CN112341176A - 一种岩板粉料及其制备方法与应用、岩板及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩板粉料及其制备方法与应用、岩板及其加工方法，属于陶瓷砖技术领域。该岩板粉料的颗粒级配如下：20目以上：0.5‑1％，40目以上：20‑25％，60目以上：62‑69％，80目以上：73‑79％，80‑90目：18‑23％，90‑100目：2.8‑3.5％。上述岩板粉料中细颗粒的占比较高，有利于提高岩板产品的断裂模数，进而利于后期的冷加工。其制备方法可包括按颗粒级配制备岩板粉料。该岩板粉料可用于加工岩板。由上述岩板粉料压制及烧制而得的岩板具有良好的断裂模数，成品优等率较高。

Description

一种岩板粉料及其制备方法与应用、岩板及其加工方法
技术领域
本发明涉及陶瓷砖技术领域，具体而言，涉及一种岩板粉料及其制备方法与应用、岩板及其加工方法。
背景技术
目前岩板家居尤为火爆，很多陶瓷企业都已经转型生产岩板或者已经开始向生产岩板转型，不能只做传统瓷砖了。岩板带领瓷砖全面走向板材化。生产岩板也是一个陶瓷企业提升品牌高度的重要因素，岩板出现也同时衍变了新的产业链和新的供应需求，可以说岩板作为一个划时代的产物有为之过而不及。
目前对于生产岩板的技术还有很大的空间提高，例如为了后期的冷加工，对岩板的断裂模数有着很高的要求，断裂模数低会导致成品岩板很脆，在后期对岩板进行切割很容易断裂，优等率低，从而生产成本一直居高不下，对于岩板多领域应用也起到制约性的关键因素。为了岩板后期的冷加工，提高岩板的断裂模数是现在岩板生产中主要的技术问题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一包括提供一种岩板粉料，其有利于提高岩板产品的断裂模数，进而利于后期的冷加工。
本发明的目的之二包括提供一种上述岩板粉料的制备方法。
本发明的目的之三包括提供一种上述岩板粉料的应用，即用于加工岩板。
本发明的目的之四包括提供一种由上述岩板粉料加工而得的岩板，该岩板具有良好的断裂模数，成品优等率较高。
本发明的目的之五包括提供一种上述岩板的加工方法。
本发明可这样实现：
第一方面，本申请提供一种岩板粉料，其颗粒级配如下：
20目以上：0.5-1％，40目以上：20-25％，60目以上：62-69％，80目以上：73-79％，80-90目：18-23％，90-100目：2.8-3.5％。
在一些优选的实施方式中，岩板粉料的颗粒级配如下：
20目以上：0.5％，40目以上：20％，60目以上：62％，80目以上：73％，80-90目：23％，90-100目：3.5％。
在可选的实施方式中，岩板粉料的含水率为5.6-6.3％，优选为6.3％。
在可选的实施方式中，岩板粉料的容重为0.9-1.1g/cm3，优选为0.9g/cm3。
在可选的实施方式中，按质量百分数计，岩板粉料的化学成分含有65-68％的SiO2、20-24％的Al2O3、0.3-0.35％的Fe2O3、0.08-0.12％的TiO2、0.4-0.45％的CaO、0.7-0.75％的MgO、2.5-3％的K2O以及3-3.5％的Na2O，余量为不可避免的杂质。
在可选的实施方式中，提供化学成分的原料包括：按质量份数计，超白沙3.5-4.5份、膨润土3.5-4.5份、滑石1.5-2.5份、低温砂42-54份、球土18-22份、高铝砂膏12-18份、高钾砂3.5-4.5份以及复合锆2.5-3.5份。
在优选的实施方式中，提供化学成分的原料包括：东庆超白砂3.5-4.5份、锦唯膨润土3.5-4.5份、滑石1.5-2.5份、大禾低温砂18-22份、科友球土18-22份、陶源低温砂18-22份、会昌低温砂6-10份、伟盛高铝砂膏12-18份、广西高钾砂3.5-4.5份以及复合锆2.5-3.5份。
第二方面，本申请提供如前述实施方式任一项的岩板粉料的制备方法，包括以下步骤：按颗粒级配制备岩板粉料。
在可选的实施方式中，干燥坯料浆料并获得上述颗粒级配。
在可选的实施方式中，坯料浆料的细度为0.5-0.6。
在可选的实施方式中，坯料浆料的水分含量为33-36％。
在可选的实施方式中，坯料浆料的比重为1.62-1.70g/cm3。
在可选的实施方式中，干燥为喷雾干燥，喷雾干燥使用的喷雾塔喷片内径为2.5-3.0mm，优选为2.5mm。
在可选的实施方式中，干燥过程中，坯料浆料的流速为54-60s。
在可选的实施方式中，坯料浆料经以下方法获得：将坯料浆料的原料进行球磨。
在可选的实施方式中，球磨采用湿法球磨。
在可选的实施方式中，球磨时间为13-15h。
在可选的实施方式中，将球磨后的浆料过250-320目筛以获得筛下物。
第三方面，本申请提供如前述实施方式任一项的岩板粉料在加工岩板中的应用。
第四方面，本申请提供一种岩板，其由如前述实施方式任一项的岩板粉料压制及烧制而得。
在可选的实施方式中，岩板的成品破坏强度为589-1312N。
在可选的实施方式中，岩板的成品断裂模数为20.2-53.9MPa。
第五方面，本申请提供如前述实施方式任一项的岩板的制备方法，包括以下步骤：将岩板粉料进行压制和烧制。
在可选的实施方式中，压制周期为2.5-3次/分钟。
在可选的实施方式中，压制的压力为81500-82000N。
在可选的实施方式中，压制所得的岩板坯体的厚度为6.2-6.8mm。
在可选的实施方式中，烧制过程中，每个烧制周期均包括预热阶段、高温阶段和冷却阶段，其中预热阶段的面温由145-155℃升至710-720℃，时间为12-18min；高温阶段的面温由850-900℃升至1150-1200℃，底温由960-965℃升至1150-1200℃，时间为72-75min；冷却阶段的面温由730-735℃降至160-165℃，时间为20-25min。
在可选的实施方式中，烧制在转速为20-25Hz的条件下进行。
本申请的有益效果包括：
本申请通过控制岩板粉料的颗粒级配，较传统瓷砖颗粒级配提高了其中细颗粒的占比，以提高岩板产品的断裂模数，使岩板产品在后期冷加工过程中不易开裂和分层。本申请提供的上述岩板粉料的制备方法简单，易操作。该岩板粉料用于加工岩板。
本申请提供的由上述岩板粉料加工而得的岩板，具有良好的断裂模数，成品优等率较高。其对应的加工方法简单，易操作，适于工业化生产。
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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的岩板粉料及其制备方法与应用、岩板及其加工方法进行具体说明。
本申请提出一种岩板粉料，其颗粒级配如下：
20目以上：0.5-1％，40目以上：20-25％，60目以上：62-69％，80目以上：73-79％，80-90目：18-23％，90-100目：2.8-3.5％。
作为可选地，20目以上的颗粒例如可占0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，也可以为0.5-1％范围内的其它任一值。
40目以上的颗粒例如可占20％、21％、22％、23％、24％或25％等，也可以为20-25％范围内的其它任一值。
60目以上的颗粒例如可占62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％或69％等，也可以为62-69％范围内的其它任一值。
80目以上的颗粒例如可占73％、74％、75％、76％、77％、78％或79％等，也可以为73-79％范围内的其它任一值。
80-90目的颗粒例如可占18％、19％、20％、21％、22％或23％等，也可以为18-23％范围内的其它任一值。
90-100目的颗粒例如可占2.8％、2.9％、3.0％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％或3.5％等，也可以为2.8-3.5％范围内的其它任一值。
值得说明的是，上述各颗粒的占比之和为100％。
在一些优选的实施方式中，岩板粉料的颗粒级配如下：
20目以上：0.5％，40目以上：20％，60目以上：62％，80目以上：73％，80-90目：23％，90-100目：3.5％。
值得说明的是，传统瓷砖的颗粒级配中细颗粒占比不能太多，细颗粒占比多，很容易开裂，分层，容易出现炸砖现象。而经发明人长期研究，创造性地发现，岩板的颗粒级配按与传统瓷砖颗粒级配相反的设置，即将细颗粒的占比提高，不仅可提高岩板产品的断裂模数，而且对其后期冷加工也有着极大的好处，例如可避免或降低切割过程中断裂等情况，从而提高产品的优等率及合格率。
更进一步地，传统的瓷砖厚度较厚，通常在10-12mm，其若含太多细粉，会造成细粉之间空隙较多，结合较差，从而导致开裂等情况。而岩板的厚度较薄，约为6.5mm左右，对应的细粉会被压得更加紧实，相互之间得以较佳地结合，从而能够提高断裂模数。
可参照地，本申请中可主要通过控制坯料浆料的细度、浆料水分以及喷雾塔的喷片来控制粉料颗粒的级配，此外也不排除可结合其它方式一并调节。
在可选的实施方式中，本申请中将岩板粉料的含水率可控制为5.6-6.3％，如5.6％、5.8％、6％或6.3％等。值得说明的是，岩板粉料的含水率过低会造成空气量多，压制时空气难完全排除造成层裂，若岩板粉料的含水率过高容易在压制时阻塞排气通道，造成层裂。
在可选的实施方式中，粉料的容重可以为0.9-1.1g/cm3，如0.9g/cm3、1.0g/cm3或1.1g/cm3等。值得说明的是，粉料的容重过小会导致同体积粉料空气含量多，压制时易造成层裂。本申请中，按质量百分数计，岩板粉料的化学成分可含有65-68％的SiO2、20-24％的Al2O3、0.3-0.35％的Fe2O3、0.08-0.12％的TiO2、0.4-0.45％的CaO、0.7-0.75％的MgO、2.5-3％的K2O以及3-3.5％的Na2O，余量为不可避免的杂质。
在一些可选地实施方式中，按质量百分数计，岩板粉料的化学成分含有66.1％的SiO2、21.36％的Al2O3、0.33％的Fe2O3、0.1％的TiO2、0.41％的CaO、0.72％的MgO、2.83％的K2O以及3.24％的Na2O，余量为不可避免的杂质。该岩板粉料的化学成分烧失量(LOI)约为5.21％。
可参照地，提供相应化学成分的原料可包括：按质量份数计，超白沙3.5-4.5份、膨润土3.5-4.5份、滑石1.5-2.5份、低温砂42-54份、球土18-22份、高铝砂膏12-18份、高钾砂3.5-4.5份以及复合锆2.5-3.5份。
在一些可选地实施方式中，提供上述化学成分的原料包括：超白沙4份、膨润土4份、滑石2份、低温砂48份、球土20份、高铝砂膏15份、高钾砂4份以及复合锆3份。
在优选的实施方式中，提供上述化学成分的原料包括：东庆超白砂3.5-4.5份、锦唯膨润土3.5-4.5份、滑石1.5-2.5份、大禾低温砂18-22份、科友球土18-22份、陶源低温砂18-22份、会昌低温砂6-10份、伟盛高铝砂膏12-18份、广西高钾砂3.5-4.5份以及复合锆2.5-3.5份。
在一些更优选的实施方式中，提供上述化学成分的原料包括：东庆超白砂4份、锦唯膨润土4份、精选滑石2份、大禾低温砂20份、科友球土20份、陶源低温砂20份、会昌低温砂8份、伟盛高铝砂膏15份、广西高钾砂4份以及复合锆3份。
此外，也可由其它原料或其它品牌的相应物料配合制备坯料浆料，只是由上述特定的原料按上述特定配比配合后制得的坯料浆料在经本申请的制备和加工过程得到的岩板具有更高的断裂模数。
此外，本申请还提供上述岩板粉料的制备方法，例如可包括以下步骤：按颗粒级配制备岩板粉料。具体的，干燥坯料浆料并获得上述颗粒级配。
在可选的实施方式中，坯料浆料的细度可以为0.5-0.8，如0.5-0.6、0.6-0.7或0.7-0.8，优选为0.5-0.6。浆料的细度约细，越利于提高粉料颗粒级配中细颗粒的含量。
在可选的实施方式中，坯料浆料的水分含量可以为33-36％，如33％、34％、35％或36％等。值得说明的是，坯料浆料的含水率高会导致喷雾造粒能耗高，坯料浆料的含水率小容易导致喷粉不均匀。
在可选的实施方式中，坯料浆料的比重可以为1.62-1.70g/cm3，如1.62g/cm3、1.65g/cm3或1.7g/cm3等。值得说明的是，坯料浆料的比重大容易导致喷粉不均匀；比重小容易导致喷雾造粒能耗高。
在可选的实施方式中，干燥优选采用喷雾干燥。较佳地，本申请中喷雾干燥使用的喷雾塔喷片内径为2.5-3.0mm，如2.5mm、2.8mm或3.0mm等，优选为2.5mm。值得说明的是，喷片尺寸不合适会导致喷出的粉料颗粒级配达不到要求。具体的，在喷雾干燥过程中，喷雾塔中可设有17-18支喷枪，上述喷枪可同时喷雾。
在可选的实施方式中，干燥过程中，坯料浆料的流速为54-60s，如54s、56s、59s或60s等。值得说明的是，此处的流速对应100mL待干燥的坯料料浆流完的秒数。值得说明的是，流速快容易导致喷雾造粒能耗高；流速慢容易导致喷粉不均匀。
可参考地，坯料浆料可经以下方法获得：将坯料浆料的原料进行球磨。
在可选的实施方式中，球磨采用湿法球磨。球磨时间可以为13-15h，如13h、13.5h、14h、14.5h或15h等。
进一步地，将球磨后的浆料过250-320目筛以获得筛下物。
上述岩板粉料可用于加工岩板。
对应地，本申请还提供了一种岩板，其由如前述实施方式任一项的岩板粉料压制及烧制而得。
可参考地，该岩板的成品破坏强度可以为589-1312N，如589N、632
N、643N、722N、804N、911N、1199N或1312N等。岩板的成品断裂模数可以为20.2-53.9MPa，如20.2MPa、24.7MPa、25.6MPa、29.8MPa、35.1MPa、42.7MPa、47.6MPa或53.9MPa等。
进一步地，本申请还提供上述岩板的制备方法，例如可包括以下步骤：将岩板粉料进行压制和烧制。
在可选的实施方式中，压制可采用压机进行，可参考地，压机的重量可以为8508吨。压制周期可以为2.5-3，如2.5次/分钟、2.9次/分钟或3次/分钟。压制的压力可以为81500-82000N，优选81900N。压制所得的岩板坯体的厚度例如可以为6.2-6.8mm，如6.2mm、6.5mm或6.8mm等。
可参考地，烧制在釉烧窑中进行。烧制过程中，每个烧制周期均包括预热阶段、高温阶段和冷却阶段，其中预热阶段的面温可由145-155℃升至710-720℃，时间为12-18min；高温阶段的面温可由850-900℃升至1150-1200℃，底温由960-965℃升至1150-1200℃，时间为72-75min；冷却阶段的面温可由730-735℃降至160-165℃，时间为20-25min。
在一些优选的实施方式中，预热阶段的面温由150℃升至713℃，时间为15min。高温阶段的面温由855℃升至1180℃，底温由964℃升至1181℃，时间为74min。冷却阶段的面温由732℃降至161℃，时间为21min。
具体的，结合烧嘴，烧制窑炉曲线可参照如下：
预热阶段(预热区间依次为记为1-5，预热阶段耗时为15min)：
Figure BDA0002779695720000081
Figure BDA0002779695720000091
高温阶段(高温区间依次记为1-22，高温阶段耗时为74min)：
Figure BDA0002779695720000092
冷却阶段(冷却区间依次记为1-7，冷却阶段耗时为21min)：
冷却区间 1 2 3 4 5 6 7
面温(℃) 732 671 663 634 619 533 161
底温(℃) 0 0 0 0 0 0 0
在可选的实施方式中，烧制在转速为22-25Hz的条件下进行。
值得说明的是，将烧制阶段按上述各温度区间进行设置，能够为岩板的烧制提供合适的加热和冷却过程，避免烧制过程温差过大或温度不适造成岩板断裂性能降低。可参考地，烧制前，还包括将压制后的岩板坯体进行干燥，得到干坯。该岩板的干坯破坏强度可以为24-102N，如24N、32N、43N、53N、79N、87N、94N或102N等。干坯断裂模数可以为0.9-3.98MPa，如0.9MPa、1.1MPa、1.24MPa、1.41MPa、2.56MPa、2.92MPa、3.49MPa或3.98MPa等。
承上，按本申请提供的具有特定颗粒级配的岩板粉料在特定的加工工艺下制得的岩板，具有良好的断裂模数，降低了岩板后期冷加工的破损力，从而降低加工成本损耗，同时也提高了消费者使用岩板产品的安全系数，有效地推动了岩板的市场推广，消费者对于岩板的使用率大大提高。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种岩板，其经岩板粉料压制及烧制而得。岩板粉料经坯料浆料干燥而得。
其中，岩板粉料的原料如下：按质量分数计，东庆超白砂：4份，锦唯膨润土：4份，精选滑石：2份，大禾低温砂：20份，科友球土：20份，陶源低温砂：20份，会昌低温砂：8份，伟盛高铝砂膏：15份，广西高钾砂：4份，复合锆：3份。按质量百分数计，该原料的化学成分如下：66.1％的SiO2、21.36％的Al2O3、0.33％的Fe2O3、0.1％的TiO2、0.41％的CaO、0.72％的MgO、2.83％的K2O以及3.24％的Na2O，余量为不可避免的杂质。该原料的化学成分的烧失量为5.21％。
采用湿法球磨方式，球磨时间14小时；浆料含水率为：36％；浆料细度为过250目筛后，筛余为0.6克，所得的浆料细度为0.5-0.6；料浆比重为1.62g/cm3。
采用喷片内径为2.5mm的17-18支喷枪的喷雾塔喷粉，料浆流速为54s，粉料含水率为6.3％。粉料颗粒级配为：20目以上：0.5％，40目以上为：20％，60目以上62％，80目以上73％，80-90目为：23％，90-100目为3.5％，粉料容重为0.9g/cm3，即得所需岩板粉料。
采用8508吨压机，压力为81900N，压制周期为2.9次/分钟进行压制，得到厚度为6.5mm所需岩板坯体。将压制后的岩板坯体进行干燥，得到干坯。
将上述干坯输送进釉烧窑烧制即得成品，烧制窑炉曲线如下：
预热阶段(预热区间依次为记为1-5，预热阶段耗时为15min)：
预热区间 1 2 3 4 5
面温(℃) 150 250 413 581 713
底温(℃) 0 0 0 0 0
高温阶段(高温区间依次记为1-22，高温阶段耗时为74min)：
Figure BDA0002779695720000111
冷却阶段(冷却区间依次记为1-7，冷却阶段耗时为21min)：
冷却区间 1 2 3 4 5 6 7
面温(℃) 732 671 663 634 619 533 161
底温(℃) 0 0 0 0 0 0 0
上述烧制在转速为22Hz的条件下进行，烧成周期为110min。
实施例2以及对比例1-6与实施例1的区别如下表：
Figure BDA0002779695720000112
Figure BDA0002779695720000121
试验例
对上述实施例1-2以及对比例1-6所得的岩板进行性能测试，结果如下：
Figure BDA0002779695720000122
由此可以看出，本申请提供的岩板具有较佳的断裂模数，尤其是按照实施例1的方式得到的岩板性能最优。
综上所述，本申请通过控制岩板粉料的颗粒级配，较传统瓷砖颗粒级配提高了其中细颗粒的占比，以提高岩板产品的断裂模数，使岩板产品在后期冷加工过程中不易开裂和分层。本申请提供的上述岩板粉料的制备方法简单，易操作。该岩板粉料用于加工岩板。本申请提供的由上述岩板粉料加工而得的岩板，具有良好的断裂模数，成品优等率较高。其对应的加工方法简单，易操作，适于工业化生产。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种岩板粉料，其特征在于，所述岩板粉料的颗粒级配如下：
20目以上：0.5-1％，40目以上：20-25％，60目以上：62-69％，80目以上：73-79％，80-90目：18-23％，90-100目：2.8-3.5％。
2.根据权利要求1所述的岩板粉料，其特征在于，所述岩板粉料的含水率为5.6-6.3％；
优选地，所述岩板粉料的容重为0.9-1.1g/cm3。
3.根据权利要求1或2所述的岩板粉料，其特征在于，按质量百分数计，所述岩板粉料的化学成分含有65-68％的SiO2、20-24％的Al2O3、0.3-0.35％的Fe2O3、0.08-0.12％的TiO2、0.4-0.45％的CaO、0.7-0.75％的MgO、2.5-3％的K2O以及3-3.5％的Na2O，余量为不可避免的杂质。
4.根据权利要求3所述的岩板粉料，其特征在于，提供所述化学成分的原料包括：按质量份数计，超白沙3.5-4.5份、膨润土3.5-4.5份、滑石1.5-2.5份、低温砂42-54份、球土18-22份、高铝砂膏12-18份、高钾砂3.5-4.5份以及复合锆2.5-3.5份；
更优地，所述原料包括：东庆超白砂3.5-4.5份、锦唯膨润土3.5-4.5份、滑石1.5-2.5份、大禾低温砂18-22份、科友球土18-22份、陶源低温砂18-22份、会昌低温砂6-10份、伟盛高铝砂膏12-18份、广西高钾砂3.5-4.5份以及复合锆2.5-3.5份。
5.如权利要求1-4任一项所述的岩板粉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述颗粒级配制备所述岩板粉料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，干燥坯料浆料并获得所述颗粒级配；
优选地，所述坯料浆料的细度为0.5-0.6；
优选地，所述坯料浆料的水分含量为33-36％；
优选地，所述坯料浆料的比重为1.62-1.70g/cm3；
优选地，干燥为喷雾干燥，喷雾干燥使用的喷雾塔喷片内径为2.5-3.0mm，优选为2.5mm；
优选地，干燥过程中，所述坯料浆料的流速为54-60s。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述坯料浆料经以下方法获得：将所述坯料浆料的原料进行球磨；
优选地，球磨采用湿法球磨；
优选地，球磨时间为13-15h；
优选地，将球磨后的浆料过250-320目筛以获得筛下物。
8.如权利要求1-5任一项所述的岩板粉料在加工岩板中的应用。
9.一种岩板，其特征在于，由如权利要求1-4任一项所述的岩板粉料压制及烧制而得；
优选地，所述岩板的成品破坏强度为589-1312N；
优选地，所述岩板的成品断裂模数为20.2-53.9MPa。
10.如权利要求9所述的岩板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述岩板粉料进行压制和烧制；
优选地，压制周期为2.5-3次/分钟；
优选地，压制的压力为81500-82000N；
优选地，压制所得的岩板坯体的厚度为6.2-6.8mm；
优选地，烧制过程中，每个烧制周期均包括预热阶段、高温阶段和冷却阶段，其中预热阶段的面温由145-155℃升至710-720℃，时间为12-18min；高温阶段的面温由850-900℃升至1150-1200℃，底温由960-965℃升至1150-1200℃，时间为72-75min；冷却阶段的面温由730-735℃降至160-165℃，时间为20-25min；
优选地，烧制在转速为20-25Hz的条件下进行。
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