CN1634797A - 一种人造石及其制造方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种人造石及其制造方法和用途。该人造石含有以下成分:SiO2:60.0-70.0重量%;Al2O3:13.0-20.0重量%;K2O:5.0-13.0重量%;Na2O:1.0-5.0重量%;CaO:0.06-0.5重量%;Fe2O3:0-0.7重量%;MgO:0.01-0.9重量%;TiO2:0.01-0.09重量%;以人造石的总重量为基准。该人造石在可见光波段的光照射下具有透光性能。本发明的人造石的制造方法依次包括如下步骤:(1)将钾长石原料加热至1200-1600℃,使粉状固态物料熔融,保温1-4小时;(2)使产物自然冷却;所述钾长石原料的粒度为可以通过20-500目的筛网。本发明的人造石可以用于制成工艺品、装饰品或用作建筑装饰材料。本发明的人造石具有透光性,它由纯天然的无机材料制成,不会挥发有害的有机物质。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造石及其制造方法和用途。
背景技术
目前,在建筑装饰材料中,中档材料有陶瓷、玻璃等,高档材料有西班牙云石、伊朗玉石等。瓷砖成本低,但是不透光,不能用作高档装潢材料。玻璃透光率过高,装潢效果也不够好。天然的西班牙云石和伊朗玉石具有天然纹理和略微的透光性,装潢效果最好。但是天然的西班牙云石和伊朗玉石价格贵、规格小、大板少、易碎、表面不耐磨、颜色单一、货源少而且怕风吹雨打。为此,不断有研究报道,采用人工合成的方法、采用人工合成的原料来制备人造石,以期达到仿天然云石或玉石的目的和效果。曾有人工合成的高分子树脂板进入市场,它们虽然可以制成具有透光性,但是它们没有天然云石或玉石的天然纹理。同时,由于它们是人工合成材料,高温会挥发对人体有害的气味,而且怕火、不耐酸碱。
为了摒弃人工合成材料,也有研究报道采用天然材料制备人造石,例如有人采用石灰与长石原料制备人造石,或采用石英、石灰与长石为原料制备人造石,但是制成的产物没有像天然玉石一样的透光性。还有人采用硅砂、长石为原料制备人造石,制成的产物也无透光性。迄今为止,尚未有人采用纯天然材料制成可以仿天然云石或玉石的人造石。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有略微透光性的仿天然云石或玉石的人造石。
本发明的另一个目的是提供一种由纯天然材料制成的具有略微透光性的人造石的方法。
本发明的再一个目的是提供本发明人造石的一种用途。
本发明的一个方面提供一种人造石,它含有以下成分:
SiO2 60.0-70.0重量%
Al2O3 13.0-20.0重量%
K2O 5.0-13.0重量%
Na2O 1.0-5.0重量%
CaO 0.06-0.5重量%
Fe2O3 0-0.7重量%
MgO 0.01-0.9重量%
TiO2 0.01-0.09重量%
以人造石的总重量为基准;该人造石在可见光波段的光照射下具有透光性能。
在本发明人造石的一个具体实施方式中,它还含有0.01-1重量%颜料,所述颜料选自镨黄、钒锆兰、大红、桔红、咖啡、茶赤、金棕、锑锡灰、黑色。
在本发明人造石的另一个具体实施方式中,它在600nm下的透光率为0.30-0.68%。
在本发明人造石的再一个具体实施方式中,它内部具有纹理。
在本发明人造石的再一个具体实施方式中,所述纹理是裂纹状纹理,或是大小不一的团粒,或是云团状纹理。
在本发明人造石的再一个具体实施方式中,纹理的颜色与人造石基底的不同。
本发明的第二方面涉及上述人造石的用途,它用于制成工艺品、装饰品或用作建筑装饰材料。
本发明的第三方面涉及上述人造石的制造方法,它依次包括如下步骤:
(1)将钾长石原料加热至1200-1600℃,使粉状固态物料熔融,保温1-4小时;
(2)使产物自然冷却;
所述钾长石原料的粒度为可以通过20-500目的筛网,它含有以下成分:
SiO2 60-70重量份
Al2O3 13-20重量份
K2O 5-13重量份
Na2O 1-5重量份
CaO 0.06-0.5重量份
Fe2O3 0-0.7重量份
MgO 0.01-0.9重量份
TiO2 0.01-0.09重量份,
水份 0.1-5重量份。
在本发明方法的一个具体实施方式中,所述的钾长石原料还含有0.01-1重量份颜料,所述颜料选自镨黄、钒锆兰、大红、桔红、咖啡、茶赤、金棕、锑锡灰、黑色。
在本发明方法的另一个具体实施方式中,在所述步骤(1)中,将钾长石原料加热至1200-1450℃。
在本发明方法的另一个具体实施方式中,所述的步骤(1)还包括将钾长石原料放在陶瓷纤维棉上,并将它们置于高温耐火板上,送入选自抽梭窑、隧道窑和辊道窑的窑中加热。
在本发明方法的另一个具体实施方式中,它还包括步骤(3):待冷却至150℃或以下温度时取出产物。
在本发明方法的再一个具体实施方式中,在将钾长石原料加热之前,将原料经震动处理。
在本发明方法的再一个具体实施方式中,所述的钾长石原料是将水份含量不同的两种钾长石原料以10∶90-90∶10的重量比混合而成,将两种原料缓慢混合,其中两种原料的水份含量相差1-3重量份,使该混合料呈两相,然后加热。
在本发明方法的再一个具体实施方式中,所述的钾长石原料是将一种含有颜料而另一种不含颜料的两种钾长石原料以10∶90-90∶10的重量比混合而成,将两种原料缓慢混合,使该混合料呈两相,然后加热。
在本发明方法的再一个具体实施方式中,所述的钾长石原料中水份含量为0.1-3重量份。
发明的详细说明
本发明的人造石优选含有:
SiO2 66.82-69.31重量%
Al2O3 16.80-17.86重量%
K2O 8.59-10.26重量%
Na2O 2.56-3.63重量%
CaO 0.06-0.28重量%
Fe2O3 0-0.5重量%
MgO 0.01-0.7重量%
TiO2 0.01-0.06重量%
以人造石的总重量为基准。
其中上述各组分的含量再优选为:
SiO2 66.82-68.66重量%
Al2O3 17.28-17.86重量%
K2O 9.05-10.26重量%
Na2O 3.00-3.63重量%
CaO 0.12-0.28重量%
Fe2O3 0-0.3重量%
MgO 0.03-0.7重量%
TiO2 0.01-0.04重量%
以人造石的总重量为基准。
其中Fe2O3的含量更优选0-0.1重量%。
在本发明的人造石中,Fe2O3含量超过0.7重量%,人造石就不会在可见光照射下具有透光性。其含量越低,透光性越好,本发明的人造石中Fe2O3含量优选低于0.3重量%,更优选低于0.1重量%,最优选不含Fe2O3。
在本发明的人造石中,TiO2的含量超过0.09重量%,对人造石透光性不利。TiO2的含量越低,人造石的透光性越好。TiO2的含量优选低于0.04重量%。更优选0.01-0.02重量%。最优选0.01重量%。
本发明的人造石还优选含有0.01-1重量%颜料,本发明所使用的颜料是本行业内的常规颜料。例如任何可以用于陶瓷的坯用釉用色料都可以用于本发明。其代表性的例子如下所示。
颜料名称 | 化学成分 | 最高烧成温度(℃) |
大红 | Cd-Se-Si-Zr | 1300 |
桔红 | Cd-Se-Si-Zr | 1300 |
世纪红 | Ti-Sb | 1300 |
桃红 | Al-Mn | 1300 |
锆铁红 | Zr-Fe-Si | 1200 |
玛瑙红 | Sn-Cr-Ca-Si | 1300 |
镨黄 | Se-Si-Pr | 1300 |
铬钛黄 | Ti-Sb-Cr | 1300 |
桔黄 | Ti-Sb-Cr | 1300 |
铬绿 | Cr-Al | 1300 |
艳绿 | Cr-Al | 1300 |
水青 | Zr-V-Si | 1300 |
钴兰 | Co-Al | 1300 |
孔雀绿 | Co-Cr-Zn | 1300 |
孔雀兰 | Co-Cr-Zn | 1300 |
锡灰 | Sn-Sb | 1300 |
黑色 | Cr-Fe | 1300 |
紫罗兰 | Co-Cr-Al-Zn | 1300 |
咖啡 | Cr-Fe-Zn | 1300 |
茶赤 | Fe-Zn-Al | 1300 |
钒锆兰 | Zr-Si-V | 1250 |
蓝灰 | Sn-Sb | 1250 |
锑锡灰 | Sn-Sb | 1250 |
金棕 | Cr-Fe-Zn | 1200 |
另外,本发明还可以使用釉用钴黑色颜料。
本发明所用的颜料优选选自镨黄、钒锆兰、大红、桔红、咖啡、茶赤、金棕、锑锡灰、黑色等。颜料含量优选0.01-0.8重量%。更优选0.01-0.5重量%。
所述人造石在可见光范围内的波段下的光照射下具有略微透光性。以可见光为背景光照射到该人造石上时,可以清晰地看到其内部的结构或纹理;同时,可以目力观察到朦胧而柔和的光晕。如果人造石含有颜料,效果更好,可以观察到与所加颜料同色的朦胧状晕色或晕彩。例如,本发明的厚度为5mm的人造石在600nm下的透光率为0.30-0.68%,优选0.44-0.68%,更优选0.52-0.68%。在同样的测试条件下,玻璃的透光率为85.52%,玉石为0.46%。因此,本发明的人造石具有比得上玉石的透光性。
这个性能非常重要。由于其对于可见光波段的光照射具有比得上玉石的透光性,所以它就可以用作高档装饰材料或装潢材料用于装修、美化环境,用在需要使用天然玉作为装饰材料的场合,代替天然玉石。或像玉石一样,用于制作工艺品、装饰品等。另外,它还可以用作室外的夜间指示牌等。
本发明的人造石内部还优选具有纹理。其纹理可以目力看到。以可见光为背景光照射到该人造石上时,其纹理更清晰可辨。其内部的纹理优选是裂纹状纹理、或大小不一的团粒或云团状纹理等。当所述大小不一的团粒或云团状纹理呈现与人造石基底不同的颜色时,其纹理更美观。
当本发明的人造石内部具有纹理时,在背景光照射下其纹理清晰可见。由此,当它用作装饰材料时,尤其与背景光结合使用时,由于纹理图像的显现,其装饰效果意外地好。当它制成工艺品、装饰品时,其内部的纹理使其仿天然玉石的效果很逼真。
本发明的人造石具有较好的硬度。经A-200硬度仪测试,本发明的人造石的洛氏硬度为90-94HRB。同样条件下瓷砖的洛氏硬度为95HRB,玻璃为97HRB。因此,它的硬度相当于瓷砖,略低于玻璃。
本发明的人造石具有较好的力学性能。经万能材料实验机测试,它的抗压强度可以达到200MPa。同样条件下玻璃的抗压强度为150MPa。因此,它的抗压强度比玻璃高。这样,它不像天然玉石那样易碎。
由于本发明的人造石具有比得上天然玉石的略微透光性和纹理,所以它可以像天然玉石一样,用于制成工艺品、装饰品,或用作建筑装饰材料。
例如,它可以用作隔墙板、背景装饰墙、卫生间内墙、天花板、有光的外墙、展柜(例如化妆品或钻石的展柜)、门面、楼梯板、茶几、桌面台、地板砖、台面板、灯光罩、室外指示牌等。
本发明的制备人造石的方法采用纯天然材料-钾长石作为原料。它优选含有:
SiO2 66-69重量份
Al2O3 16-18重量份
K2O 8-10重量份
Na2O 2-4重量份
CaO 0.06-0.3重量份
Fe2O3 0-0.5重量份
MgO 0.01-0.7重量份
TiO2 0.01-0.06重量份,
水份 0.1-5重量份。
它再优选含有:
SiO2 66-68重量份
Al2O2 17重量份
K2O 9-10重量份
Na2O 3-4重量份
CaO 0.1-0.3重量份
Fe2O3 0-0.3重量份
MgO 0.03-0.7重量份
TiO2 0.01-0.04重量份,
水份 0.1-3重量份。
其中Fe2O3的含量更优选0-0.1重量份。
在本发明方法所采用的钾长石原料中,Fe2O3含量超过0.7重量份时,不能制成对于可见光具有透光性的人造石。原料中Fe2O3含量越低,透光性越好。Fe2O3含量优选低于0.3重量份,更优选低于0.1重量份。钾长石原料中最优选不含Fe2O3。
在钾长石原料中,TiO2超过0.09重量份时,对制成的人造石的颜色有不利影响。其含量越低,制成的人造石的透光性越好。TiO2含量优选0.01-0.04重量份,更优选0.01-0.02重量份。最优选0.01重量份。
在本发明的钾长石原料中还可以含有0.01-1重量份颜料,所述颜料可以选自上述用于陶瓷的坯用色料。颜料优选选自镨黄、钒锆兰、大红、桔红、咖啡、茶赤、金棕、锑锡灰、黑色等。颜料含量优选0.01-0.8重量份。更优选0.01-0.5重量份。
所述钾长石原料中水份高于5重量份,就会在产物中形成气泡。水份含量优选0.1-3重量份,再优选0.1-1重量份。
本发明方法的钾长石原料为粉状,粒度为可以通过20-500目的筛网,优选可以通过100-325目的筛网,更优选可以通过150-300目的筛网。其粒度粗,就相应需要较高的加热温度,而且不容易较快地熔融。
本发明方法的主要步骤是将粉状钾长石原料加热至完全熔融,并保温一段时间。该方法采用的加热温度为1200-1600℃。优选1200-1500℃,更优选1200-1450℃,最优选1300-1350℃。在这样的温度范围内,可以将钾长石原料完全熔化。温度越高,越有利于其完全熔化。但是,温度过高,成本也随之增大。
物料被加热至预定温度,完全熔融后,还需保温一段时间。保温时间长,有利于消除产品内可能产生的气泡。保温时间短,有时会发现产品内有小气泡。但是,保温时间过长,成本随之增加。本发明方法的保温时间采用1-4小时,优选2.5-3.5小时,更优选2-3小时,最优选3小时。
保温之后,撤除加热源,将物料自然冷却。本发明方法还任选或优选包括这样的步骤:冷却至150℃以下,再取出物料。否则,形成的大块或大板状产物会开裂。
本发明方法还任选或优选包括这样的步骤:将钾长石原料放在陶瓷纤维棉上,并将它们一并置于高温耐火板上,送入选自抽梭窑、隧道窑和辊道窑的窑中加热。将钾长石原料放在陶瓷纤维棉上,是为了避免原料在熔融过程中粘结到高温耐火板上。如果原料与高温耐火板粘结在一起,在冷却过程中,由于产物与高温耐火板的热膨胀率不同,会使形成的大块或大板状产物开裂。同时,如果原料与高温耐火板粘结起来,也不易清理耐火板。
实际上,任何耐1600℃温度的耐高温材料均可以用于钾长石原料与高温耐火板之间,在加热过程中起隔离作用。其代表性的例子是陶瓷纤维棉、氧化铝粉等。陶瓷纤维棉最高可以耐1600-1800℃高温,所以,它可以用于本发明的方法中。
任何耐1600℃高温的窑均可以用来实施本发明的加热步骤。其代表性的例子是抽梭窑、隧道窑或辊道窑。抽梭窑可以耐1600℃高温,但是其产量不如隧道窑和辊道窑大。
在本发明方法的一个优选实施方式中,在加热钾长石原料之前,不要使原料压太实,并经震动处理,这样,形成的产物内就会形成裂纹状纹理。
在本发明方法的另一个优选实施方式中,钾长石原料是将两种水份含量不同的钾长石原料以10∶90-90∶10的重量比混合而成,其中两种原料的水份含量相差1-3重量份,优选相差2-3重量份。然后将两种原料缓慢混合,但不要太均匀,使混合料目力观察仍呈两相,随后加热。在该混合料中,水份含量高的物料形成团粒,分散于另一种物料中。这样,经过加热步骤,形成的产物就会呈现团粒状纹理,团粒大小不一。如果形成团粒的物料包含的颜料与另一种物料的颜料不同,就会使团粒状纹理呈现与人造石基底不同的颜色。使人造石更美观。
在本发明方法的再一个优选实施方式中,钾长石原料是将一种含有颜料而另一种不含颜料的两种钾长石原料以10∶90-90∶10的重量比混合而成。将两种原料缓慢混合,但不要太均匀,使混合料目力观察仍呈两相,随后加热。这样,经过加热步骤,形成的产物就会呈现云团状纹理。而且云团状纹理的颜色与人造石基底的颜色不同,人造石很美观。
本发明方法的原料在高温烧结过程中,会有0.26-1.1%的烧失,优选具有0.26-0.46%的烧失。
本发明的方法及其制成的人造石具有如下优点和良好的效果。
本发明方法采用纯天然材料制成人造石,它是环保型材料,无放射性,也不会挥发有害气味。同时,由于它由天然的无机材料经高温烧结而成,所以它比天然云石或玉石耐高温,不怕火。它还具有较好的耐候性,不怕风吹雨打和目晒。
本发明的人造石具有很好的耐磨性,不像天然青玉石那样不耐磨。其耐磨性比大理石还好,与瓷砖相当。它的硬度相当于瓷砖,略低于玻璃。它还具有较好的力学性能。它的抗压强度比玻璃高。这样,就使它不像天然玉石那样易碎。
本发明的人造石的吸水性小于0.1%,防油性比瓷砖好,耐酸碱性比天然大理石高。
其透光性相当于天然云石或玉石,比大理石好。同时,它可以具有类似天然云石或玉石的仿天然纹理。另外,它还可以根据所加颜料调节出各种不同的颜色,色彩丰富,而天然玉石或云石的颜色属天然形成,颜色有限而且较单调。
此外,它的成本比天然云石或玉石低很多。而且根据需要,本发明的方法还可以控制所制成的人造石的尺寸,既可大也可小。小尺寸的可以制作工艺品、装饰品,或用于家具、卫生间、厨房的装饰面板。大块或大板状的可以用作建筑装饰材料。大块或大板状人造石为其大规模应用提供了便利条件。
实施例
实施例1
采用组成如下表1所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过500目的筛网。
表1 实施例1的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.7 | 0.7 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 1 | 0 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1200℃,保温4小时。然后自然冷却。
将冷却后的产物取出,测试其成分及其含量,结果表1所示。表1中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到朦胧而柔和的光晕。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.50%。
它的硬度为91HRB,抗压强度为187MPa。
将制得的人造石抛光,制成室外的指示牌。
实施例2
采用组成如下表2所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过20目的筛网。
表2 实施例2的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 69 | 69.31 |
Al2O3 | 18 | 17.80 |
K2O | 8 | 8.66 |
Na2O | 4 | 3.60 |
CaO | 0.06 | 0.06 |
Fe2O3 | 0.5 | 0.5 |
MgO | 0.01 | 0.01 |
TiO2 | 0.06 | 0.06 |
水份 | 3 | 0 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1600℃,保温1小时。然后自然冷却。
将冷却后的产物取出,测试其成分及其含量,结果如表2所示。表2中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到朦胧而柔和的光晕。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.32%。
它的硬度为92HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成灯光罩。
实施例3
采用组成如下表3所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过325目的筛网。
表3 实施例3的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 66 | 66.82 |
Al2O3 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.4 | 0.4 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 3 | 0 |
钒锆兰颜料 | 0.73 | 0.73 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1350℃,保温3小时。然后自然冷却。
将冷却后的产物取出,测试其成分及其含量,结果表3所示。表3中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到钒锆兰的兰色朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.60%。
它的硬度为92HRB,抗压强度为210MPa。
将制得的人造石抛光,制成高级地板砖或楼梯板。
实施例4
采用组成如下表4所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过100目的筛网。
表4 实施例4的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 68 | 68.42 |
Al2O3 | 17 | 16.80 |
K2O | 9 | 8.59 |
Na2O | 5 | 4.56 |
CaO | 0.1 | 0.1 |
Fe2O3 | 0.3 | 0.3 |
MgO | 0.2 | 0.2 |
TiO2 | 0.03 | 0.03 |
水份 | 2 | 0 |
大红颜料 | 1 | 1 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入抽梭窑内,加热至1500℃,保温2小时。然后自然冷却。
将冷却后的产物取出,测试其成分及其含量,结果表4所示。表4中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到大红的红色朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.35%。
它的硬度为91HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成茶几或桌面台。
实施例5
采用组成如下表5所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过300目的筛网。
表5 实施例5的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 70 | 70.0 |
Al2O3 | 13 | 12.91 |
K2O | 13 | 13.26 |
Na2O | 3 | 2.83 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.00 | 0.00 |
MgO | 0.7 | 0.7 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 5 | 0 |
镨黄颜料 | 0.01 | 0.01 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入隧道窑内,加热至1300℃,在该温度下保持3小时。然后自然冷却。
将冷却至150℃的产物从加热窑中运出,测试其成分及其含量,结果表5所示。表5中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到镨黄的黄色朦胧晕彩。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.68%。
它的硬度为92HRB,抗压强度为187MPa。制得的人造石内偶见数个微小气泡。
将制得的人造石抛光,制成装饰用隔墙板或天花板。
实施例6
采用组成如下表6所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过150目的筛网。
表6 实施例6的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 66 | 66.82 |
Al2O3 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.1 | 0.12 |
Fe2O3 | 0.1 | 0.1 |
MgO | 0.7 | 0.7 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 2 | 0 |
桔红颜料 | 0.5 | 0.5 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入辊道窑内,加热至1450℃,在该温度下保持2.5小时。然后自然冷却。
将冷却至140℃的产物从窑中运出,测试其成分及其含量,结果表6所示。表6中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到桔红的红色朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.40%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成居室的卫生间内墙或与光源结合使用的外墙。
实施例7
采用组成如下表7所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过200目的筛网。
表7 实施例7的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 68 | 68.15 |
Al2O3 | 17 | 16.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.7 | 0.7 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 1 | 0 |
孔雀绿颜料 | 0.1 | 0.1 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1200℃,保温3.5小时。然后自然冷却。
将冷却至150℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果表7所示。表7中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到孔雀绿的绿色朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.54%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物、饰件。
实施例8
采用组成如下表8所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过400目的筛网。
表8 实施例8的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.6 | 0.6 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 0.1 | 0 |
釉用钴黑色颜料 | 0.1 | 0.1 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入抽梭窑内,加热至1200℃,保温4小时。然后自然冷却。
将冷却后的产物取出,测试其成分及其含量,结果表8所示。表8中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到黑色的朦胧而柔和的晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.52%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成背景装饰墙或与光源结合使用的装饰板。
实施例9
采用组成如下表9所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过400目的筛网。
表9 实施例9的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.01 | 0.01 |
MgO | 0.7 | 0.7 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 0.3 | 0 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入抽梭窑内,加热至1320℃,保温3小时。然后自然冷却。
将冷却至130℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果表9所示。表9中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.48%。
它的硬度为92HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成装饰板材。
实施例10
采用组成如下表10所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过400目的筛网。
表10 实施例10的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.65 | 0.65 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 0.5 | 0 |
金棕颜料 | 0.05 | 0.05 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,然后将钾长石原料放在陶瓷纤维棉上,将耐火板震动数次。然后,送入抽梭窑内,加热至1340℃,保温2.5小时。然后自然冷却。
将冷却至130℃的产物取出,测试制得的人造石的成分及其含量,结果如表10所示。表10中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到朦胧而柔和的金棕色晕色,而且明显可以看到其内部的裂纹状纹理。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.62%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成装饰用台面板或桌面板。
实施例11
采用组成如下表11所示的两种钾长石原料,该两种钾长石原料的粒度为可以通过300目的筛网。将两种原料1-2以10∶90的重量比缓慢混合,但是不使混合得很均匀,目力观察该混合料呈两相。
表11 实施例11的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料1中的组分含量(重量份) | 原料2中的组分含量(重量份) | 人造石中的组分含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.6 | 0.7 | 0.695 |
TiO2 | 0.04 | 0.01 | 0.013 |
水份 | 1 | 1 | 0 |
钒锆兰颜料 | 0.07 | 0.0 | 0.007 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入抽梭窑内,加热至1320℃,保温3小时。然后自然冷却。
将冷却至100℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果如表11所示。表11中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有钒锆兰的蓝色的云团状纹理。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.62%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物。
实施例12
采用与实施例11相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料1-2的重量比为50∶50。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有蓝色云团状的纹理,蓝色云团状纹理比实施例11的人造石多。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.60%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成天花板。
实施例13
采用与实施例11相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料1-2的重量比为90∶10。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在正面可以目力观察到内部具有蓝色云团状的纹理,蓝色云团状纹理很多,人造石内仅有很少部分为无色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.60%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成隔离墙。
实施例14
采用组成如下表12所示的两种钾长石原料3-4,该两种钾长石原料的粒度为可以通过300目的筛网,不同在于原料3的水份含量为4重量份,原料4的水份含量为1重量份。将两种原料3-4以10∶90的重量比缓慢混合,但是不使混合得很均匀,目力观察该混合料呈两相。
表12 实施例14的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料3的组分含量(重量份) | 原料4的组分含量(重量份) | 人造石的组分含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.6 | 0.7 | 0.695 |
TiO2 | 0.04 | 0.01 | 0.013 |
水份 | 4 | 1 | 0 |
桔红颜料 | 0.07 | 0.0 | 0.007 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入抽梭窑内,加热至1400℃,保温3小时。然后自然冷却。
将冷却至100℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果如表12所示。表12中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有团粒状的纹理,团粒大小不一,分散于人造石内。团粒状纹理呈红色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.62%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物。
实施例15
采用与实施例14相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料3-4的重量比为50∶50。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有红色团粒状的纹理,团粒大小不一。团粒状纹理比实施例14的人造石多。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.61%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成天花板。
实施例16
采用与实施例14相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料3-4的重量比为90∶10。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在正面可以目力观察到内部具有红色团粒状纹理,团粒状纹理很多,人造石内仅有很少部分为无色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.61%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成隔离墙。
实施例17
采用组成如下表13所示的两种钾长石原料5-6,该两种钾长石原料的粒度为可以通过300目的筛网,不同在于原料3的水份含量为3重量份,原料4的水份含量为1重量份。将两种原料5-6以10∶90的重量比缓慢混合,但是不使混合得很均匀,目力观察该混合料呈两相。
表13 实施例17的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料5的组分含量(重量份) | 原料6的组分含量(重量份) | 人造石的组分含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67 | 67.15 |
Al2O3 | 18 | 18 | 17.94 |
K2O | 10 | 10 | 10.16 |
Na2O | 4 | 4 | 3.73 |
CaO | 0.06 | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.6 | 0.7 | 0.692 |
TiO2 | 0.04 | 0.01 | 0.013 |
水份 | 3 | 1 | 0 |
镨黄颜料 | 0.3 | 0.0 | 0.03 |
将陶瓷纤维棉置于高温耐火板上,再将钾长石原料放到陶瓷纤维棉上。然后,送入抽梭窑内,加热至1350℃,保温3小时。然后自然冷却。
将冷却至100℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果如表13所示。表13中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有黄色团粒状的纹理,团粒大小不一,分散于人造石内。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.62%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物。
实施例18
采用与实施例17相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料5-6的重量比为50∶50。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有黄色团粒状的纹理,团粒大小不一。团粒状纹理比实施例17的人造石多。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.61%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成楼梯板。
实施例19
采用与实施例17相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料5-6的重量比为90∶10。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在正面可以目力观察到内部具有黄色团粒状纹理,团粒状纹理很多,人造石内仅有很少部分为无色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.61%。
它的硬度为93HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成隔离墙或卫生间内墙。
实施例20
采用与实施例11相同的原料与制备步骤,不同仅在于两种原料1-2的重量比为20∶80,而且原料1中使用的颜料为孔雀兰。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在正面可以目力观察到内部具有孔雀兰的蓝色的云团状纹理。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.61%。
它的硬度为92HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物。
实施例21
采用组成如下表14所示的两种钾长石原料7-8,该两种钾长石原料的粒度为可以通过300目的筛网,不同在于原料7的水份含量为2重量份,原料8的水份含量为1重量份。将两种原料7-8以10∶90的重量比缓慢混合,但是不使混合得很均匀,目力观察该混合料呈两相。
表14 实施例21的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料5的组分含量(重量份) | 原料6的组分含量(重量份) | 人造石的组分含量(重量%) |
SiO2 | 67 | 67 | 67.25 |
Al2O3 | 18 | 18 | 17.86 |
K2O | 10 | 10 | 10.26 |
Na2O | 4 | 4 | 3.63 |
CaO | 0.3 | 0.3 | 0.28 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.6 | 0.7 | 0.695 |
TiO2 | 0.04 | 0.01 | 0.013 |
水份 | 2 | 1 | 0 |
桔红颜料 | 0.07 | 0.0 | 0.007 |
将该钾长石原料放在陶瓷纤维棉上,然后将它们置于高温耐火板上,送入抽梭窑内,加热至1350℃,保温2.8小时。然后自然冷却。
将冷却至100℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果如表14所示。表14中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到内部具有桔红色的团粒状纹理,团粒大小不一,分散于人造石内。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.62%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物。
实施例22
采用组成如下表15所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过20目的筛网。
表15 实施例22的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 69 | 69.31 |
Al2O3 | 18 | 17.80 |
K2O | 8 | 8.66 |
Na2O | 3.7 | 3.37 |
CaO | 0.06 | 0.06 |
Fe2O3 | 0.7 | 0.7 |
MgO | 0.01 | 0.01 |
TiO2 | 0.09 | 0.09 |
水份 | 0.8 | 0 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1600℃,保温1小时。然后自然冷却。
将冷却后的产物取出,测试其成分及其含量,结果如表15所示。表15中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到朦胧而柔和的光晕。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.30%。
它的硬度为92HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成灯光罩。
实施例23
采用组成如下表16所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过200目的筛网。
表16 实施例23的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 61 | 60.90 |
Al2O3 | 20 | 20.10 |
K2O | 13 | 13.10 |
Na2O | 4.5 | 4.41 |
CaO | 0.5 | 0.48 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.9 | 0.9 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 1 | 0 |
孔雀绿颜料 | 0.1 | 0.1 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1400℃,保温2.5小时。然后自然冷却。
将冷却至130℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果表16所示。表16中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到孔雀绿的绿色朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.56%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物、饰件。
实施例24
采用组成如下表17所示的钾长石原料,该钾长石原料的粒度为可以通过200目的筛网。
表17 实施例24的原料和人造石中各组分的含量
组分 | 原料中的含量(重量份) | 人造石中含量(重量%) |
SiO2 | 70 | 70 |
Al2O3 | 20 | 20 |
K2O | 5 | 4.90 |
Na2O | 3.5 | 3.60 |
CaO | 0.5 | 0.485 |
Fe2O3 | 0.005 | 0.005 |
MgO | 0.9 | 0.9 |
TiO2 | 0.01 | 0.01 |
水份 | 1 | 0 |
孔雀绿颜料 | 0.1 | 0.1 |
将该钾长石原料置于耐高温砖上,周围衬以陶瓷纤维棉。然后,送入马弗炉内,加热至1300℃,保温3小时。然后自然冷却。
将冷却至150℃的产物取出,测试其成分及其含量,结果表17所示。表17中所示人造石的各组分含量以人造石的总重量为基准。
将可见光从制得的人造石背后照射到人造石背面上,在其正面可以目力观察到孔雀绿的绿色朦胧状晕色。经测试,厚度为5mm的上述人造石在600nm下的透光率为0.52%。
它的硬度为94HRB,抗压强度为200MPa。
将制得的人造石抛光,制成手镯或饰物、饰件。
Claims (16)
1.一种人造石,它含有以下成分:
SiO2 60.0-70.0重量%
Al2O3 13.0-20.0重量%
K2O 5.0-13.0重量%
Na2O 1.0-5.0重量%
CaO 0.06-0.5重量%
Fe2O3 0-0.7重量%
MgO 0.01-0.9重量%
TiO2 0.01-0.09重量%
以人造石的总重量为基准;
该人造石在可见光波段的光照射下具有透光性能。
2.如权利要求1所述的人造石,它还含有0.01-1重量%颜料,所述颜料选自镨黄、钒锆兰、大红、桔红、咖啡、茶赤、金棕、锑锡灰、黑色。
3.如权利要求1或2所述的人造石,它在600nm下的透光率为0.30-0.68%。
4.如权利要求1或2所述的人造石,它内部具有纹理。
5.如权利要求4所述的人造石,其中所述的纹理是裂纹状纹理,或是大小不一的团粒,或是云团状纹理。
6.如权利要求4所述的人造石,其中所述纹理的颜色与人造石基底的不同。
7.一种如权利要求1或2所述人造石的用途,它用于制成工艺品、装饰品或用作建筑装饰材料。
8.一种制备如权利要求1所述的人造石的方法,它依次包括如下步骤:
(1)将钾长石原料加热至1200-1600℃,使粉状固态物料熔融,保温1-4小时;
(2)使产物自然冷却;
所述钾长石原料的粒度为可以通过20-500目的筛网,它含有以下成分:
SiO2 60-70重量份
Al2O3 13-20重量份
K2O 5-13重量份
Na2O 1-5重量份
CaO 0.06-0.5重量份
Fe2O3 0-0.7重量份
MgO 0.01-0.9重量份
TiO2 0.01-0.09重量份,
水份 0.1-5重量份。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述的钾长石原料还含有0.01-1重量份颜料,所述颜料选自镨黄、钒锆兰、大红、桔红、咖啡、茶赤、金棕、锑锡灰、黑色。
10.如权利要求8所述的方法,其中在所述步骤(1)中,将钾长石原料加热至1200-1450℃。
11.如权利要求8-10中任一项所述的方法,其中所述的步骤(1)还包括将钾长石原料放在陶瓷纤维棉上,并将它们置于高温耐火板上,送入选自抽梭窑、隧道窑和辊道窑的窑中加热。
12.如权利要求8-10中任一项所述的方法,它还包括步骤(3):待冷却至150℃或以下温度时取出产物。
13.如权利要求8-10中任一项所述的方法,其中在将钾长石原料加热之前,将原料经震动处理。
14.如权利要求8-10中任一项所述的方法,其中所述的钾长石原料是将水份含量不同的两种钾长石原料以10∶90-90∶10的重量比混合而成,将两种原料缓慢混合,其中两种原料的水份含量相差1-3重量份,使该混合料呈两相,然后加热。
15.如权利要求8-10中任一项所述的方法,其中所述的钾长石原料是将一种含有颜料而另一种不含颜料的两种钾长石原料以10∶90-90∶10的重量比混合而成,将两种原料缓慢混合,使该混合料呈两相,然后加热。
16.如权利要求8-12中任一项所述的方法,其中所述的钾长石原料中水份含量为0.1-3重量份。
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