述烧成温度为1100℃，烧成时间为65min。
S5：利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，即得具有耐磨作用的仿天然麻石瓷砖。
实施例2
一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，包含以下步骤：
S1：黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆的制备；
S11：所述黑色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30份陶瓷废料、10份硅灰石、8份高炉矿渣、8份霞石粉、8份羟基磷灰石、4份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至50目，将熔块、2份羧甲基纤维素钠、2份三氧化二硼、1份三聚磷酸钠、0.5份氧化钪、2份黑色料加入到球磨机中，球磨，得到黑色颗粒悬浮浆；所述黑色料为铬铁粉；
S12：所述红色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30份陶瓷废料、10份硅灰石、8份高炉矿渣、8份霞石粉、8份羟基磷灰石、4份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至100目，将熔块、2份羧甲基纤维素钠、2份三氧化二硼、1份三聚磷酸钠、0.5份氧化钪、2份红色料加入到球磨机中，球磨，得到红色颗粒悬浮浆；所述红色料为氧化铁红。
S13：所述棕色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30份陶瓷废料、10份硅灰石、8份高炉矿渣、8份霞石粉、8份羟基磷灰石、4份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至80目，将熔块、2份羧甲基纤维素钠、2份三氧化二硼、1份三聚磷酸钠、0.5份氧化钪、2份棕色料加入到球磨机中，球磨，得到棕色颗粒悬浮浆；所述棕色料为铁铬棕。
S2：将黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆按照重量比4：3：3混合得到混合浆；
S3：将混合浆喷淋在表面平整的瓷砖坯体表面，在烘干窑中于280°C下烘干；所述喷淋量为500ml/m2。
S4：烘干后输送至辊道窑烧成；所述烧成温度为1100℃，烧成时间为65min。
S5：利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，即得具有耐磨作用的仿天然麻石瓷砖。
实施例3
一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，包含以下步骤：
S1：黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆的制备；
S11：所述黑色颗粒悬浮浆的制备方法为：取50份陶瓷废料、20份硅灰石、15份高炉矿渣、15份霞石粉、12份羟基磷灰石、8份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至50目，将熔块、5份羧甲基纤维素钠、5份三氧化二硼、4份三聚磷酸钠、2份氧化钪、5份黑色料加入到球磨机中，球磨，得到黑色颗粒悬浮浆；所述黑色料为铬铁粉；
S12：所述红色颗粒悬浮浆的制备方法为：取50份陶瓷废料、20份硅灰石、15份高炉矿渣、15份霞石粉、12份羟基磷灰石、8份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至100目，将熔块、5份羧甲基纤维素钠、5份三氧化二硼、4份三聚磷酸钠、2份氧化钪、5份红色料加入到球磨机中，球磨，得到红色颗粒悬浮浆；所述红色料为氧化铁红。
S13：所述棕色颗粒悬浮浆的制备方法为：取50份陶瓷废料、20份硅灰石、15份高炉矿渣、15份霞石粉、12份羟基磷灰石、8份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至80目，将熔块、5份羧甲基纤维素钠、5份三氧化二硼、4份三聚磷酸钠、2份氧化钪、5份棕色料加入到球磨机中，球磨，得到棕色颗粒悬浮浆；所述棕色料为铁铬棕。
S2：将黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆按照重量比4：3：3混合得到混合浆；
S3：将混合浆喷淋在表面平整的瓷砖坯体表面，在烘干窑中于280°C下烘干；所述喷淋量为500ml/m2。
S4：烘干后输送至辊道窑烧成；所述烧成温度为1100℃，烧成时间为65min。
S5：利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，即得具有耐磨作用的仿天然麻石瓷砖。
实施例4
实施例4与实施例1不同之处在于，用改性陶瓷废料替换陶瓷废料，其他都相同。
所述陶瓷废料为改性陶瓷废料，所述改性陶瓷废料的制备方法为：将陶瓷在抛光过程中产生的混合物研磨至100目，将12份研磨后的陶瓷废料、0.8份硅溶胶、2份硅酸铝加入到35份改性剂中，以150rpm转速搅拌50min，过滤，干燥，得到改性陶瓷废料。
所述改性剂为1份kh550与34份去离子水复配而成。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有所述的陶瓷废料，其他都相同。
对比例2
对比例2与实施例4不同之处在于，对比例2不含有所述的改性陶瓷废料，其他都相同。
对比例3
对比例3与实施例4不同之处在于，对比例3所述的陶瓷废料的制备方法不同于实施例4，其他都相同。
所述陶瓷废料为改性陶瓷废料，所述改性陶瓷废料的制备方法为：将陶瓷在抛光过程中产生的混合物研磨至100目，将12份研磨后的陶瓷废料、2份硅酸铝加入到35份改性剂中，以150rpm转速搅拌50min，过滤，干燥，得到改性陶瓷废料。
所述改性剂为1份kh550与34份去离子水复配而成。
对比例4
对比例4与实施例4不同之处在于，对比例4所述的陶瓷废料的制备方法不同于实施例4，其他都相同。
所述陶瓷废料为改性陶瓷废料，所述改性陶瓷废料的制备方法为：将陶瓷在抛光过程中产生的混合物研磨至100目，将12份研磨后的陶瓷废料、0.8份硅溶胶加入到35份改性剂中，以150rpm转速搅拌50min，过滤，干燥，得到改性陶瓷废料。
所述改性剂为1份kh550与34份去离子水复配而成。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5不含有高炉矿渣，其他都相同。
对比例6
对比例6与实施例1不同之处在于，对比例6不含有羟基磷灰石，其他都相同。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.采用GB/T3810《陶瓷砖试验方法》第四部分测定瓷砖的断裂模数，采用GB/T3810《陶瓷砖试验方法》第四部分测定瓷砖的气孔率，测试结果见表1。
表1 测试结果
Figure DEST_PATH_IMAGE001
从表1中可看出，通过本发明所述的以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法制备出来的仿天然麻石瓷砖具有很高的断裂模数、低气孔率。
对比实施例1~3可知，不同的黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆的配比能够影响陶瓷的断裂模数和气孔率，其中实施例1为最佳配比。
对比实施例1与实施例4可知，所述的改性陶瓷废料相比于陶瓷废料能够提高断裂模数、降低气孔率。
对比实施例1与对比例1、对比实施例4与对比例2可知，所述的陶瓷废料能够提高断裂模数，同时也能提高气孔率，通过对陶瓷废料进行改性处理得到的改性陶瓷废料能够降低气孔率，从而得到了能够提高断裂模数、降低气孔率的改性陶瓷废料。
对比实施例4与对比例3、4可知，本发明所制备的改性陶瓷废料更加能够提高断裂模数、降低气孔率。
对比实施例1与对比例5可知，所述的高炉矿渣在本发明的配方体系中能够显著降低气孔率。
对比实施例1与对比例6可知，所述的羟基磷灰石在本发明的配方体系中能够提高断裂模数。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1：黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆的制备；
S2：将黑色颗粒悬浮浆、红色颗粒悬浮浆、棕色颗粒悬浮浆按照重量比4：3：3混合得到混合浆；
S3：将混合浆喷淋在表面平整的瓷砖坯体表面，在烘干窑中于200°C~300°C下烘干；
S4：烘干后输送至辊道窑烧成，烧成温度为1050~1200℃，烧成时间为50~80min；
S5：利用常规的磨边加工设备，对半成品砖进行磨边处理，即得具有耐磨作用的仿天然麻石瓷砖；
所述黑色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30~50重量份陶瓷废料、10~20重量份硅灰石、8~15重量份高炉矿渣、8~15重量份霞石粉、8~12重量份羟基磷灰石、4~8重量份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至50目，将熔块、2~5重量份羧甲基纤维素钠、2~5重量份三氧化二硼、1~4重量份三聚磷酸钠、0.5~2重量份氧化钪、2~5重量份黑色料加入到球磨机中，球磨，得到黑色颗粒悬浮浆；
所述黑色料为铬铁粉；
所述红色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30~50重量份陶瓷废料、10~20重量份硅灰石、8~15重量份高炉矿渣、8~15重量份霞石粉、8~12重量份羟基磷灰石、4~8重量份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至100目，将熔块、2~5重量份羧甲基纤维素钠、2~5重量份三氧化二硼、1~4重量份三聚磷酸钠、0.5~2重量份氧化钪、2~5重量份红色料加入到球磨机中，球磨，得到红色颗粒悬浮浆；
所述红色料为氧化铁红；
所述棕色颗粒悬浮浆的制备方法为：取30~50重量份陶瓷废料、10~20重量份硅灰石、8~15重量份高炉矿渣、8~15重量份霞石粉、8~12重量份羟基磷灰石、4~8重量份氮化铝按比例混合，在1350℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至80目，将熔块、2~5重量份羧甲基纤维素钠、2~5重量份三氧化二硼、1~4重量份三聚磷酸钠、0.5~2重量份氧化钪、2~5重量份棕色料加入到球磨机中，球磨，得到棕色颗粒悬浮浆；
所述棕色料为铁铬棕；
所述陶瓷废料为改性陶瓷废料，所述改性陶瓷废料的制备方法为：将陶瓷在抛光过程中产生的混合物研磨至60~120目，将10~20重量份研磨后的陶瓷废料、0.5~2重量份硅溶胶、1~3重量份硅酸铝加入到30~40重量份改性剂中，以100~200rpm转速搅拌30~60min，过滤，干燥，得到改性陶瓷废料；
所述改性剂为1重量份kh550与20~40重量份去离子水复配而成；
所述的陶瓷废料为抛光过程中产生的混合物，含有以下质量百分比浓度的组分：SiO260.15％、Al2O3 27.53％、MgO 2.99％、Na2O 2.46％、CaO 1.69％、K2O 1.61％、Fe2O30.48％、TiO2 0.20％，其余为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，其特征在于，所述S3中在烘干窑中于280℃下烘干。
3.根据权利要求1所述的以陶瓷废料为原料制备仿天然麻石瓷砖的方法，其特征在于，所述S3中喷淋量为450~550ml/m2。
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