CN115353377B - 一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法 - Google Patents
一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115353377B CN115353377B CN202211269407.5A CN202211269407A CN115353377B CN 115353377 B CN115353377 B CN 115353377B CN 202211269407 A CN202211269407 A CN 202211269407A CN 115353377 B CN115353377 B CN 115353377B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- green body
- blank
- ceramic tile
- temperature
- ultralow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/19—Alkali metal aluminosilicates, e.g. spodumene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
- C04B35/62615—High energy or reactive ball milling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62695—Granulation or pelletising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/447—Phosphates or phosphites, e.g. orthophosphate, hypophosphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了涉及建筑陶瓷技术领域,尤其涉及一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法,按照质量百分比,超低温瓷质砖坯体包括以下原料:硼镁矿6~8%、铝矾土4~7%、烧滑石3~5%、钾砂12~15%、钠长石15~22%、水洗钠砂18~22%、混合泥2~5%、膨润土10~13%和贺州石粉12~17%。本方案提出的一种超低温瓷质砖坯体,将硼镁粉引入瓷质砖坯体的原料配方,以形成K2O‑Na2O‑MgO‑B2O3的四元复合熔剂,可有效降低坯体的烧成温度、拓宽其烧成温度范围及缩短其烧成周期,以实现瓷质砖坯体的超低温烧成。进而提出一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其实现了瓷质砖坯体的超低温快烧,从而有效降低瓷质砖坯体的生产能耗。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷技术领域,尤其涉及一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法。
背景技术
随着矿物原料的日渐枯竭,世界能源供应日趋紧张,能源危机己初现端倪,能源价格上涨,导致生产成本大幅提高。各行各业都在竭尽全力采取有效措施以节能降耗,陶瓷行业是能耗的大户,在经济能源的消耗中占了很大的比例,因此,降低陶瓷生产过程中的能耗是陶瓷行业的一项长期的重要任务。
建筑陶瓷技术中,降低烧成能耗是降低生产成本和提高经济效益中的一个重要环节;而要降低坯体的烧成温度,其根本性办法就是要实现坯体的低温烧成。现有的瓷质砖坯体(指的是吸水率≤0.5%的陶瓷砖坯体)烧成温度一般在1180~1250℃,这不仅耗费了大量的能源和矿产,而且也使得瓷质砖坯体的生产成本也相对变高。
为了降低瓷质砖坯体的烧成温度,现有技术中一般采用引入含K2O和Na2O 等低温砂的方法,使坯体在未到达最低共熔点的温度就能提前烧结,进而达到低温烧结的目的。但当温度到达最低共熔点前,出现的液相量很少,然而温度达到最低共熔点时,会立刻出现大量液相,并且伴随着温度升高而迅速变多,令坯体发生变形。因此,引入低温砂的方法虽然可以降低坯体的烧结温度,但同时也会令产品的烧成温度范围变窄,而若坯体的烧成温度范围过窄,要不就容易使坯体欠烧,从而导致坯体致密化不够,要不就容易过烧,过烧坯体容易变形,容易出现弯曲翘曲,砖体不平整,影响坯体的整体性能指标,例如强度下降等。
公开号为CN1086798A,名称为“低温烧成的高级日用细瓷及生产工艺”的中国发明专利,其公开了一种低温烧成的高级日用细瓷,以钾长石和钠长石混合熔剂为主要熔剂,坯体的烧成温度为1140~1200℃,烧成温度偏高,且坯体容易变形。
公开号为CN110483014A,名称为“低温烧成环保坯料、环保陶瓷坯体及其制备方法”的中国发明专利,其采用氧化钛作为助烧剂,并采用两次烧成的制备方法,将粗坯于1000~1100℃进行高温烧结10~12h,得到陶瓷坯体,此种方法不仅消耗大量的能源,而且烧成温度偏高,容易导致陶瓷坯体的吸水率过高而无法瓷化。
公开号为CN111892389A,名称为“一种多元复合熔剂低温烧成大理石瓷砖坯料及其制备方法”的中国发明专利,其公开了以CaO-MgO-Na2O-K2O作为复合助熔剂的技术方案制备坯料,但坯体的烧成温度仍然高达1170~1185℃,烧成周期为67min,仍然较长。
公开号为CN102976721A,名称为“一种低温烧成陶瓷釉面砖及其制备方法”的中国发明专利,其利用透锂长石作为砖坯降温材料,但从其技术方案中可以得知,其所制备的釉面砖的烧成温度达到了较高的1200℃,且其烧成周期偏长,达到了65min。公开号为CN114349492A,名称为“一种低温烧成高强度建筑陶瓷坯体及其制备方法”的中国发明专利,其利用锂云母和钢渣作为助熔剂,以在烧制过程中会形成多元低共熔化合物,从而达到降低坯体烧成温度的目的,但其坯体的烧成温度达到1100~1140℃,仍然较高;且助熔剂钢渣中的铁离子容易影响坯体颜色,不利于满足使用需求。另外,以上两个现有技术都提到利用锂作为砖坯降温材料,目前由于新能源汽车的兴起,造成锂需求大涨,导致锂资源供不应求,价格上涨;所以,上述现有技术中锂的引入虽然可以达到降低坯体烧成温度的目的,但容易引起生产成本的上升。
综上所述,现有降低坯体烧成温度的瓷质砖坯体原料配方中,通常在原料中引入K2O、Na2O、TiO2、锂或金属矿渣,但仍然存在烧成温度较高、烧成温度范围较窄和烧成周期较长的技术问题,且能耗的降低难以与生产成本的降低、性能指标的降低兼容。
发明内容
本发明的目的在于提出一种超低温瓷质砖坯体,将硼镁粉引入瓷质砖坯体的原料配方,以形成K2O-Na2O-MgO-B2O3的四元复合熔剂,可有效降低坯体的烧成温度、拓宽其烧成温度范围及缩短其烧成周期,以实现瓷质砖坯体的超低温烧成,克服现有技术中的不足之处。
本发明的另一个目的在于提出一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其克服了现有技术中瓷质砖坯体的烧成温度高、烧成温度范围窄及烧成周期长的缺陷,实现了瓷质砖坯体的超低温快烧,从而有效降低瓷质砖坯体的生产能耗。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种超低温瓷质砖坯体,按照质量百分比,包括以下原料:硼镁矿6~8%、铝矾土4~7%、烧滑石3~5%、钾砂12~15%、钠长石15~22%、水洗钠砂18~22%、混合泥2~5%、膨润土10~13%和贺州石粉12~17%。
优选的,按照质量百分比,所述钾砂的K2O含量为4~4.5%,Na2O含量为0.6~0.8%。
优选的,按照质量百分比,所述水洗钠砂的Na2O含量为6~8%。
一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,用于上述的超低温瓷质砖坯体,包括以下步骤:
A、按配方将超低温瓷质砖坯体的原料进行混合,得到混合料;
B、向混合料中添加解胶剂后进行混合、加水球磨;
C、将球磨处理后的混合料进行过筛,过滤掉大颗粒物后进入大池陈腐,得到水化均匀的浆料;
D、将浆料过筛除铁,经干燥、造粒得到粉料;
E、将粉料过筛后进料仓陈腐,得到坯料;
F、将坯料压制后,入窑炉烧成得到超低温瓷质砖坯体;其中,所述超低温瓷质砖坯体的烧成温度为1000~1050℃,烧成周期45~50min。
优选的,步骤B中,所述解胶剂包括无机解胶剂和有机解胶剂,且按照质量百分比,所述无机解胶剂的添加量为所述超低温瓷质砖坯体的原料总量的0.3~0.6%,所述有机解胶剂的添加量为所述超低温瓷质砖坯体的原料总量的0.3~0.5%。
优选的,所述无机解胶剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中任意一种或多种的组合。
优选的,按照质量百分比,所述有机解胶剂包括以下原料:水玻璃50~60%、改性木质素10~30%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂15~25%。
优选的,步骤C中,按照质量百分比,所述浆料的含水率为32~34%,所述浆料的流动性为35~60s,比重为1.69~1.71g/cm3。
优选的,步骤D中,所述粉料的颗粒级配为:20目筛网筛余0.6~1.0%、40目筛网筛余53%~58%、60目筛网筛余91%~92%、100目筛网筛余98~99%。
优选的,步骤D中,按照质量百分比,所述粉料的含水率为6.5~7.5%。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
1、将天然矿物原料硼镁矿引入至陶瓷领域的坯体原料中,可以使坯体在较低的温度下提前形成液相,由于液相的粘性流动和表面张力,使得其能提前填充坯体内部的空隙,促使颗粒重排,互相靠拢并彼此粘结成整体;另外,坯体气孔率迅速降低,在更低的温度下产生低共熔物K2O-Na2O-MgO-B2O3四元复合熔剂,碱性氧化物逐步地进入液相,使得在四元复合熔剂作用下生成的液相量逐渐增多,且呈阶梯性地逐渐出现在坯体中,并逐步溶解其他物质,致使坯体更加致密化,从而实现降低烧成温度、拓宽烧成温度范围以及缩短烧成周期的目的。
2、由于硼镁矿的pH值一般为9~10,呈碱性,其在坯体原料的引入会导致坯体制备过程中的中间产物之一的浆料在正常含水率为35%的情况下变稠,出现无法出浆的情况。因此,为了解决硼镁矿在坯体原料中的引入导致坯体无法正常生产的技术问题,在制备过程中添加解胶剂与坯体原料进行混合和球磨,从而能有效确保浆料的解胶性能,保证正常出浆。
具体实施方式
一种超低温瓷质砖坯体,按照质量百分比,包括以下原料:硼镁矿6~8%、铝矾土4~7%、烧滑石3~5%、钾砂12~15%、钠长石15~22%、水洗钠砂18~22%、混合泥2~5%、膨润土10~13%和贺州石粉12~17%。
为了降低坯体的烧成温度、拓宽其烧成温度范围及缩短其烧成周期,从而实现瓷质砖坯体的超低温烧成,本技术方案提出了一种超低温瓷质砖坯体,其原料配方包括以质量百分比计算的硼镁矿6~8%、铝矾土4~7%、烧滑石3~5%、钾砂12~15%、钠长石15~22%、水洗钠砂18~22%、混合泥2~5%、膨润土10~13%和贺州石粉12~17%。
硼镁矿为化工领域的常见矿物原料,其主要用于提炼硼砂和硼酸等含硼化工产品。本方案将天然矿物原料硼镁矿引入至陶瓷领域的坯体原料中,可以使坯体在较低的温度下提前形成液相,由于液相的粘性流动和表面张力,使得其能提前填充坯体内部的空隙,促使颗粒重排,互相靠拢并彼此粘结成整体;另外,坯体气孔率迅速降低,在更低的温度下与配方中的其他原料共同作用产生低共熔物K2O-Na2O-MgO-B2O3四元复合熔剂,碱性氧化物逐步地进入液相,使得在四元复合熔剂作用下生成的液相量逐渐增多,且呈阶梯性地逐渐出现在坯体中,并逐步溶解其他物质,致使坯体更加致密化,从而实现降低烧成温度、拓宽烧成温度范围以及缩短烧成周期的目的。也就是说,坯体原料熔融时所产生的液相呈阶梯状,且为连续阶梯状,其与现有的K2O和Na2O体系所产生的液相不同,现有的K2O和Na2O体系,当坯体的煅烧温度到达最低共熔点前,出现的液相量很少,然而坯体的煅烧温度达到最低共熔点时,会立刻出现大量液相,并且伴随着温度升高而迅速变多,令坯体发生变形。而上述阶梯状液相的生成,有助于坯体更加致密化,从而解决现有技术中坯体的烧成温度过高、烧成温度范围过窄以及烧成周期过长的技术问题,以便于实现瓷质砖坯体的超低温烧成;且利用本方案的原料配方制备而成的瓷质砖坯体,可有效兼容瓷质砖坯体生产过程中的能耗、生产成本和性能指标,制得的瓷质砖坯体吸水率≤0.5%,断裂模数至少能达到38MPa。
具体地,本方案中超低温瓷质砖坯体的原料主要分为四个大类。
第一大类为钾砂、钠长石、水洗钠砂和贺州石粉。上述原料的引入,在一方面,可以为坯体提供硅、钾和钠三种熔剂元素,从而令原料在较低的煅烧温度下产生液相,以有效促进坯体的烧成;在另一方面,其可有效熔解坯体原料中的部分泥的分散产物和石英颗粒,促使液相中的氧化铝和氧化硅相互作用,并有效生成莫来石晶体,赋予坯体力学强度和化学稳定性。当上述原料的添加量过多时,容易增多坯体中的玻璃相,从而降低制备后坯体的性能指标,而当上述原料的添加量过少时,则不足以熔解原料中的部分泥的分散产物和石英颗粒,且对坯体烧成温度的降低所起到的作用也十分有限。
第二大类为混合泥和膨润土。上述原料在坯体中的引入可确保坯体的可塑性,同时能在坯体的制备过程中保证中间产物之一浆料的悬浮性和稳定性,另外,由于上述原料的化学成分富含氧化铝和氧化硅,从而更有利于莫来石晶体的生成,进一步提升坯体的力学性能。当在坯体原料中引入过多上述原料时,容易导致坯体烧成温度的提高,而当在坯体原料中引入过少上述原料时,一方面容易增大坯体在制备过程中的加工难度,另一方面会令坯体原料中的氧化铝含量过低,从而不利于莫来石晶相的生成,导致坯体力学强度的降低。
第三大类为铝矾土。铝矾土可以为坯体提供足够的氧化铝,氧化铝的含量极大地影响了坯体的烧结程度、烧成温度和软化温度;另外,氧化铝还会在煅烧过程中与氧化硅相互作用,以促进坯体的力学性能。当坯体原料中铝矾土的含量过多时,容易导致坯体烧成温度的提高,而当坯体原料中铝矾土的含量过少时,则会影响坯体的烧结程度、烧成温度和软化温度,不利于保证坯体的力学性能。
第四大类为硼镁矿和烧滑石。四元复合熔剂中的氧化硼主要由硼镁矿引入,而四元复合熔剂中的氧化镁则主要由硼镁矿和烧滑石引入,硼镁矿、烧滑石和第一大类原料可在较低的煅烧温度下相互作用形成K2O-Na2O-MgO-B2O3的四元复合熔剂,从而实现降低烧成温度、拓宽烧成温度范围以及缩短烧成周期的目的。
需要说明的是,本方案的坯体原料所使用的硼镁矿为天然矿物,可通过市售途径购入使用,且其市场售价较低,可有效控制超低温瓷质砖坯体的制备成本;而本方案的坯体原料中所使用的其他原料均为建筑陶瓷技术领域常规的陶瓷原料,同样可通过市售途径购入使用。
更进一步说明,按照质量百分比,所述钾砂的K2O含量为4~4.5%,Na2O含量为0.6~0.8%。
在本技术方案的一个实施例中,优选以质量百分比计算的K2O含量为4~4.5%以及Na2O含量为0.6~0.8%的钾砂添加至坯体原料中,有助于提升四元复合熔剂中K2O的含量,以便于实现降低烧成温度、拓宽烧成温度范围以及缩短烧成周期的目的。
优选的,按照质量百分比,所述钾砂的K2O含量为4.28%,Na2O含量为0.69%。
更进一步说明,按照质量百分比,所述水洗钠砂的Na2O含量为6~8%。
在本技术方案的另一个实施例中,优选以质量百分比计算的Na2O含量为6~8%的水洗钠砂添加至坯体原料中,有助于提升四元复合熔剂中Na2O的含量,更有利于实现降低烧成温度、拓宽烧成温度范围以及缩短烧成周期的目的。
优选的,按照质量百分比,所述水洗钠砂的Na2O含量为7.87%。
一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,用于制备上述的超低温瓷质砖坯体,包括以下步骤:
A、按配方将超低温瓷质砖坯体的原料进行混合,得到混合料;
B、向混合料中添加解胶剂后进行混合、加水球磨;
C、将球磨处理后的混合料进行过筛,过滤掉大颗粒物后进入大池陈腐,得到水化均匀的浆料;
D、将浆料过筛除铁,经干燥、造粒得到粉料;
E、将粉料过筛后进料仓陈腐,得到坯料;
F、将坯料压制后,入窑炉烧成得到超低温瓷质砖坯体;其中,所述超低温瓷质砖坯体的烧成温度为1000~1050℃,烧成周期45~50min。
由于硼镁矿的pH值一般为9~10,呈碱性,其在坯体原料的引入会导致坯体制备过程中的中间产物之一的浆料在正常含水率为35%的情况下变稠,出现无法出浆的情况。
因此,为了解决硼镁矿在坯体原料中的引入导致坯体无法正常生产的技术问题,本方案提出了一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,在制备过程中添加解胶剂与坯体原料进行混合和球磨,从而能有效确保浆料的解胶性能,保证步骤C中正常出浆。
由于本方案中的制备方法采用超低温瓷质砖坯体的原料配方来制备瓷质砖坯体,并解决了硼镁矿在坯体原料中的引入导致坯体无法正常生产的技术问题,从而能有效实现瓷质砖坯体的超低温烧成,使其烧成温度可低至1000~1050℃,烧成温度范围达到50℃,烧成周期最长仅为50min,从而极大地降低了坯体的生产能耗。
更进一步说明,步骤B中,所述解胶剂包括无机解胶剂和有机解胶剂,且按照质量百分比,所述无机解胶剂的添加量为所述超低温瓷质砖坯体的原料总量的0.3~0.6%,所述有机解胶剂的添加量为所述超低温瓷质砖坯体的原料总量的0.3~0.5%。
在本技术方案的一个优选实施例中,选用无机解胶剂和有机解胶剂共同作用与坯体原料进行混合球磨,并进一步优选其添加量,一方面,由于有机解胶剂的成本较高,混合解胶剂的使用可有效控制瓷质砖坯体的生产成本,另一方面,相比起单一解胶的使用,混合解胶剂更有利于提升浆料的解胶性能。
更进一步说明,所述无机解胶剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中任意一种或多种的组合。
更进一步说明,按照质量百分比,所述有机解胶剂包括以下原料:水玻璃50~60%、改性木质素10~30%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂15~25%。
需要说明的是,本方案中有机解胶剂的原料均为助剂生产领域的常规原料,可通过市售途径购入并配制,在此不再赘述。
优选的,按照质量百分比,所述有机解胶剂包括以下原料:水玻璃60%、改性木质素20%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂20wt%。
更进一步说明,步骤C中,按照质量百分比,所述浆料的含水率为32~34%,所述浆料的流动性为35~60s,比重为1.69~1.71g/cm3。
在本技术方案的一个实施例中,对浆料的含水率、流动性和比重进行了优选和限定,有利于喷雾造粒过程的正常实现,同时也有利于获得理想状态的粉料。
更进一步说明,步骤D中,所述粉料的颗粒级配为:20目筛网筛余0.6~1.0%、40目筛网筛余53%~58%、60目筛网筛余91%~92%、100目筛网筛余98~99%。
在本技术方案的另一个实施例中,对粉料的颗粒级配进行了优选和限定,该级配能使坯料既具有较好的流动性且能保证坯料的顺利输送,同时使坯料易分散,保证良好堆积密度,给予压制坯体较大的初始强度。
更进一步说明,步骤D中,按照质量百分比,所述粉料的含水率为6.5~7.5%。
在本技术方案的再一个实施例中,对粉料的含水率进行了优选和限定,能有效减少粉料当中的细粉,避免工作车间扬尘严重,提高粉料的硬度,改善了粉料的颗粒度,当粉料进行后续的压制工序时,可有效保证坯体的成型性能。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
A、按配方将超低温瓷质砖坯体的原料进行混合,得到混合料;其中,按照质量百分比,超低温瓷质砖坯体的原料包括硼镁矿6%、铝矾土7%、烧滑石5%、K2O含量为4.28%,Na2O含量为0.69%的钾砂12%、钠长石22%、Na2O含量为7.87%的水洗钠砂18%、混合泥5%、膨润土13%和贺州石粉12%。
B、向混合料中添加解胶剂后进行混合、加水球磨;其中,解胶剂包括占坯体原料总量0.3%的三聚磷酸钠和占坯体原料总量0.5%的有机解胶剂,且按照质量百分比,有机解胶剂包括水玻璃60%、改性木质素20%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂20wt%;
C、将球磨处理后的混合料进行过筛,过滤掉大颗粒物后进入大池陈腐,得到水化均匀的浆料;其中,按照质量百分比,浆料的含水率为32%,流动性为35s,比重为1.69g/cm3;
D、将浆料过筛除铁,经干燥、造粒得到粉料;其中,粉料的颗粒级配为:20目筛网筛余0.6~1.0%、40目筛网筛余53%~58%、60目筛网筛余91%~92%、100目筛网筛余98~99%,按照质量百分比,粉料的含水率为6.5%;
E、将粉料过筛后进料仓陈腐,得到坯料;
F、将坯料压制后,入窑炉烧成得到超低温瓷质砖坯体;其中,所述超低温瓷质砖坯体的烧成温度为1000℃,烧成周期为50min。
实施例2
A、按配方将超低温瓷质砖坯体的原料进行混合,得到混合料;其中,按照质量百分比,超低温瓷质砖坯体的原料包括硼镁矿7%、铝矾土7%、烧滑石4%、K2O含量为4.28%,Na2O含量为0.69%的钾砂14%、钠长石15%、Na2O含量为7.87%的水洗钠砂21%、混合泥4%、膨润土12%和贺州石粉16%。
B、向混合料中添加解胶剂后进行混合、加水球磨;其中,解胶剂包括占坯体原料总量0.4%的三聚磷酸钠和占坯体原料总量0.4%的有机解胶剂,且按照质量百分比,有机解胶剂包括水玻璃60%、改性木质素20%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂20wt%;
C、将球磨处理后的混合料进行过筛,过滤掉大颗粒物后进入大池陈腐,得到水化均匀的浆料;其中,按照质量百分比,浆料的含水率为33%,流动性为50s,比重为1.7g/cm3;
D、将浆料过筛除铁,经干燥、造粒得到粉料;其中,粉料的颗粒级配为:20目筛网筛余0.6~1.0%、40目筛网筛余53%~58%、60目筛网筛余91%~92%、100目筛网筛余98~99%,按照质量百分比,粉料的含水率为7%;
E、将粉料过筛后进料仓陈腐,得到坯料;
F、将坯料压制后,入窑炉烧成得到超低温瓷质砖坯体;其中,所述超低温瓷质砖坯体的烧成温度为1020℃,烧成周期为48min。
实施例3
A、按配方将超低温瓷质砖坯体的原料进行混合,得到混合料;其中,按照质量百分比,超低温瓷质砖坯体的原料包括硼镁矿8%、铝矾土4%、烧滑石3%、K2O含量为4.28%,Na2O含量为0.69%的钾砂15%、钠长石19%、Na2O含量为7.87%的水洗钠砂22%、混合泥2%、膨润土10%和贺州石粉17%。
B、向混合料中添加解胶剂后进行混合、加水球磨;其中,解胶剂包括占坯体原料总量0.6%的三聚磷酸钠和占坯体原料总量0.3%的有机解胶剂,且按照质量百分比,有机解胶剂包括水玻璃60%、改性木质素20%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂20wt%;
C、将球磨处理后的混合料进行过筛,过滤掉大颗粒物后进入大池陈腐,得到水化均匀的浆料;其中,按照质量百分比,浆料的含水率为34%,流动性为60s,比重为1.71g/cm3;
D、将浆料过筛除铁,经干燥、造粒得到粉料;其中,粉料的颗粒级配为:20目筛网筛余0.6~1.0%、40目筛网筛余53%~58%、60目筛网筛余91%~92%、100目筛网筛余98~99%,按照质量百分比,粉料的含水率为7.5%;
E、将粉料过筛后进料仓陈腐,得到坯料;
F、将坯料压制后,入窑炉烧成得到超低温瓷质砖坯体;其中,所述超低温瓷质砖坯体的烧成温度为1050℃,烧成周期为45min。
性能测试
按照实施例1-3中的制备方式制备超低温瓷质砖坯体,并确保实施例1-3的步骤中没有提及的工艺参数保证一致,将上述实施例中的超低温瓷质砖坯体进行陶瓷领域常规的吸水率和断裂模数检测,其性能测试结果如下表1所示:
表1 不同超低温瓷质砖坯体的性能测试结果
超低温瓷质砖坯体 | 是否烧熟 | 吸水率(%) | 断裂模数(MPa) |
实施例1 | 是 | 0.08 | 45.2 |
实施例2 | 是 | 0.06 | 49.6 |
实施例3 | 是 | 0.03 | 51.6 |
从上述性能测试结果可以得知,由本方案的制备方法制备而成的超低温瓷质砖坯体,在烧成温度为1000~1050℃,烧成周期45~50min的烧制条件下能完成烧熟,且制得的瓷质砖坯体吸水率≤0.5%,满足瓷质砖的吸水率生产标准,断裂模数至少可达到45.2MPa,具有良好的力学强度。
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 (6)
1.一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、按配方将超低温瓷质砖坯体的原料进行混合,得到混合料;
按照质量百分比,所述超低温瓷质砖坯体由以下原料组成:硼镁矿6~8%、铝矾土4~7%、烧滑石3~5%、钾砂12~15%、钠长石15~22%、水洗钠砂18~22%、混合泥2~5%、膨润土10~13%和贺州石粉12~17%;
B、向混合料中添加解胶剂后进行混合、加水球磨;
所述解胶剂包括无机解胶剂和有机解胶剂,且按照质量百分比,所述无机解胶剂的添加量为所述超低温瓷质砖坯体的原料总量的0.3~0.6%,所述有机解胶剂的添加量为所述超低温瓷质砖坯体的原料总量的0.3~0.5%;所述无机解胶剂为三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中任意一种或多种的组合,按照质量百分比,所述有机解胶剂包括以下原料:水玻璃50~60%、改性木质素10~30%和聚羧酸盐类陶瓷解胶剂15~25%;
C、将球磨处理后的混合料进行过筛,过滤掉大颗粒物后进入大池陈腐,得到水化均匀的浆料;
D、将浆料过筛除铁,经干燥、造粒得到粉料;
E、将粉料过筛后进料仓陈腐,得到坯料;
F、将坯料压制后,入窑炉烧成得到超低温瓷质砖坯体;其中,所述超低温瓷质砖坯体的烧成温度为1000~1050℃,烧成周期45~50min。
2.根据权利要求1所述的一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其特征在于,按照质量百分比,所述钾砂的K2O含量为4~4.5%,Na2O含量为0.6~0.8%。
3.根据权利要求1所述的一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其特征在于,按照质量百分比,所述水洗钠砂的Na2O含量为6~8%。
4.根据权利要求1所述的一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其特征在于,步骤C中,按照质量百分比,所述浆料的含水率为32~34%,所述浆料的流动性为35~60s,比重为1.69~1.71g/cm3。
5.根据权利要求1所述的一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其特征在于,步骤D中,所述粉料的颗粒级配为:20目筛网筛余0.6~1.0%、40目筛网筛余53%~58%、60目筛网筛余91%~92%、100目筛网筛余98~99%。
6.根据权利要求1所述的一种超低温瓷质砖坯体的制备方法,其特征在于,步骤D中,按照质量百分比,所述粉料的含水率为6.5~7.5%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211269407.5A CN115353377B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211269407.5A CN115353377B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115353377A CN115353377A (zh) | 2022-11-18 |
CN115353377B true CN115353377B (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=84008508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211269407.5A Active CN115353377B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115353377B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116751042A (zh) * | 2023-08-17 | 2023-09-15 | 佛山市东鹏陶瓷有限公司 | 一种低温烧结的超低吸水率瓷砖及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4829029A (en) * | 1986-09-02 | 1989-05-09 | Nippondenso Co., Ltd. | Low temperature sintering ceramic material composition and process for producing the low temperature sintering ceramic |
CN101979359B (zh) * | 2010-09-20 | 2013-02-13 | 景德镇陶瓷学院 | 一种超低温烧结瓷砖及其制备方法 |
CN103011788B (zh) * | 2012-12-22 | 2015-01-21 | 蚌埠玻璃工业设计研究院 | 一种低介低膨胀低温共烧陶瓷材料及其制备方法 |
CN111533544A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-08-14 | 广东永航新材料实业股份有限公司 | 一种低温快烧的瓷质砖胚体及该瓷质砖的制备方法 |
CN111892389A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-11-06 | 清远市简一陶瓷有限公司 | 一种多元复合熔剂低温烧成大理石瓷砖坯料及其制备方法 |
CN112830768A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-25 | 广东清远蒙娜丽莎建陶有限公司 | 低温快烧瓷质砖坯料、制备方法以及使用该坯料制备的瓷质砖 |
CN113087503A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-07-09 | 佛山市东鹏陶瓷有限公司 | 一种一次烧成的发光陶瓷砖及其制备方法 |
CN113979722B (zh) * | 2021-11-25 | 2023-04-11 | 广东东唯新材料有限公司 | 一种陶瓷坯料、陶瓷曲面岩板 |
CN115010465B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-06-02 | 东莞市唯美陶瓷工业园有限公司 | 一种低温快烧陶瓷岩板及其制备方法 |
-
2022
- 2022-10-18 CN CN202211269407.5A patent/CN115353377B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115353377A (zh) | 2022-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN115353378B (zh) | 一种超低温环保瓷质砖坯体及其制备方法 | |
CN101717246B (zh) | 一种不被铝液润湿的高铝浇注料的制备方法 | |
CN103755361B (zh) | 一种铝铬硅质耐火材料 | |
CN102167513B (zh) | 一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术 | |
CN103351154B (zh) | 一种减薄陶瓷砖及其制造方法 | |
CN101817676B (zh) | 一种低蠕变电熔莫来石砖及其制造方法 | |
CN105417950B (zh) | 一种微晶材料助熔成核剂及其制备方法 | |
CN110526694B (zh) | 一种热膨胀系数可调的大理石瓷砖坯料及其制备方法 | |
CN115353377B (zh) | 一种超低温瓷质砖坯体及其制备方法 | |
CN112552036B (zh) | 一种硅灰石尾砂补强增韧低温瓷砖及其制备方法 | |
CN106145686B (zh) | 一种复合利用铅锌尾矿、电解锰废渣的微晶玻璃及其制作方法 | |
CN113336444B (zh) | 可消除抛光釉面针孔的高粘中层釉及使用其的抛光釉岩板 | |
CN110683851A (zh) | 环保型酸性炉衬干式振动料 | |
CN111892389A (zh) | 一种多元复合熔剂低温烧成大理石瓷砖坯料及其制备方法 | |
CN114702298B (zh) | 一种深色通体景观厚砖及其制备方法 | |
CN116715506B (zh) | 一种基于锂渣的陶瓷坯料、陶瓷坯体、陶瓷砖及其制备方法 | |
CN102718522B (zh) | 一种利用选矿废渣制备压裂支撑剂的方法 | |
CN109095904A (zh) | 一种低温快烧大理石瓷砖及其制备方法 | |
CN103159449A (zh) | 一种利用高炉重矿渣制备的耐热混凝土 | |
CN111533547A (zh) | 一种低铝高硅高强度不变形釉面砖及其制备方法 | |
CN110407564B (zh) | 微晶耐磨球砖 | |
CN102718525A (zh) | 一种利用矿渣制备压裂支撑剂的方法 | |
CN113307612A (zh) | 一种低吸水率高平整度的瓷砖坯料及其制备方法、陶瓷砖 | |
CN107226619B (zh) | 一种耐酸金刚釉及制备方法、耐酸金刚釉陶瓷砖制备方法 | |
CN110981413A (zh) | 高性能发泡陶瓷及其制备方法与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |