CN112374750A - 一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，涉及微晶玻璃制作领域，包括以下步骤：S1：按照设计的质量分数将61％‑64％SiO2，15‑18％CaO，6‑8％Al2O3，1‑3％MgO，2‑6％Na2O，1‑3％K2O，放入球磨机中搅拌5‑10min；S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1400‑1500摄氏度的熔炉中，并在1400‑1500摄氏度下熔制10‑20h，得到玻璃液；S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料，然后将粒料球磨2h‑3h。本发明制备工艺简单，操作方便，能耗低，生产成本较低，适于大批量生产，按照本发明所制备的微晶玻璃气孔率小，表面色泽均匀、美观，增强了微晶玻璃装饰板的装饰效果，提高了产品的附加值。
Description
技术领域
本发明涉及微晶玻璃制造领域，具体为一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法。
背景技术
微晶玻璃是通过加入晶核剂或通过表面诱导的方法，在热处理过程中，玻璃成核，然后晶核不断长大而形成晶体与玻璃共存的多晶无机材料，其中，烧结法所制备的CaO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃属于硅灰石系统微晶玻璃，主晶相为β-硅灰石，该系统微晶玻璃是通过表面析晶的方法制备的，无需加入晶核剂，玻璃在分界处易于核化，晶化后可形成大量的晶界面，所以采用该法所制备的微晶玻璃富有立体感和层次感，且具有类似天然石的花纹，质感好，具有极佳的装饰效果，另外，该系统微晶玻璃还具有较好的耐磨性，较高的机械强度，耐化学腐蚀和无放射性等特点。
正是由于微晶玻璃的外观与大理石、花岗岩等天然石材非常类似，且性能又比天然石材更为优异，因而成为天然石材的理想替代品，且享有建筑装饰材料中的天之骄子的美称，目前，微晶玻璃作为一种高档的新型建筑材料，受到越来越多国内外建筑师和用户的青睐，市场前景十分广阔，被陆续用于机场、地铁、展览馆、写字楼、别墅、高级宾馆等场合。
然而，随着社会经济的发展和人类生活水平的提升，市场对于色彩丰富的微晶玻璃的需求越来越大，而在实际生产中，彩色微晶玻璃的生产确是一个令人十分头疼的问题，经分析可知，基础玻璃成分、着色剂类型、着色工艺和熔化气氛对微晶玻璃的着色有重要影响，目前，微晶玻璃的着色工艺可分为一次着色和二次着色工艺。
一次着色又称为玻璃的本体着色，其生产过程为：首先根据要求称取少量的着色剂，可能是两种或两种以上，预先混合均匀，再与其他原料混合均匀制成配合料，然后将玻璃配合料投入到熔炉中，使配合料在高温下熔化形成玻璃液，随后，玻璃液经水淬形成设计的玻璃颗粒。接着，按设计的厚度铺料成型，并将窑车推到隧道窑中进行热处理，将出窑的微晶玻璃毛板进行冷加工处理即可得到彩色的微晶玻璃装饰板，目前，天津标准国际、广东中辰泛华、内蒙古赤峰、南海黄金屋、汕头国份等国内厂家都是采用一次着色工艺制造彩色微晶玻璃装饰板的。
实际上，微晶玻璃的一次着色工艺与传统平板玻璃和日用玻璃的着色基本相同，不同之处在于其后续的成型工艺，采用一次着色工艺生产彩色微晶玻璃，生产技术成熟，且玻璃颗粒着色均，所制成的微晶玻璃无色差，另外，该方法适合少品种大量生产，然而，生产不同颜色的产品需要频繁换料，会增加生产成本，且换料时间较长，会延长生产周期，与此同时，不同的过渡料需要分开存放，会增加储料的占地面积，若存储不当，可能会引入其它杂质，另外，使用变价金属离子作着色剂时，由于不同价态离子的相对含量难于控制，可能造成烧结前后微晶玻璃的颜色不一致。
二次着色工艺即先分别制备无色微晶颗粒和色粉，然后将无色微晶玻璃粒料和色粉按一定的比例混合制成配合料，接着，按设计的厚度铺料成型，并将窑车推到隧道窑中进行热处理，将出窑的微晶玻璃毛板进行冷加工处理即可得到彩色的微晶玻璃装饰板，采用二次着色工艺制备微晶玻璃，适合小批量多样化生产，可解决变价金属离子因熔融发生的价态变化而造成的色差问题，另外采用该方法只需生产白色玻璃粒料，无过多的中间物料产生，解决了仓库容量不足的问题，且生产中无需频繁换料，降低了生产成本，然而，采用该方法需要增加一套制备色釉的设备和一套混练设备，工序较为繁杂，另外，若其色釉制备的质量不好，则会造成烧结后微晶玻璃板着色不均匀，而产生难看的斑点。
目前，通常使用硒粉和镉黄作为着色剂制备红色微晶玻璃，这种着色显色重复性不好，且在玻璃熔制过程挥发损失厉害，此外，对晶化工艺要求极其严格，制备出的红色微晶玻璃板表面的气孔较多，这些都限制了红色微晶玻璃的生产及应用。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决制备红色微晶玻璃的方法色显色重复性不好、制备红色微晶玻璃的方法熔制过程挥发损失厉害、制备红色微晶玻璃的方法制备出的红色微晶玻璃板表面的气孔较多提供一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，包括以下步骤：
S1：按照设计的质量分数将61％-64％SiO2，15-18％CaO，6-8％Al2O3， 1-3％MgO，2-6％Na2O，1-3％K2O，放入球磨机中搅拌5-10min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1400-1500摄氏度的熔炉中，并在1400-1500摄氏度下熔制10-20h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料。然后将粒料球磨2h-3h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％-8％；
S5：按质量分数将白色微晶粉料、两种红色陶瓷色料、含氧化铁的原料和含二氧化硅的原料放入球磨罐中，搅拌10-15min；
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度1.5-2.5cm；
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行烧结，待窑炉降至设置温度时，取出样品；
S8：将S7中的样品表面经过打磨抛光即可达到红色微晶玻璃。
优选地，所述SiO2，Al2O3，CaO，MgO，Na2O，K2O分别由工业原料石英砂，高岭土，方解石，白云石，钠长石引入。
优选地，所述S7中分段烧成为：自室温开始经过1.5h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过4h升温至1000摄氏度；然后经过1.5h升温至1130 摄氏度，并保温2h；然后自1130摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自 600摄氏度经过18h降温至200摄氏度。
优选地，所述红色陶瓷色料为中国红、锆铁红，两种陶瓷色料的加入量为8％。
优选地，所述含氧化铁的原料为生坯粉，加入量为10％。
优选地，所述含二氧化硅原料为石英砂，煅烧的高岭土中的一种，加入量为15％，高岭土的煅烧温度为1200摄氏度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备工艺简单，操作方便，能耗低，生产成本较低，适于大批量生产，按照本发明所制备的微晶玻璃气孔率小，表面色泽均匀、美观，增强了微晶玻璃装饰板的装饰效果，提高了产品的附加值。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，包括以下步骤：
S1：按照设计的质量分数将61％-64％SiO2，15-18％CaO，6-8％Al2O3，1-3％MgO，2-6％Na2O，1-3％K2O，放入球磨机中搅拌5-10min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1400-1500摄氏度的熔炉中，并在1400-1500摄氏度下熔制10-20h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料。然后将粒料球磨2h-3h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％-8％；
S5：按质量分数将白色微晶粉料、两种红色陶瓷色料、含氧化铁的原料和含二氧化硅的原料放入球磨罐中，搅拌10-15min；
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度1.5-2.5cm；
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行烧结，待窑炉降至设置温度时，取出样品；
S8：将S7中的样品表面经过打磨抛光即可达到红色微晶玻璃。
所述SiO2，Al2O3，CaO，MgO，Na2O，K2O分别由工业原料石英砂，高岭土，方解石，白云石，钠长石引入。
所述S7中分段烧成为：自室温开始经过1.5h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过4h升温至1000摄氏度；然后经过1.5h升温至1130摄氏度，并保温2h；然后自1130摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600 摄氏度经过18h降温至200摄氏度。
所述红色陶瓷色料为中国红、锆铁红，两种陶瓷色料的加入量为8％。
所述含氧化铁的原料为生坯粉，加入量为10％。
所述含二氧化硅原料为石英砂，煅烧的高岭土中的一种，加入量为15％，高岭土的煅烧温度为1200摄氏度。
实施例一
其步骤如下：
S1：按照设计的质量分数将63％SiO2，17％CaO，7％Al2O3，1.5％MgO， 4.5％Na2O，1.5％K2O，4.5％BaO放入球磨机中搅拌7min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1500摄氏度的熔炉中，并在1500摄氏度下熔制15h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料。然后将粒料球磨2.5h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％。
S5：按质量分数将77％白色微晶粉料、8％中国红、0.2％锆铁红、9.8％页岩粉和5％高温煅烧后的高岭土放入球磨罐中，搅拌10min。
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度2cm。
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行分段烧结：自室温开始经过1h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过 3.5h升温至1000摄氏度；然后经过1h升温至1145摄氏度，并保温1.5h；然后自1145摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600摄氏度经过16h 降温至200摄氏度，待窑炉降至设置温度时，取出样品。
S8：将S7中样品表面经过打磨抛光即可达到橘红色微晶玻璃。
实施例2：
其特征如下：
S1：按照设计的质量分数将63％SiO2，17％CaO，7％Al2O3，1.5％MgO， 4.5％Na2O，1.5％K2O，4.5％BaO放入球磨机中搅拌7min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1500摄氏度的熔炉中，并在1500摄氏度下熔制15h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料。然后将粒料球磨2.5h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％。
S5：按质量分数将78％白色微晶粉料、7％中国红、0.5％包裹桔红、9.5％页岩粉和5％高温煅烧后的高岭土放入球磨罐中，搅拌10min。
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度2cm。
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行分段烧结：自室温开始经过1h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过3.5h升温至1000摄氏度；然后经过1h升温至1145摄氏度，并保温1.5h；然后自1145摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600摄氏度经过16h 降温至200摄氏度，待窑炉降至设置温度时，取出样品。
S8：将S7中样品表面经过打磨抛光即可达到橘色微晶玻璃。
实施例3：
其步骤如下：
S1：按照设计的质量分数将63％SiO2，17％CaO，7％Al2O3，1.5％MgO， 4.5％Na2O，1.5％K2O，4.5％BaO放入球磨机中搅拌7min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1500摄氏度的熔炉中，并在1500摄氏度下熔制15h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料。然后将粒料球磨2.5h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％。
S5：按质量分数将67％白色微晶粉料、8％中国红、0.2％包裹红、14.8％页岩粉和10％高温煅烧后的高岭土放入球磨罐中，搅拌10min。
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度2cm。
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行分段烧结：自室温开始经过1h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过 3.5h升温至1000摄氏度；然后经过1h升温至1145摄氏度，并保温1.5h；然后自1145摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600摄氏度经过16h 降温至200摄氏度，待窑炉降至设置温度时，取出样品。
S8：将S7中样品表面经过打磨抛光即可达到红棕色微晶玻璃。
实施例4：
S1：按照设计的质量分数将63％SiO2，17％CaO，7％Al2O3，1.5％MgO， 4.5％Na2O，1.5％K2O，4.5％BaO放入球磨机中搅拌7min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1500摄氏度的熔炉中，并在1500摄氏度下熔制15h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料，然后将粒料球磨2.5h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％。
S5：按质量分数将90％白色微晶粉料、5％中国红、5％锆铁红放入球磨罐中，搅拌10min。
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度2cm。
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行分段烧结：自室温开始经过1h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过 3.5h升温至1000摄氏度；然后经过1h升温至1145摄氏度，并保温1.5h；然后自1145摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600摄氏度经过16h 降温至200摄氏度，待窑炉降至设置温度时，取出样品。
S8：将S7中样品表面经过打磨抛光即可达到红色微晶玻璃。
实施例5：
其步骤如下：
S1：按照设计的质量分数将63％SiO2，17％CaO，7％Al2O3，1.5％MgO， 4.5％Na2O，1.5％K2O，4.5％BaO放入球磨机中搅拌7min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1500摄氏度的熔炉中，并在1500摄氏度下熔制15h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料，然后将粒料球磨2.5h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％。
S5：按质量分数将90％白色微晶粉料、5％包裹橘红、5％锆铁红放入球磨罐中，搅拌10min。
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度2cm。
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行分段烧结：自室温开始经过1h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过 3.5h升温至1000摄氏度；然后经过1h升温至1145摄氏度，并保温1.5h；然后自1145摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600摄氏度经过16h 降温至200摄氏度，待窑炉降至设置温度时，取出样品。
S8：将S7中样品表面经过打磨抛光即可达到橘红色微晶玻璃。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (6)
1.一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，包括以下步骤：
S1：按照设计的质量分数将61％-64％SiO2，15-18％CaO，6-8％Al2O3，1-3％MgO，2-6％Na2O，1-3％K2O，放入球磨机中搅拌5-10min；
S2：将S1中混合均匀的配合料加入到已经升温至1400-1500摄氏度的熔炉中，并在1400-1500摄氏度下熔制10-20h，得到玻璃液；
S3：通过控制匀料筒的高度，让玻璃液通过料道，流入到料槽下方的水池中；
S4：将水槽中的玻璃粒料取出，风干，即得到白色微晶粒料，然后将粒料球磨2h-3h，过筛，得到白色微晶粉料，200目筛余量为5％-8％；
S5：按质量分数将白色微晶粉料、两种红色陶瓷色料、含氧化铁的原料和含二氧化硅的原料放入球磨罐中，搅拌10-15min；
S6：将S5中混合均匀的配合料均匀地加入到内表面粘贴有耐高温纤维纸的耐火材料模具中，铺料厚度1.5-2.5cm；
S7：待耐火材料模具随窑车进入窑炉中后，根据设定的烧结温度制度进行烧结，待窑炉降至设置温度时，取出样品；
S8：将S7中的样品表面经过打磨抛光即可达到红色微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，其特征在于：所述SiO2，Al2O3，CaO，MgO，Na2O，K2O分别由工业原料石英砂，高岭土，方解石，白云石，钠长石引入。
3.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，其特征在于：所述S7中分段烧成为：自室温开始经过1.5h升温至350摄氏度；然后自350摄氏度经过4h升温至1000摄氏度；然后经过1.5h升温至1130摄氏度，并保温2h；然后自1130摄氏度经过2h降温至600摄氏度；然后自600摄氏度经过18h降温至200摄氏度。
4.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，其特征在于：所述红色陶瓷色料为中国红、锆铁红，两种陶瓷色料的加入量为8％。
5.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，其特征在于：所述含氧化铁的原料为生坯粉，加入量为10％。
6.根据权利要求1所述的一种利用陶瓷色料制备红色微晶玻璃的方法，其特征在于：所述含二氧化硅原料为石英砂，煅烧的高岭土中的一种，加入量为15％，高岭土的煅烧温度为1200摄氏度。
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2020
- 2020-11-25 CN CN202011336626.1A patent/CN112374750A/zh active Pending
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