CN114656151A

CN114656151A - 一种抛釉砖耐磨釉料及其制备方法

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Publication number: CN114656151A
Application number: CN202210577791.9A
Authority: CN
Inventors: 罗强; 钟保民; 谢辛填; 徐瑜; 陈世清; 招键君
Original assignee: Foshan Dongpeng Ceramic Co Ltd; Foshan Dongpeng Ceramic Development Co Ltd; Guangdong Dongpeng Holdings Co Ltd
Current assignee: Foshan Dongpeng Ceramic Co Ltd; Foshan Dongpeng Ceramic Development Co Ltd; Guangdong Dongpeng Holdings Co Ltd
Priority date: 2022-05-26
Filing date: 2022-05-26
Publication date: 2022-06-24

Abstract

本发明涉及建筑陶瓷技术领域。本发明公开了一种抛釉砖耐磨釉料及其制备方法，该釉料包括生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块；生料粉的原料包括蓝宝石单晶氧化铝、白云石、烧滑石、氧化锌、碳酸锶和硫酸钡，其中，蓝宝石单晶氧化铝占生料粉原料总质量的4‑10%；晶相耐磨熔块的原料包括蓝宝石单晶氧化铝、锆英粉、萤石、烧滑石和高岭土，其中，蓝宝石单晶氧化铝占晶相耐磨熔块原料总质量的5‑12%；析晶耐磨熔块的原料包括钾冰晶石、煅烧氧化铝、氧化锌、碳酸锶、钾长石和方解石，氧化锌、碳酸锶、钾长石和方解石的总量占析晶耐磨熔块原料总质量的25‑45%；蓝宝石单晶氧化铝的粒径为325目‑500目。该釉料硬度高、耐磨性优异。

Description

一种抛釉砖耐磨釉料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种抛釉砖耐磨釉料及其制备方法。

背景技术

行业标准对陶瓷砖耐磨性能做了要求，以达到较长的使用寿命。基于对底面装饰材料耐磨性能的较高要求，高耐磨性能的釉料是业内人士的追求，然而普通抛釉砖耐磨性不足，表面硬度低，容易刮花，耐酸性能一般。

具体的，普通抛釉砖釉料采用全生料配方体系，一般采用钾、钠、钙、钡、硅铝体系，釉料烧结后表面玻璃相多，直接导致釉料表面硬度低、耐磨性差、耐酸能力一般。另外，钾、钠长石体系釉料烧结后釉料低共熔点温度低，玻璃相多，釉料在现在的瓷砖烧成制度下表面析晶量很少，耐磨性差。

现有技术中，有关于提高抛釉砖耐磨釉料的研究，耐磨性能普遍为4级2100转，6000转时的耐磨损耗较大，基于越来越高的瓷砖耐磨要求，4级2100转的耐磨性能已不能满足用户需求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种抛釉砖耐磨釉料及其制备方法，以生料、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块复配，该抛釉砖耐磨釉料的耐磨性能优异。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种抛釉砖耐磨釉料，包括生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块；

所述生料粉的原料包括蓝宝石单晶氧化铝、白云石、烧滑石、氧化锌、碳酸锶和硫酸钡，其中，所述蓝宝石单晶氧化铝占所述生料粉原料总质量的4-10%；

所述晶相耐磨熔块的原料包括蓝宝石单晶氧化铝、锆英粉、萤石、烧滑石和高岭土，其中，所述蓝宝石单晶氧化铝占所述晶相耐磨熔块原料总质量的5-12%；

所述析晶耐磨熔块的原料包括钾冰晶石、煅烧氧化铝、氧化锌、碳酸锶、钾长石和方解石，所述氧化锌、碳酸锶、钾长石和方解石的总量占所述析晶耐磨熔块原料总质量的25-45%；

所述蓝宝石单晶氧化铝的粒径为325目-500目。

进一步的，以质量百分比计，所述生料粉的原料包括：高岭土8-15%、蓝宝石单晶氧化铝4-10%、石英22-30%、白云石12-18%、烧滑石10-15%、钾长石10-15%、氧化锌3-8%、碳酸锶8-12%和硫酸钡2-8%。

进一步的，以质量百分比计，晶相耐磨熔块的原料包括：高岭土20-30%、石英5-10%、蓝宝石单晶氧化铝5-12%、锆英粉1-5%、方解石15-25%、烧滑石20-40%、白云石0-5%、氧化锌2-6%、萤石1-5%和硼砂1-5%。

进一步的，以质量百分比计，所述析晶耐磨熔块的原料包括：高岭土20-30%、煅烧氧化铝3-6%、石英12-20%、钾长石10-15%、钾冰晶石2-6%、方解石5-10%、烧滑石12-20%、氧化锌5-10%、碳酸锶5-10%和萤石1-5%。

进一步的，所述锆英粉的粒径为300-400目。

进一步的，所述生料粉、所述晶相耐磨熔块和所述析晶耐磨熔块的质量比为：（50-70）：（15-25）：（15-25）。

一种抛釉砖耐磨釉料的制备方法，用于制备上述的抛釉砖耐磨釉料，该方法包括以下步骤：

（1）将所述晶相耐磨熔块的原料粉碎，经高温烧制水淬，得到所述的晶相耐磨熔块；

（2）将所述析晶耐磨熔块的原料粉碎，经高温烧制水淬，得到所述的析晶耐磨熔块；

（3）将所述生料粉的原料粉碎得到所述生料粉；

（4）将所述晶相耐磨熔块和所述析晶耐磨熔块均粉碎后，与所述生料粉混合均匀，加入球磨机中球磨得到釉浆，陈腐后即得所述抛釉砖耐磨釉料。

进一步的，所述晶相耐磨熔块和所述析晶耐磨熔块的烧制温度曲线相同，所述烧制温度曲线为：

从常温至500℃，耗时2h；

从500℃升至900℃，耗时2h；

从900℃升至1100℃，耗时1h；

从1100℃升至1500℃，耗时0.5h；

1500℃保温1h。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明的抛釉砖耐磨釉料以生料、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块复配，该抛釉砖耐磨釉料的耐磨性能优异。具体的，生料粉中引入蓝宝石单晶氧化铝，能有效提升釉料的硬度及耐磨性，同时利用材料较好的透明性。采用钙镁、锌、锶体系生料粉对釉料的耐酸性能提升有一定的帮助，耐磨性能提升。

本发明的制备抛釉砖耐磨釉料的步骤简单，工艺难度低。所得到的抛釉砖耐磨釉料有优异的耐磨效果。

具体实施方式

下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种抛釉砖耐磨釉料，包括生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块；

生料粉的原料包括蓝宝石单晶氧化铝、白云石、烧滑石、氧化锌、碳酸锶和硫酸钡，其中，蓝宝石单晶氧化铝占生料粉原料总质量的4-10%；

晶相耐磨熔块的原料包括蓝宝石单晶氧化铝、锆英粉、萤石、烧滑石和高岭土，其中，蓝宝石单晶氧化铝占晶相耐磨熔块原料总质量的5-12%；

析晶耐磨熔块的原料包括钾冰晶石、煅烧氧化铝、氧化锌、碳酸锶、钾长石和方解石，氧化锌、碳酸锶、钾长石和方解石的总量占析晶耐磨熔块原料总质量的25-45%；

蓝宝石单晶氧化铝的粒径为325目-500目。

本发明的抛釉砖耐磨釉料以生料、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块复配，该抛釉砖耐磨釉料的耐磨性能优异。具体的，生料粉中引入蓝宝石单晶氧化铝，能有效提升釉料的硬度及耐磨性，同时利用材料较好的透明性。采用钙镁、锌、锶体系生料粉对釉料的耐酸性能提升有一定的帮助，提升生料粉的耐磨性能。

晶体耐磨熔块原料中的蓝宝石型单晶氧化铝硬度高，透明性好于煅烧氧化铝，同时提升耐磨、耐酸性。本发明实施例采用的蓝宝石单晶氧化铝材料为青海圣诺光电科技有限公司提供。锆英粉是已经破碎研磨后的粉料，研磨后的粉料表面积大，活性高于普通锆英砂，锆英粉会有少量熔解于玻璃相中，从而最大化的利用氧化锆的耐磨和耐酸性能。如果通过其他原料引入氧化锆，目的也是利用氧化锆的耐磨性，但是对釉料的透明度有影响。烧滑石与高岭土中活性氧化铝高温生产堇青石晶体，提升釉料的耐磨性及耐酸性能。萤石、硼砂是低熔点溶剂，两者的引入能有效降低熔块料的粘度，熔块高温均化后能顺利下料。以萤石引入氟能打断部分石英的硅氧四面体结构，有利于堇青石晶体结构的生成。硼砂能提升釉料的耐酸能力。

晶相耐磨熔块是钙镁体系熔块，其烧制耐酸能力好于钾钠体系的熔块。晶体耐磨熔块具有硬度高、耐磨、耐酸性能佳的特点，且晶相成分稳定，熔块粘度适中。

需要说明的是，煅烧氧化铝以氢氧化铝和工业氧化铝为原料，高温条件下煅烧成多晶稳定态氧化铝。而蓝宝石单晶内部缺陷很少，没有晶界空隙等优良的结构特点，基本上不受酸碱腐蚀。蓝宝石单晶结构对比煅烧氧化铝透明性较好，用量可以大于煅烧氧化铝方，从而釉料的硬度、耐磨性均会有提升。本发明中的蓝宝石型单晶氧化铝为人工合成材料，有较高的纯度。

析晶耐磨熔块原料中的钾冰晶石能有效降低氧化铝的熔点，氧化铝熔解后能与氧化硅、氧化镁、氧化钙等反应生产堇青石、钙长石、莫来石等复合晶相。配方结构中氧化锌，碳酸锶、钾长石和方解石的用量高达25-45%，大量低温熔剂的应用，氧化锌，碳酸锶、钾长石和方解石等具有降低熔块高温粘度。

另外，析晶耐磨熔块与晶相耐磨熔块复配能有效降低晶相耐磨熔块的烧成制度下高温粘度，从而产生晶体生长，增加釉料的耐磨性及耐酸性。

钾冰晶石引入到配方中的目的在于利用材料特殊的多孔性结构，烧结过程中能降低氧化铝的熔点，从而使得氧化铝熔解到配方中，促进晶相的形成。其他原料引入氟、钾未必能达到预期，氟本身是一种具有挥发性、腐蚀性较强的元素，与其他元素结合后的材料的熔点不同，反应产生的晶体结构也会有差别，直接影响配方的耐磨性、透明度和耐化学腐蚀性能。

本发明开发低温耐磨熔块（析晶耐磨熔块）的目的在于有效利用低温耐磨熔块的高温粘度小，从而使得晶相耐磨熔块在析晶耐磨熔块复合过程中，釉面产生更多的晶相，提升釉料的耐磨、耐酸能力。

另外，蓝宝石单晶氧化铝的粒径为325目-500目，这就使得晶相耐磨熔块在烧成过程中，能有部分溶解到熔块中，提高耐磨效果，优选的，蓝宝石单晶氧化铝过400目筛。

进一步的，以质量百分比计，生料粉的原料包括：高岭土8-15%、蓝宝石单晶氧化铝4-10%、石英22-30%、白云石12-18%、烧滑石10-15%、钾长石10-15%、氧化锌3-8%、碳酸锶8-12%和硫酸钡2-8%。其中，高岭土用量太多，影响浆料的流动性，釉料的透明度差，若用量太少，导致釉面耐磨性差；蓝宝石单晶氧化铝用量太多，影响釉面的透明度，若用量太少，则难以达到优异的耐磨性能。

优选的，以质量百分比计，生料粉的原料为：高岭土10%、蓝宝石单晶氧化铝6%、石英26%、白云石15%、烧滑石12%、钾长石12%、氧化锌5%、碳酸锶10%和硫酸钡4%。

进一步的，以质量百分比计，晶相耐磨熔块的原料包括：高岭土20-30%、石英5-10%、蓝宝石单晶氧化铝5-12%、锆英粉1-5%、方解石15-25%、烧滑石20-40%、白云石0-5%、氧化锌2-6%、萤石1-5%和硼砂1-5%。其中，蓝宝石单晶氧化铝用量太多，釉料的透明性差，用量太少，则釉面耐磨性差；锆英粉用于提供锆元素，氧化锆有极好的硬度、能增加熔块的耐磨性，同时氧化锆耐酸能力最佳，锆英粉不能太多，有乳浊釉料的作用；烧滑石作为堇青石晶体的Mg元素提供者；氧化锌为熔剂，活化熔块的流动性；萤石能降低熔块中难溶物质的熔点，若用量太多，由于其加热分解成氢氟酸，对坩埚有腐蚀性，不利于大生产烧制。硼砂用于提供硼元素，氧化硼（BO₄）为稳定结构，极好的耐酸能力，同时作为低温熔剂，与玻璃体形成低共熔体。

优选的，以质量百分比计，晶相耐磨熔块的原料为：高岭土25%、石英6%、蓝宝石单晶氧化铝8%、锆英粉3%、方解石18%、烧滑石30%、白云石1%、氧化锌4%、萤石3%和硼砂2%。

进一步的，以质量百分比计，析晶耐磨熔块的原料包括：高岭土20-30%、煅烧氧化铝3-6%、石英12-20%、钾长石10-15%、钾冰晶石2-6%、方解石5-10%、烧滑石12-20%、氧化锌5-10%、碳酸锶5-10%和萤石1-5%。其中，高岭土用量太多，会导致熔块粘度大，不容易下料，若用量太少，则耐磨性变差；煅烧氧化铝若用量太多，会影响釉料透明度，用量太少，耐磨性变差；钾冰晶石用量不能太多，太多会导致熔块料粘性较大，不容易出料，但是，太少达不到目标性能要求，耐磨性变差；烧滑石用量太少，釉面耐磨性变差，若用量太多，熔块粘度较大，不容易下料。

优选的，以质量百分比计，析晶耐磨熔块的原料包括：高岭土25%、煅烧氧化铝4%、石英16%、钾长石12%、钾冰晶石4%、方解石6%、烧滑石15%、氧化锌8%、碳酸锶8%和萤石2%。

进一步的，锆英粉的粒径为300-400目。细粉在高温条件下能有少量熔解，达到提高釉料的透明度的效果。

进一步的，生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块的质量比为：（50-70）：（15-25）：（15-25）。该比例范围的釉料应用于抛釉砖，抛釉砖耐磨等级：4级6000转，莫氏硬度：6级，防污：5级，耐酸：GHA。

生料粉与两种熔块复配，通过实验方法测试不同比例的耐磨性，确定最佳复合比例：生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块的质量比为=6：2：2。

相应的，本发明还提供一种抛釉砖耐磨釉料的制备方法，用于制备上述的抛釉砖耐磨釉料，该方法包括以下步骤：

（1）将晶相耐磨熔块的原料粉碎，经高温烧制水淬，得到的晶相耐磨熔块；

（2）将析晶耐磨熔块的原料粉碎，经高温烧制水淬，得到的析晶耐磨熔块；

（3）将生料粉的原料粉碎得到生料粉；

（4）将晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块均粉碎后，与生料粉混合均匀，加入球磨机中球磨得到釉浆，陈腐后即得抛釉砖耐磨釉料。

上述制备抛釉砖耐磨釉料的步骤简单，工艺难度低。所得到的抛釉砖耐磨釉料有优异的耐磨效果。具体的，抛釉砖釉浆参数：比重：1.85-1.92g/cm³；流速：30-60秒（以涂四粘度计测试）；施釉量：90-100g(300mm*600mm)。

进一步的，晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块的烧制温度曲线相同，烧制温度曲线为：

从常温至500℃，耗时2h；

从500℃升至900℃，耗时2h；

从900℃升至1100℃，耗时1h；

从1100℃升至1500℃，耗时0.5h；

1500℃保温1h。

该烧制温度曲线中，熔块烧制温度到1500°保温时间1小时，能够让熔块料中晶相更加温定。

以下通过实施例和对比例进一步阐述本发明。

实施例1-5抛釉砖耐磨釉料的配方和制备方法

抛釉砖耐磨釉料以质量百分比计的配方如下表所示。

上述配方中，蓝宝石单晶氧化铝的粒径为325目-500目，锆英粉的粒径为300-400目。实施例1-5中，生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块的质量比依次为：50:15:15、60:20:25、60:20:20、70:15:20、60:15:20。

上述配方的抛釉砖耐磨釉通过以下方法制成釉浆。

该抛釉砖耐磨釉的釉浆制备方法包括以下步骤：

（3）将生料粉的原料粉碎得到生料粉；

上述制备抛釉砖耐磨釉料的步骤简单，工艺难度低。所得到的抛釉砖耐磨釉料有优异的耐磨效果。

其中，晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块的烧制温度曲线相同，烧制温度曲线为：

从常温至500℃，耗时2h；

从500℃升至900℃，耗时2h；

从900℃升至1100℃，耗时1h；

从1100℃升至1500℃，耗时0.5h；

1500℃保温1h。

将制得的釉料布施于砖坯表面，入窑烧制，烧成后进行抛磨，得到抛釉砖。对抛釉砖的釉面性能进行测试，测试结果为：抛釉砖耐磨等级：4级6000转，莫氏硬度：6级，防污：5级，耐酸：GHA。

对比例A

本对比例的生料粉和晶相耐磨熔块的配方与实施例3基本相同，不同之处在于蓝宝石单晶氧化铝的用量。本对比例的生料粉和晶相耐磨熔块以质量份数计的配方如下表所示。

以实施例1-5的制备方法制备上述配方的釉料，将制得的釉料布施于砖坯表面，入窑烧制，烧成后进行抛磨，得到抛釉砖。对抛釉砖的釉面性能进行测试，测试结果如下表所示。

由上表可知，蓝宝石单晶氧化铝需同时应用于生料粉和晶相耐磨熔块才能使得釉料烧成后有优异的耐磨性能。

对比例B

本对比例的生料粉和晶相耐磨熔块的配方与实施例3基本相同，不同之处在于蓝宝石单晶氧化铝的粒径。本对比例的生料粉和晶相耐磨熔块的蓝宝石单晶氧化铝粒径如下表所示。

上述配方以实施例1-5的制备方法制备上述配方的釉料，将制得的釉料布施于砖坯表面，入窑烧制，烧成后进行抛磨，得到抛釉砖。对抛釉砖的釉面性能进行测试，对比例B1、B3和B4的釉面的耐磨性能稍逊于实施例3，这是因为有料中溶解氧化铝的量不够，耐磨晶相生成量少，而对比例B2的釉面耐磨性能稍也逊于实施例3，但釉面透明度较差，这是因为蓝宝石单晶氧化铝的粒径过小，在烧制过程中有较大量的溶解，影响釉面透明度。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抛釉砖耐磨釉料，其特征在于，包括生料粉、晶相耐磨熔块和析晶耐磨熔块；

所述生料粉和所述晶相耐磨熔块，两者原料中的所述蓝宝石单晶氧化铝的粒径均为325目-500目。

2.根据权利要求1所述的抛釉砖耐磨釉料，其特征在于，以质量百分比计，所述生料粉的原料包括：高岭土8-15%、蓝宝石单晶氧化铝4-10%、石英22-30%、白云石12-18%、烧滑石10-15%、钾长石10-15%、氧化锌3-8%、碳酸锶8-12%和硫酸钡2-8%。

3.根据权利要求1所述的抛釉砖耐磨釉料，其特征在于，以质量百分比计，晶相耐磨熔块的原料包括：高岭土20-30%、石英5-10%、蓝宝石单晶氧化铝5-12%、锆英粉1-5%、方解石15-25%、烧滑石20-40%、白云石0-5%、氧化锌2-6%、萤石1-5%和硼砂1-5%。

4.根据权利要求1所述的抛釉砖耐磨釉料，其特征在于，以质量百分比计，所述析晶耐磨熔块的原料包括：高岭土20-30%、煅烧氧化铝3-6%、石英12-20%、钾长石10-15%、钾冰晶石2-6%、方解石5-10%、烧滑石12-20%、氧化锌5-10%、碳酸锶5-10%和萤石1-5%。

5.根据权利要求1所述的抛釉砖耐磨釉料，其特征在于，所述锆英粉的粒径为300-400目。

6.根据权利要求1所述的抛釉砖耐磨釉料，其特征在于，所述生料粉、所述晶相耐磨熔块和所述析晶耐磨熔块的质量比为：（50-70）：（15-25）：（15-25）。

7.一种抛釉砖耐磨釉料的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-6任一项所述的抛釉砖耐磨釉料，该方法包括以下步骤：

（3）将所述生料粉的原料粉碎得到所述生料粉；

8.根据权利要求7所述的抛釉砖耐磨釉料的制备方法，其特征在于，所述晶相耐磨熔块和所述析晶耐磨熔块的烧制温度曲线相同，所述烧制温度曲线为：

从常温至500℃，耗时2h；

从500℃升至900℃，耗时2h；

从900℃升至1100℃，耗时1h；

从1100℃升至1500℃，耗时0.5h；

1500℃保温1h。