CN112679203B - 一种透光砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透光砖及其制备方法，涉及陶瓷领域。透光砖，其化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅64‑66％、三氧化二铝18‑22％、三氧化二铁0.5‑0.7％、二氧化钛0.1‑0.15％、氧化钙0.3‑0.5％、氧化镁1.0‑1.2％、氧化钾3‑4％和氧化钠2‑3％。透光砖的制备方法，包括：将所述透光砖的原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；将所述砖坯送入窑炉中烧制得到产品。本申请提供的透光砖，透光率高，具有晶莹剔透的光影效果。

Description

一种透光砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，尤其涉及一种透光砖及其制备方法。

背景技术

一般瓷砖由于工艺原因，本身是无法透光的，然而透光砖的最大特点在于“透光”，从光学和美学的角度来看，对光源而言，透过透光砖的光线会变得柔和，甚至能做到不同时间里透出不同波长的光，给人不同的感受。透光砖因其具有玉一般的晶莹剔透的光影效果而越来越受到消费者的喜欢。

现有的透光砖主要追求透光效果和自然纹理，然而却往往忽视透光砖的不耐高温、砖坯烧制易变形、砖坯需要分层导致工艺复杂等问题。

基于此，在保证透光效果的基础上，开发一种耐高温、砖坯烧制不易变形，砖坯结构单一、工艺简单的透光砖，显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透光砖及其制备方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种透光砖，其化学成分以质量百分比计算包括：

二氧化硅64-66％、三氧化二铝18-22％、三氧化二铁0.5-0.7％、二氧化钛0.1-0.15％、氧化钙0.3-0.5％、氧化镁1.0-1.2％、氧化钾3-4％和氧化钠2-3％。

优选地，所述的透光砖，其原料按照质量百分比计算，包括：

石粉料40-45％、泥料30-35％、高岭土料10-15％、沙料5-10％和2-4％的仓渣13。

优选地，所述石粉料包括一号石粉、金科石粉、江丰石粉、新云石粉、大业石粉中的一种或多种；所述泥料包括深白泥8、程水洗坭、石化黑泥、兵滑石坭和回收泥粉中的一种或多种；所述高岭土料包括合泥和鑫源高岭土中的至少一种；所述沙料包括瓷沙1121和罗定钾沙中的至少一种。

优选地，所述原料按照质量百分比计算，包括：一号石粉14％、金科石粉3％、江丰石粉5％、新云石粉14％、大业石粉8％、8％的深白泥8、程水洗坭10％、石化黑泥5％、兵滑石坭3.8％、回收泥粉5％、合泥7％、鑫源高岭土5％、4％的瓷沙1121、罗定钾沙5.2％和3％的仓渣13。

优选地，所述原料按照质量百分比计算，还包括：木质素磺酸钠1-2％和聚甲氧基二甲醚3-5％。

一种所述的透光砖的制备方法，包括：

将所述透光砖的原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；

将所述砖坯送入窑炉中烧制得到产品。

优选地，所述坯料进行所述压制成型之前还包括：

将所述坯料加热，然后骤冷、粉碎得到预压料。

优选地，所述加热的温度为1300-1400℃，所述骤冷的终点温度为10-15℃，降温的时间为2-3min；所述预压料的粒径为100-150目。

优选地，所述压制成型的压力为120-160MPa。

优选地，所述烧制包括第一烧制和第二烧制；

所述第一烧制的温度为900-1000℃，时间为1-2h，结束后自然冷却至600-800℃，然后进行所述第二烧制；

所述第二烧制的温度为1100-1200℃，时间为2-3h，然后自然冷却至常温。

与现有技术相比，本发明至少具有以下的有益效果：

本申请提供的透光砖，对化学成分的选择、调整和精准控制，通过二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠配合，获得结构简单、耐高温、砖坯烧制不易变形、透光率高、具有晶莹剔透的光影效果的透光砖；

本申请提供的透光砖的制备方法，操作简单，成品率高。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

本发明提供一种透光砖，其化学成分以质量百分比计算包括：

二氧化硅64-66％、三氧化二铝18-22％、三氧化二铁0.5-0.7％、二氧化钛0.1-0.15％、氧化钙0.3-0.5％、氧化镁1.0-1.2％、氧化钾3-4％和氧化钠2-3％。

可选地，透光砖中，以质量百分比计算，二氧化硅的含量可以是64％、64.5％、65％、65.5％、66％以及64-66％之间的任意值，三氧化二铝的含量可以是18％、19％、20％、21％、22％以及18-22％之间的任意值，三氧化二铁的含量可以是0.5％、0.6％、0.7％以及0.5-0.7％之间的任意值，二氧化钛的含量可以是0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％以及0.1-0.15％之间的任意值，氧化钙的含量可以是0.3％、0.4％、0.5％以及0.3-0.5％之间的任意值，氧化镁的含量可以是1.0％、1.1％、1.2％以及1.0-1.2％之间的任意值，氧化钾的含量可以是3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、3.6％、3.7％、3.8％、3.9％、4.0％以及3-4％之间的任意值，氧化钠的含量可以是2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％以及2-3％之间的任意值。

优选地，所述的透光砖，其原料按照质量百分比计算，包括：

石粉料40-45％、泥料30-35％、高岭土料10-15％、沙料5-10％和2-4％的仓渣13。

对原料的选择，除了考虑成分之外，还需要考虑烧制表现、强度、可使用性和成本。

可选地，所述的透光砖，其原料按照质量百分比计算，石粉料的用量可以是40％、41％、42％、43％、44％、45％以及40-45％之间的任意值；泥料的用量可以是30％、31％、32％、33％、34％、35％以及30-35％之间的任意值；高岭土料的用量可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％以及10-15％之间的任意值；沙料的用量可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％以及5-10％之间的任意值；仓渣13的用量可以是2％、3％、4％以及2-4％之间的任意值。

优选地，所述石粉料包括一号石粉、金科石粉、江丰石粉、新云石粉、大业石粉中的一种或多种；所述泥料包括深白泥8、程水洗坭、石化黑泥、兵滑石坭和回收泥粉中的一种或多种；所述高岭土料包括合泥和鑫源高岭土中的至少一种；所述沙料包括瓷沙1121和罗定钾沙中的至少一种。

对石粉料、泥料、高岭土料、沙料进行优选，以石粉料作为骨架材料、泥料和高岭土作为辅助材料、沙料和仓渣作为协同材料，相互搭配，对于成品砖的透光率、耐高温烧制性能、稳定性和强度的提高具有决定性作用。

优选地，所述原料按照质量百分比计算，包括：一号石粉14％、金科石粉3％、江丰石粉5％、新云石粉14％、大业石粉8％、8％的深白泥8、程水洗坭10％、石化黑泥5％、兵滑石坭3.8％、回收泥粉5％、合泥7％、鑫源高岭土5％、4％的瓷沙1121、罗定钾沙5.2％和3％的仓渣13。

经过试验证明，在上述配方条件下，产品砖透光率、耐高温烧制性能、稳定性和强度等方面的综合性能最佳。

优选地，所述原料按照质量百分比计算，还包括：木质素磺酸钠1-2％和聚甲氧基二甲醚3-5％。

可选地，所述原料中木质素磺酸钠的用量可以为1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％以及1-2％之间的任意值，聚甲氧基二甲醚的用量可以为3％、3.5％、4％、4.5％、5％以及3-5％之间的任意值。

木质素磺酸钠作为添加剂，主要对砖体的透光率有提升作用，同时能够提升砖坯的耐高温性能，降低高温形变率。聚甲氧基二甲醚主要作用是提升其他原料混合球磨的效果，在各原料之间起到类似“润滑剂”的作用，对提升砖体强度和耐高温性能有所帮助。

一种所述的透光砖的制备方法，包括：

将所述透光砖的原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；

将所述砖坯送入窑炉中烧制得到产品。

优选地，所述坯料进行所述压制成型之前还包括：

将所述坯料加热，然后骤冷、粉碎得到预压料。

优选地，所述加热的温度为1300-1400℃，所述骤冷的终点温度为10-15℃，降温的时间为2-3min；所述预压料的粒径为100-150目。

先进行加热处理，然后再骤冷粉碎，有助于提升成品砖的透光率。对粒径的控制，除了优化透光率之外，对砖坯的耐高温性能的提升也有帮助。

可选地，所述加热熔融的温度可以为1300℃、1310℃、1320℃、1330℃、1340℃、1350℃、1360℃、1370℃、1380℃、1390℃、1400℃以及1300-1400℃之间的任意值，所述骤冷的终点温度可以为10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃以及10-15℃之间的任意值，降温的时间可以为2min、2.5min、3min以及2-3min之间的任意值；所述预压料的粒径可以为100目、110目、120目、130目、140目、150目以及100-150目之间的任意值。

优选地，所述压制成型的压力为120-160MPa。

优选地，所述烧制包括第一烧制和第二烧制；

所述第一烧制的温度为900-1000℃，时间为1-2h，结束后自然冷却至600-800℃，然后进行所述第二烧制；

所述第二烧制的温度为1100-1200℃，时间为2-3h，然后自然冷却至常温。

两次烧制，可以提升透光率、强度，控制变形率。

可选地，所述压制成型的压力可以为120MPa、130MPa、140MPa、150MPa、160MPa以及120-160MPa之间的任意值；所述第一烧制的温度可以为900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃、1000℃以及900-1000℃之间的任意值，时间可以为1h、1.5h、2h以及1-2h之间的任意值，结束后可以自然冷却至600℃、650℃、700℃、750℃、800℃以及600-800℃之间的任意值；所述第二烧制的温度可以为1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃、1190℃、1200℃以及1100-1200℃之间的任意值，时间可以为2h、2.5h、3h以及2-3h之间的任意值。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。

实施例1

准备原料：

一号石粉14kg、金科石粉3kg、江丰石粉5kg、新云石粉14kg、大业石粉8kg、8kg的深白泥8、程水洗坭10kg、石化黑泥5kg、兵滑石坭3.8kg、回收泥粉5kg、合泥7kg、鑫源高岭土5kg、4kg的瓷沙1121、罗定钾沙5.2kg和3kg的仓渣13。

将上述原料加水经过球磨后得到坯料，然后将坯料120MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉等可选的步骤处理之后，送入窑炉中烧制，然后抛光得到产品；烧制包括第一烧制和第二烧制，第一烧制的温度为900℃，时间为2h，结束后自然冷却至600℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为1100℃，时间为3h，结束后自然冷却至至常温。

控制烧失量为4％；检测得到透光砖的化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅65.82％、三氧化二铝21.48％、三氧化二铁0.6％、二氧化钛0.14％、氧化钙0.3％、氧化镁1.2％、氧化钾4％和氧化钠2.4％，其余为杂质。

实施例2

准备原料：

一号石粉13kg、金科石粉4kg、江丰石粉4.5kg、新云石粉14.5kg、大业石粉9kg、9kg的深白泥8、程水洗坭9kg、石化黑泥4kg、兵滑石坭5kg、回收泥粉4kg、合泥5kg、鑫源高岭土5kg、2.5kg的瓷沙1121、罗定钾沙2.5kg、4kg的仓渣13、木质素磺酸钠2kg和聚甲氧基二甲醚3kg。

将上述原料加水经过球磨后得到坯料，然后将坯料加热至1300℃，再在2min内骤冷降温至10℃，得到块状材料，然后粉碎得到粒径为100目的预压料；将预压料在130MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉等可选的步骤处理之后，送入窑炉中烧制，然后抛光得到产品；烧制包括第一烧制和第二烧制，第一烧制的温度为950℃，时间为1.5h，结束后自然冷却至700℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为1150℃，时间为2.5h，结束后自然冷却至至常温。

控制烧失量为5％；检测得到透光砖的化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅64.56％、三氧化二铝18.93％、三氧化二铁0.5％、二氧化钛0.15％、氧化钙0.5％、氧化镁1.0％、氧化钾3.52％和氧化钠3％，其余为杂质。

实施例3

准备原料：

一号石粉13kg、金科石粉3kg、江丰石粉4kg、新云石粉13kg、大业石粉7kg、8kg的深白泥8、程水洗坭10kg、石化黑泥6kg、兵滑石坭5kg、回收泥粉6kg、合泥6kg、鑫源高岭土6kg、3kg的瓷沙1121、罗定钾沙3kg、2kg的仓渣13、木质素磺酸钠1kg和聚甲氧基二甲醚4kg。

将上述原料加水经过球磨后得到坯料，然后将坯料加热至1400℃，再在3min内骤冷降温至15℃，得到块状材料，然后粉碎得到粒径为150目的预压料；将预压料在160MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉等可选的步骤处理之后，送入窑炉中烧制，然后抛光得到产品；烧制包括第一烧制和第二烧制，第一烧制的温度为1000℃，时间为1h，结束后自然冷却至800℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为1200℃，时间为2h，结束后自然冷却至至常温。

控制烧失量为6％；检测得到透光砖的化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅65.33％、三氧化二铝20.41％、三氧化二铁0.62％、二氧化钛0.11％、氧化钙0.36％、氧化镁1.1％、氧化钾3％和氧化钠2.06％，其余为杂质。

实施例4

准备原料：

一号石粉11.5kg、金科石粉3kg、江丰石粉4.5kg、新云石粉13kg、大业石粉8kg、6kg的深白泥8、程水洗坭8kg、石化黑泥6kg、兵滑石坭4kg、回收泥粉6kg、合泥6kg、鑫源高岭土6kg、5kg的瓷沙1121、罗定钾沙5kg、2kg的仓渣13、木质素磺酸钠1.5kg和聚甲氧基二甲醚4.5kg。

将上述原料加水经过球磨后得到坯料，然后将坯料加热至1350℃，再在2.5min内骤冷降温至12℃，得到块状材料，然后粉碎得到粒径为120目的预压料；将预压料在140MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉等可选的步骤处理之后，送入窑炉中烧制，然后抛光得到产品；烧制包括第一烧制和第二烧制，第一烧制的温度为900℃，时间为2h，结束后自然冷却至600℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为1100℃，时间为3h，结束后自然冷却至至常温。

控制烧失量为4.5％；检测得到透光砖的化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅64.81％、三氧化二铝19.77％、三氧化二铁0.66％、二氧化钛0.13％、氧化钙0.42％、氧化镁1.13％、氧化钾3.56％和氧化钠2.87％，其余为杂质。

实施例5

与实施例2不同的是，不添加木质素磺酸钠。

实施例6

与实施例2不同的是，不添加聚甲氧基二甲醚。

实施例7

与实施例2不同的是，不进行加热和骤冷处理。

对比例1

与实施例1不同的是，直接在1100℃条件下烧制5h。

对比例2

与实施例1不同的是，石粉仅仅使用一号石粉。

对比例3

与实施例1不同的是，泥料仅仅使用深白泥8。

对比例4

与实施例1不同的是，高岭土料仅仅使用鑫源高岭土。

对比例5

与实施例1不同的是，原料中不含仓渣13。

测试实施例1-7和对比例1-5得到的产品的白度、断裂模数、入射光透过率和成品率(每组2000块)，结果如下表1所示：

表1测试数据

通过对上表1的数据进行分析，对比例1与实施例1相比可知，采用两次烧制的烧成方式，可以降低直接进行高温烧制的形变率，同时能够提升成品砖的透光率和强度；对比例2与实施例1相比可知，石粉料的选择和配制，对砖体的高温形变率也有一定的影响，但是能够显著影响强度、白度和入射光透过率；对比例3与实施例1相比可知，泥料的选择，对强度、形变率、白度和入射光透过率均有一定影响；对比例4与实施例1相比可知，高岭土料的选择对白度、强度、入射光透过率和形变率都有一定影响；对比例5与实施例1相比可知，仓渣的使用能够提升白度、入射光透过率、强度和形变率。通过实施例1-7之间的互相比较可知，原料中增加木质素磺酸钠和聚甲氧基二甲醚、对坯料进行加热和骤冷处理均能够提升透光砖的白度、入射光透过率和强度，降低高温形变率；其中聚甲氧基二甲醚的使用主要是为了提升成品砖的强度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种透光砖，其特征在于，其化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅64-66％、三氧化二铝18-22％、三氧化二铁0 .5-0 .7％、二氧化钛0 .1-0 .15％、氧化钙0 .3-0 .5％、氧化镁1 .0-1 .2％、氧化钾3-4％、氧化钠2-3％；

所述透光砖原料按照质量百分比计算，包括：石粉料40-45％、泥料30-35％、高岭土料10-15％、沙料5-10％、2-4％的仓渣13、木质素磺酸钠1-2％和聚甲氧基二甲醚3-5％。

2.根据权利要求1所述的透光砖，其特征在于，所述石粉料包括一号石粉、金科石粉、江丰石粉、新云石粉、大业石粉中的一种或多种；所述泥料包括深白泥8、程水洗坭、石化黑泥、兵滑石坭和回收泥粉中的一种或多种；所述高岭土料包括合泥和鑫源高岭土中的至少一种；所述沙料包括瓷沙1121和罗定钾沙中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的透光砖，其特征在于，所述原料按照质量百分比计算，包括：一号石粉14％、金科石粉3％、江丰石粉5％、新云石粉14％、大业石粉8％、8％的深白泥8、程水洗坭10％、石化黑泥5％、兵滑石坭3 .8％、回收泥粉5％、合泥7％、鑫源高岭土5％、4％的瓷沙1121、罗定钾沙5 .2％和3％的仓渣13。

4.一种权利要求1-3任一项所述的透光砖的制备方法，其特征在于，包括：将所述透光砖的原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；将所述砖坯送入窑炉中烧制得到产品。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述坯料进行所述压制成型之前还包括：将所述坯料加热，然后骤冷、粉碎得到预压料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为1300-1400℃，所述骤冷的终点温度为10-15℃，降温的时间为2-3min；所述预压料的粒径为100-150目。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型的压力为120-160MPa。

8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧制包括第一烧制和第二烧制；所述第一烧制的温度为900-1000℃，时间为1-2h，结束后自然冷却至600-800℃，然后进行所述第二烧制；

所述第二烧制的温度为1100-1200℃，时间为2-3h，然后自然冷却至常温。