CN113800885A - 一种黑色陶瓷大板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黑色陶瓷大板及其制备方法，黑色陶瓷大板包括按重量份计的有效组分：硬质料41‑85份、软质料26‑60份、抛光废渣1‑10份、高铝粉1‑5份、辅剂0.3‑4份、坯用黑色色料0‑2份；抛光废渣是在陶瓷生产抛光工序产生的工业废渣，其主要成分包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠；依序进行球磨、过筛除铁、喷粉、成型、干燥、施釉、喷墨印花、烧成和抛光步骤，得到黑色陶瓷大板，黑色陶瓷大板，加入抛光废渣作为原料之一，大大降低原料成本，提升产品的切割、开孔等后续加工性能；同时回收了陶瓷废料，既降低了配方成本，又有利于环境保护，有利于陶瓷的可持续性发展。
Description
技术领域
本发明涉及一种黑色陶瓷大板及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术
近几年，陶瓷行业掀起了一股岩板大板的浪潮。大板是一种由陶土、矿石等多种无机非金属材料，经成型、1200℃高温煅烧等生产工艺制成的面积不小于1.62㎡的板状陶瓷制品。陶瓷大板相比其他瓷砖产品，具有规格大、硬度大、性能稳定、安全牢固、环保健康、装饰性强等特性。陶瓷大板主要用于建筑空间墙地面装饰，衣柜饰面板、橱柜面板等家具装饰以及门饰面板。
大部分厂家基本都有生产白、灰、黑等坯色的大板岩板产品。但是，在生产制造岩板大板的过程中，抛光车间会产生大量的抛光废渣。一般情况下，为适应快速生产和废料处理，这些抛光废渣会在普通抛釉配方中回收利用或者集中处理，不仅会造成二次污染，危及生态环境，而且还会占用大量的土地资源，对经济和社会发展起到消极的影响，同时大大增加了原料浪费和生产成本。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种黑色陶瓷大板，加入抛光废渣作为原料之一，大大降低原料成本，提升产品的切割、开孔等后续加工性能。
本发明的第二个目的在于提供一种上述黑色陶瓷大板的制备方法。
实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种黑色陶瓷大板，包括按重量份计的以下有效组分：
抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
进一步地，包括按重量份计的以下有效组分：
所述抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
进一步地，包括按重量份计的以下有效组分：
进一步地，硬质料包括按重量份计的：
进一步地，软质料包括按重量份计的：
高粘土 1-10份；
膨润土 1-5份；
高岭土 25-50份。
进一步地，抛光废渣包括二氧化硅67.08wt％、三氧化二铝20.31wt％、氧化钙2.37wt％、氧化镁1.94wt％、三氧化二铁0.92wt％、二氧化钛0.38wt％、氧化钾2.5wt％和氧化钠2.45wt％，烧失量1.84wt％，总量99.79wt％。
进一步地，辅剂包括解胶剂、增强剂。
进一步地，解胶剂包括三聚磷酸钠、水玻璃和偏硅酸钠中的至少一种。
进一步地，增强剂包括木质素和聚乙烯醇中的至少一种。
实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种黑色陶瓷大板的制备方法，将按重量份计的以下有效组分：
依序进行粉料球磨、过筛除铁、加色浆、喷粉、成型、干燥、施釉、喷墨印花、烧成和抛光步骤，得到黑色陶瓷大板；抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
进一步地，所述球磨的转速为20-25r/min；所述过筛的过程中筛网使用的目数为220-300；所述筛网中加有除铁棒；所述干燥是将砖坯干燥至含水率<1％；所述底釉的施釉量为450-550g/m2；所述烧成温度为1100-1160℃。
进一步地，所述坯用黑色色料按色料：水＝1:1.5，加水球磨2h左右，球成色浆后加入料浆中搅拌均匀后备用。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明的黑色陶瓷大板加入抛光废渣，抛光废渣含有氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、氧化钾和氧化钠等，可以减少其他低温原料的用量，降低坯体配方的温度；便于结合产品的工艺需求调整，灵活性好；
2、本发明的黑色陶瓷大板使用抛光废渣，加入抛光废渣作为原料之一，大大降低原料成本；同时优化抛光废渣的比例，对陶瓷砖的破坏性大大降低，可以保证陶瓷大板在成型、干燥等环节具有良好的粉体流动性和坯体强度等；
3、本发明回收了陶瓷废料，既降低了配方成本，又有利于环境保护，有利于陶瓷的可持续性发展。
具体实施方式
以下以具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法，所用试剂均为通过商业途径可以购买到的常用试剂。
本发明提供一种黑色陶瓷大板，包括按重量份计的以下有效组分：
所述抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
作为进一步优选方案，所述黑色陶瓷大板包括按重量份计的以下有效组分：
所述抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
作为进一步优选方案，所述黑色陶瓷大板包括按重量份计的以下有效组分：
作为进一步优选方案，所述硬质料包括按重量份计的：
作为进一步优选方案，所述软质料包括按重量份计的：
高粘土1-10份；
膨润土1-5份；
高岭土25-50份。
作为进一步优选方案，所述抛光废渣包括二氧化硅67.08wt％、三氧化二铝20.31wt％、氧化钙2.37wt％、氧化镁1.94wt％、三氧化二铁0.92wt％、二氧化钛0.38wt％、氧化钾2.5wt％和氧化钠2.45wt％，烧失量1.84wt％，总量99.79wt％。
作为进一步优选方案，所述辅剂包括解胶剂、增强剂和粘合剂。
作为进一步优选方案，所述解胶剂包括三聚磷酸钠、水玻璃和偏硅酸钠中的至少一种。
作为进一步优选方案，所述增强剂包括木质素和聚乙烯醇中的至少一种。
本发明还提供一种黑色陶瓷大板的制备方法，将按重量份计的以下有效组分：
依序进行粉料球磨、过筛除铁、加色浆、喷粉、成型、干燥、施釉、喷墨印花、烧成和抛光步骤，得到黑色陶瓷大板；抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
作为进一步优选方案，所述球磨的转速为20-25r/min；所述过筛的过程中筛网使用的目数为220-300；所述筛网中加有除铁棒；所述干燥是将砖坯干燥至含水率<1％；所述底釉的施釉量为450-550g/m2；所述烧成温度为1100-1160℃。
其中，所述坯用黑色色料按色料：水＝1:1.5，加水球磨2h左右，球成色浆后加入料浆中搅拌均匀后备用；所述坯用黑色色料采购自佛山市优合化工科技有限公司。
本发明中，所述抛光废渣为抛光工序的磨边料与抛光废浆的混合料，实验发现，由于其中包含适量的氧化钙、氧化镁、氧化二铁、氧化钾、氧化钠，可减少如上述配方中的超白石、精选砂、白砂等低温原料的用量而降低坯体配方的温度，使得本发明的陶瓷大板烧成温度维持在稳定的范围内，更好地调节制备参数，结合产品的工艺需求调整，灵活性好。
经研究发现，按本发明中的所述抛光废渣比例，加入陶瓷坯体中，与坯体化学组成差异不大，对陶瓷砖的破坏性大大降低，可以保证陶瓷大板在成型、干燥等环节具有良好的粉体流动性和坯体强度等。
本发明配方中，钾钠长石作为助熔物使用，在高温熔融时刻产生液态玻璃相，降低熔体的高温粘度，由钠长石和钾长石引入的K2O和Na2O与配方中其它常规的熔剂可形成各种固溶体，从而促进固相反应，并能提高陶瓷大板的机械强度。
本发明配方中，加入如三聚磷酸钠作为解胶剂，使得粉料颗粒圆滑，流动性好，堆积密度大；压制后坯体的干燥强度可达到2.4-2.7MPa，可以经受施釉线运行以及后工序加工而不破损开裂。
本发明配方中，粘接剂与解胶剂还可以提高抛光废渣的可塑性及流动性。
本发明配方中，加入水玻璃用以提高烧结过程中的坯体强度，解决了坯体易变形的问题，同时，水玻璃的加入还降低了烧结温度，节省了能源。
综上，由于加入抛光废渣对烧结温度有一定的影响，本发明基础原料中引入了一定量的高铝石粉，并降低配方中的钾钠等碱金属助熔物的使用量，提高基础原料配方的始熔温度，促进配方的高温排气，通过提高基础原料配方的始熔温度来与抛光废渣较低的熔融温度相抵消，使得陶瓷大板有一个合适的烧成温度。
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种黑色陶瓷大板，包括按重量份计的以下有效组分：
表1有效组分
抛光废渣包括二氧化硅67.08wt％、三氧化二铝20.31wt％、氧化钙2.37wt％、氧化镁1.94wt％、三氧化二铁0.92wt％、二氧化钛0.38wt％、氧化钾2.5wt％和氧化钠2.45wt％，烧失量1.84wt％，总量99.79wt％。
黑色陶瓷大板的制备方法，将按重量份计的有效组分依序进行粉料球磨、过筛除铁、加色浆、喷粉、成型、干燥、施釉、喷墨印花、烧成和抛光步骤，得到黑色陶瓷大板。
实施例1-4：
实施例1-4和对比例的有效组分如表格2所示：
表2有效组分
有效组分中的成分参数如表3所示：
表3成分参数(wt％)
将有效组分依序进行粉料球磨、过筛除铁、加色浆、喷粉、成型、干燥、施釉、喷墨印花、烧成和抛光步骤，得到黑色陶瓷大板。
在上述制备过程中，所述球磨的转速为20-25r/min；所述过筛的过程中筛网使用的目数为220-300；所述筛网中加有除铁棒；所述干燥是将砖坯干燥至含水率<1％；所述底釉的施釉量为450-550g/m2；所述烧成温度为1100-1160℃；所述坯用黑色色料按色料：水＝1:1.5，加水球磨2h左右，球成色浆后加入料浆中搅拌均匀后备用。
对实施例1-4和对比例进行检测，结果如表4所示：
表4实施例和对比例的检测结果
根据上表测试结果，需要说明的是，断裂模数越大表明大板的强度和韧性越高，此项检测和大板的致密度及结构有关。在本发明的实施例与对比例的数据可知，加入抛光废渣后，由于其中包含适量的氧化钙、氧化镁、氧化二铁、氧化钾、氧化钠，可减少如上述配方中的超白石、精选砂、白砂等低温原料的用量，同时其与坯体化学组成差异不大，对陶瓷砖的破坏性大大降低，可以保证陶瓷大板在成型、干燥等环节具有良好的粉体流动性和坯体强度等。
经实验可知，当抛光废渣使用量为5份时，制得的产品的断裂模数及强度最高，而超过此用量时，其制得的产品的断裂模数及强度缓慢降低，因此所述抛光废渣的最优添加量为2-5份。
由于加入抛光废渣对烧结温度有一定的影响，本发明基础原料中引入了一定量的高铝石粉，并降低配方中的钾钠等碱金属助熔物的使用量，提高基础原料配方的始熔温度，促进配方的高温排气，通过提高基础原料配方的始熔温度来与抛光废渣较低的熔融温度相抵消，使得陶瓷大板有一个合适的烧成温度，以使坯体及产品获得更好的性能；综合以上性能参数可知，本发明通过优化抛光废渣与其他基础原料的配比，制备的陶瓷大板性能优异，同时回收抛光废渣，降低原料成本，减少废料浪费。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种黑色陶瓷大板，其特征在于，包括按重量份计的以下有效组分：
所述抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
2.如权利要求1所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，包括按重量份计的以下有效组分：
所述抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
3.如权利要求1所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，包括按重量份计的以下有效组分：
4.如权利要求1所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，所述硬质料包括按重量份计的：
5.如权利要求1所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，所述软质料包括按重量份计的：
高粘土 1-10份；
膨润土 1-5份
高岭土 25-50份。
6.如权利要求1所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，所述抛光废渣包括二氧化硅67.08wt％、三氧化二铝20.31wt％、氧化钙2.37wt％、氧化镁1.94wt％、三氧化二铁0.92wt％、二氧化钛0.38wt％、氧化钾2.5wt％和氧化钠2.45wt％，烧失量1.84wt％，总量99.79wt％。
7.如权利要求1所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，所述辅剂包括解胶剂和增强剂。
8.如权利要求7所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，所述解胶剂包括三聚磷酸钠、水玻璃和偏硅酸钠中的至少一种。
9.如权利要求7所述的黑色陶瓷大板，其特征在于，所述增强剂包括木质素和聚乙烯醇中的至少一种。
10.一种黑色陶瓷大板的制备方法，其特征在于，
将按重量份计的以下有效组分：
依序进行粉料球磨、过筛除铁、加色浆、喷粉、成型、干燥、施釉、喷墨印花、烧成和抛光步骤，得到黑色陶瓷大板；所述抛光废渣包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钾和氧化钠。
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