CN1721350A - 微晶玻璃台面板及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑构件微晶玻璃台面板及其制备方法与应用，该微晶玻璃台面板以石英砂和石灰石等为配合料，经第一次烧结而得玻璃粒料，将玻璃粒料平辅于依据一定形状制得的围合阻挡层内进行第二次烧结，将冷却后的半成品微晶构件于晶化窑炉中进行第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1110℃－1140℃，而且单次晶化温度的变化应控制在0℃－10℃之间，处理时间为50－70分钟，烧结后经抛光、研磨、整形而得成品。本发明解决了现有微晶玻璃板材无法作为台面板使用的问题，使生成的台面板内部致密，无气泡，耐磨，易于修整，具有良好的美感和质感，档次高，而操作工艺易于控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用混凝土或其它石类材料制作的建造房屋部件用的较薄形建筑构件及其制作方法，特别涉及一种微晶玻璃台面板及其制备方法与应用。
背景技术
微晶玻璃亦称玻璃陶瓷，为由晶相和残余玻璃相组成的熔结体，是将具有一定原料组成的玻璃配合料在可控制条件下晶化而制成的材料。现有技术中的微晶玻璃一般具有如下的制作工艺：首先将原料经玻璃熔窑高温熔融后淬火而得粒料，此为第一次烧结；然后将粒料填充进四周分布有阻挡层的模具中，经陶瓷窑炉微晶化烧结(第二次烧结)，最后用石材切削机械抛光、研磨、整形而得微晶玻璃建筑构件，例如微晶玻璃板材。
这种经二次烧结而获得的板材因为晶化的温度难以控制导致微晶玻璃板材具有如下缺陷：内部具有气泡，经抛光1-2mm后的板材表面会出现该气泡，直径在1mm左右，很不美观。
基于上述缺点，现有技术制作而成的具有多项优质性能的微晶玻璃板材通常只能作为地砖使用，而无法制成微晶玻璃台面板，这一直是本行业急待解决的问题。究其原因，主要是因为将微晶玻璃板材作为地砖，一般只需研磨其表面，对研磨厚度要求比较小，不会出现气泡，而如果作台面板，需要对其侧面及侧缘进行倒圆磨边，则由该气泡而产生的毛细孔显露无疑，致使台面板不美观也不耐用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点而提供一种美观、表面及侧缘无毛细孔的微晶玻璃台面板，及生产这种微晶玻璃台面板的制备方法，进一步还提供该微晶玻璃台面板的应用。
本发明的目的可以经如下方案实现。
微晶玻璃台面板，其要点在于，该台面板由如下方法制备而获得：以至少包含有石英砂和石灰石的配合料为原料，将配合料混合均匀后送入玻璃熔窑中进行第一次烧结，熔制的温度为1300～1600℃，待玻璃溶液成份均匀、气泡澄清后在水中淬火烘干而得玻璃粒料；
提供一种阻挡层，它至少确定该玻璃粒料的至少一个表面临界层，所述的阻挡层表面铺设有耐火防粘层，和提供一种晶化窑炉；
将玻璃粒料均匀地平摊于阻挡层表面，于晶化窑炉中进行第二次烧结，烧结后的玻璃粒料形成一个固态玻璃晶相构件，并由该阻挡层建立起上述的表面，然后自然冷却；
将冷却后的半成品微晶构件于晶化窑炉中进行第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1110℃-1140℃，而且单次晶化温度的变化应控制在0℃-10℃之间，处理时间为50-70分钟，烧结后形成致密的微晶构件；
最后用石材切削机械抛光、研磨、整形而得成品。
微晶玻璃又称玻璃陶瓷。其由晶相和残余玻璃相组成的质地致密、均匀的熔结体。它是由某些玻璃加入一定量的成核剂(有时也不加)，再经加热(称热敏)或(和)光照(称光敏)处理，使玻璃体内均匀地析出大量细小的晶体而制成的透明或不透明材料。晶体尺寸一般小于0.1μm，晶体含量可达50％～90％(体积)。这类玻璃的机械强度、化学稳定性、电性能均优于普通玻璃，而生产工艺和使用原料却与普通玻璃相似，还可大量利用工业废料。
制备玻璃的原料通常有玻璃形成体，如石英砂、硼砂；玻璃调整物或熔剂，如芒硝、石灰石；同时可能还包含有玻璃中间体、澄清剂、着色剂、脱色剂、助熔剂、乳浊剂等，这些原料的提供为常规技术。
上述的表面临界层为微晶台面板的表面层，该阻挡层可以是模具上的一个面。耐火防粘层主要是要防止晶块与阻挡层粘结，例如一种硅酸铝纸。
该方法中的第一次烧结至第二次烧结的过程及条件控制完全可以与现有技术相同。通常该第二次烧结后的产品即为成品，但该成品仍有上文所述诸多缺点，因此才有了本发明人经长期的钻研实验而得出的增加第三次烧结过程来克服这些缺点的技术方案。
本发明解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题，因为长期以来本领域的技术人员均知道二次烧结的温度难以控制才导致板材具有气泡，却一直想通过改变二次烧结的工艺条件来克服该不足，但是至今仍然没法采用该方式克服技术问题。而本发明则克服了该技术问题，通过三次烧结使微晶玻璃板材的晶粒结合更致密而可以作为台面板使用，使其达到了如下效果：
(1)板材内部致密，无气泡，表面无凹坑，平面度强，耐磨，易于修整；
(2)具有良好的美感和质感，外观玉脂感强，具有玉石的通透性，不像其它作为台面板的材料(如大理石、花岗岩和瓷质抛光砖)花纹浮于表面，缺乏立体感；
(3)光泽度好，经抛磨后的台面板的光泽度达100光泽单位，远远大于瓷质抛光砖和大理石等；
(4)高强度、高硬度，该台面板在晶化过程中析出大量的石灰石晶体，它与基体玻璃相互交织成一体，使其相比瓷质抛光砖具有很高的强度和硬度；
(5)耐腐蚀，化学稳定性好，不吸水，不吸油污，抗冻性抗热性好；
(6)具有很好的环保性能，不含对人体有害的放射性物质。
下表1具微晶玻璃台面板与天然大理石及花岗岩的性能指标参数对比
| 性能指数(单位) | 材料名称 | ||
| 微晶玻璃 | 大理石 | 花岗岩 | |
| 扩散反射率(％) | 89 | 59 | 66 |
| 比重(克/cm3) | 2.7 | 2.7 | 2.7 |
| 抗弯强度(Mpa) | 50 | 16.7 | 14.7 |
| 抗压强度(Mpa) | 118-549 | 88-226 | 59-294 |
| 莫氏硬度 | 6.5 | 3.5 | 5.5 |
| 软化点(℃) | 691 | / | / |
| 热膨胀系数(×10-7/℃) | 62 | 80-260 | 50-150 |
| 吸水率(％) | 0 | 0.30 | 0.35 |
如上表所示，微晶玻璃板只要克服了气泡的问题，作为台面板使用其具有比大理石或花岗岩石更优异的性能。
本发明还在于可以增加如下的步骤以提高微晶玻璃作为台面板的性价比：将冷却后的半成品微晶构件切割成条块状，然后将该至少一块的条块铺设于阻挡层一侧面而被阻挡层包围在内，接着将第一次烧结的玻璃粒料均匀地平摊于由阻挡层及条块所围合而成的空间内，于晶化窑炉中进行第三次烧结。
通过上述的工艺可以对需要进行深度研磨的台面板的边界，如侧面、上表面的微晶体进行第三次的烧结，而研磨不到的台面板其它部分则不采用三次烧结的工艺，这样可以节省成本而同样可以达到本发明的获得美观微晶玻璃台面板的目的。
一种微晶玻璃台面板的制备方法，其具有如下依序进行的步骤：
1、提供一种至少包含有石英砂和石灰石的配合料，
2、玻璃粒料的第一次烧结，
1)提供一种玻璃熔窑，
2)将配合料混合均匀后送入玻璃熔窑中熔制，熔制的温度为1300～1600℃，待玻璃溶液成份均匀、气泡澄清后在水中淬火烘干而得玻璃粒料，
3、提供一种阻挡层，它至少确定该玻璃粒料的至少一个表面临界层，所述的阻挡层表面铺设有耐火防粘层，和提供一种晶化窑炉，
4、将玻璃粒料均匀地平摊于阻挡层表面，于晶化窑炉中进行第二次烧结，烧结后的玻璃粒料形成一个固态玻璃晶相构件，并由该阻挡层建立起上述的表面，然后自然冷却，
5、将冷却后的半成品微晶构件于晶化窑炉中进行第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1110℃-1140℃，而且单次晶化温度的变化应控制在0℃-10℃之间，处理时间为50-70分钟，烧结后形成致密的微晶构件，
6、最后用石材切削机械抛光、研磨、整形而得成品。
微晶玻璃通常按玻璃基质的组成，分为硅酸盐、铝硅酸盐、硼硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐微晶玻璃五大类。它们的性能指标取决于晶体的种类、含量、大小及玻璃相的种类等，种类不同所采用的原料不同，但这些均是现有技术可以确定的。
微晶玻璃的生产流程通常与普通玻璃类似(只是熔制温度略高)，不同的是添加成核剂和进行微晶化热处理。成核剂有金、银、铜、二氧化钛、氧化锆及氟化钙、氟化钠等。光敏类配方中还需另加增感剂，如氧化硒、氧化锡等，目的在于促进成核，降低微晶化热处理温度。
不管是第二次烧结还是第三次烧结，微晶化过程对温度要求都是比较严格的，虽然在烧结时的微晶化处理温度为1110℃-1140℃，而每批处理时的微晶化温度的变化应控制在0℃-10℃之间为好，即如果处理温度为1125℃，则上下温度变化范围为1115℃-1135℃之间。而且晶化时间应能满足析晶的要求。同时需要说明的是，本发明所述各种温度的设定若无特殊强调均指窑炉内温度。晶化窑炉有隧道窑和梭式窑，燃料以液化石油、天然气、焦炉煤气为主。
进一步还在于
单次晶化温度的变化应控制在0℃-4℃之间。
本发明进一步还可以具有如下的步骤：
将冷却后的半成品微晶构件切割成条块状，
然后将该至少一块的条块铺设于阻挡层一侧面而被阻挡层包围在内，
将第一次烧结的玻璃粒料均匀地平摊于由阻挡层及条块所围合而成的空间内，于晶化窑炉中进行第三次烧结。
微晶化热处理的方法有阶梯保温(先在退火温度与转变温度之间再在转变温度以上，约900℃左右)和特定温度下保温两种。后一种方法适用于具有较大转化热的一类微晶玻璃。
下面本发明提供一种第三次烧结(第二次晶化)时在晶化窑炉中的微晶化热处理的温度控制过程，下述温度均为温度点，但是并不是仅仅只能控制在这个点上，因为众所周知，再精密的操作也会在一定范围上波动，只需秉承上文所述温度的变化应控制在0℃-10℃之间的宗旨即可：
0℃-800℃的温度区升温速度约为200℃/h，并于200℃后关炉门，即4个小时完成升温；
800℃-950℃的温度区升速度为75℃/h，即2个小时完成升温；
950℃-1125℃的温度区升速度约为60℃/h，即3个小时完成升温；
恒温保持1125℃1个小时进行微晶化处理；
冷却降温后出窑。
冷却阶段可采用不同的降温度速度，缓慢降温方式最为合理，晶化窑炉中的烧结气体为氧气。
本发明还在于微晶玻璃台面板作为灶台面板的应用；微晶玻璃台面板作为桌台面板的应用；微晶玻璃台面板作为柜台面板的应用。
综上所述，本发明较之现有技术具有如下优点：板材内部致密，无气泡，表面无凹坑，平面度强，耐磨，易于修整，具有良好的美感和质感，适于作为台面板使用，档次高，而操作工艺易于控制。
附图说明
图1为实施例1及实施例2所述微晶玻璃台面板的示意图。
图2为实施例3所述微晶玻璃台面板在辅设有玻璃粒后的结构图。
图3为实施例3所述微晶玻璃台面板第三次烧结后的产品示意图。
标号说明：1阻挡层 2条块 3台面板
具体实施方式
通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
实施例1：如图1所示的微晶玻璃柜台面板，其采用如下方法制备：
1)配合料组份如下：石英砂60份、石灰石10份、白云石11份、纯碱12份、氧化铁2份、氧化铬2份，充分混合后备用。
2)玻璃粒料的第一次烧结，
①提供一种玻璃熔窑及一种玻璃池炉，
②将配合料送入玻璃池炉内后送至玻璃熔窑中熔制，熔制的温度为1300℃，待玻璃溶液成份均匀、气泡澄清后在将其水淬成1-5mm颗粒粒径，烘干而得玻璃粒料。
3)根据所需台面板的尺寸提供一种阻挡层1，它确定该玻璃粒料的至少一个表面临界层，所述的阻挡层1表面铺设有耐火防粘层硅酸铝纸，和提供一种晶化窑炉查淼酪い 鲎璧膊阄 恢峙锇濉
4)将玻璃粒料均匀地平摊于阻挡层表面，先用木制板将粒料摊平，再用圆形柱管将其压平、压实，保证玻璃粒料的密度、平面度一致，然后于晶化窑炉中进行第二次烧结，烧结的微晶化处理温度(即保温温度)为1110℃，时间60分钟，烧结后的玻璃粒料形成一个固态玻璃晶相构件，并由该阻挡层建立起上述的表面，然后自然冷却。
5)将冷却后的半成品微晶构件于晶化窑炉中进行第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1110℃-1120℃，即单次晶化温度的变化控制在0℃-10℃之间，处理时间为50分钟，烧结后形成致密的微晶构件。
6)最后用石材切削机械抛光、研磨、整形切割后检验而得成品微晶玻璃柜台面板3。
实施例2：
本实施例的过程与实施例1相同，只是
第一次烧结的熔制的温度为1600℃；
第二次烧结微晶化处理温度(即保温温度)为1120℃，时间50分钟；
第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1136℃-1140℃，即单次晶化温度的变化控制在0℃-4℃之间，处理时间为70分钟。
实施例3：如图2、图3所示的微晶玻璃灶台面板，其采用如下方法制备：
1)配合料组份如下：石英砂60份、石灰石10份、白云石11份、纯碱12份、氧化铁2份、氧化铬2份，充分混合后备用。
2)玻璃粒料的第一次烧结，
①提供一种玻璃熔窑及一种玻璃池炉，
②将配合料送入玻璃池炉内后至玻璃熔窑中熔制，熔制的温度为1400℃，待玻璃溶液成份均匀、气泡澄清后在将其水淬成1-5mm颗粒粒径，烘干而得玻璃粒料。
3)根据所需台面板的尺寸提供一种阻挡层1，它确定该玻璃粒料的至少一个表面临界层，所述的阻挡层1表面铺设有耐火防粘层硅酸铝纸，和提供一种晶化窑炉查淼酪い 鲎璧膊阄 恢峙锇濉
4)将玻璃粒料均匀地平摊于阻挡层表面，先用木制板将粒料摊平，再用圆形柱管将其压平、压实，保证玻璃粒料的密度、平面度一致，然后于晶化窑炉中进行第二次烧结，烧结的微晶化处理温度(即保温温度)为1110℃，时间60分钟，烧结后的玻璃粒料形成一个固态玻璃晶相构件，并由该阻挡层1建立起上述的表面，然后自然冷却。
5)将冷却后的半成品微晶构件按所需灶台板转角边厚度的尺寸切割成条块状，依照上述第3)步骤围合阻挡层(即模具)，然后将该一块条块2铺设于阻挡层1一侧面而被阻挡层1包围在内，将第一次烧结的玻璃粒料均匀地平摊于由阻挡层及条块所围合而成的空间内。
6)于晶化窑炉中进行第三次烧结：0℃-800℃的温度区升温速度约为200℃/h，并于200℃后关炉门，即4个小时完成升温；800℃-950℃的温度区升速度为75℃/h，即2个小时完成升温；950℃-1125℃的温度区升速度约为60℃/h，即3个小时完成升温；恒温保持1125℃1个小时进行微晶化处理；缓慢降温后出窑。
最后用石材切削机械抛光、研磨、整形切割后检验而得成品微晶玻璃灶台面板3。
本发明所述各实施例的晶化窑炉中的烧结气体为氧气。上文所述各种温度的设定均指窑炉内温度。本发明各实施例未述部分与现有技术相同。
Claims (10)
1、微晶玻璃台面板，该台面板由如下方法制备而获得：以至少包含有石英砂和石灰石的配合料为原料，将配合料混合均匀后送入玻璃熔窑中进行第一次烧结，熔制的温度为1300～1600℃，待玻璃溶液成份均匀、气泡澄清后在水中淬火烘干而得玻璃粒料；
提供一种阻挡层，它确定该玻璃粒料的至少一个表面临界层，所述的阻挡层表面铺设有耐火防粘层，和提供一种晶化窑炉；
将玻璃粒料均匀地平摊于阻挡层表面，于晶化窑炉中进行第二次烧结，烧结后的玻璃粒料形成一个固态玻璃晶相构件，并由该阻挡层建立起上述的表面，然后自然冷却；
将冷却后的半成品微晶构件于晶化窑炉中进行第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1110℃-1140℃，而且单次晶化温度的变化应控制在0℃-10℃之间，处理时间为50-70分钟，烧结后形成致密的微晶构件；
最后用石材切削机械抛光、研磨、整形而得成品。
2根据权利要求1所述的微晶玻璃台面板，其特征在于，耐火防粘层为硅酸铝纸。
3根据权利要求1所述的微晶玻璃台面板，其特征在于，将冷却后的半成品微晶构件切割成条块状，然后将该至少一块的条块铺设于阻挡层一侧面而被阻挡层包围在内，接着将第一次烧结的玻璃粒料均匀地平摊于由阻挡层及条块所围合而成的空间内，于晶化窑炉中进行第三次烧结。
4一种微晶玻璃台面板的制备方法，其具有如下依序进行的步骤：
1)提供一种至少包含有石英砂和石灰石的配合料，
2)玻璃粒料的第一次烧结，
①提供一种玻璃熔窑，
②将配合料混合均匀后送入玻璃熔窑中熔制，熔制的温度为1300～1600℃，待玻璃溶液成份均匀、气泡澄清后在水中淬火烘干而得玻璃粒料，
3)提供一种阻挡层，它确定该玻璃粒料的至少一个表面临界层，所述的阻挡层表面铺设有耐火防粘层，和提供一种晶化窑炉，
4)将玻璃粒料均匀地平摊于阻挡层表面，于晶化窑炉中进行第二次烧结，烧结后的玻璃粒料形成一个固态玻璃晶相构件，并由该阻挡层建立起上述的表面，然后自然冷却，
5)将冷却后的半成品微晶构件于晶化窑炉中进行第三次烧结，烧结时的微晶化处理温度为1110℃-1140℃，而且单次晶化温度的变化应控制在0℃-10℃之间，处理时间为50-70分钟，烧结后形成致密的微晶构件，
6)最后用石材切削机械抛光、研磨、整形而得成品。
5根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，单次晶化温度的变化应控制在0℃-4℃之间。
6根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括有如下步骤：
1)将冷却后的半成品微晶构件切割成条块状，
2)然后将该至少一块的条块铺设于阻挡层一侧面而被阻挡层包围在内，
3)将第一次烧结的玻璃粒料均匀地平摊于由阻挡层及条块所围合而成的空间内，于晶化窑炉中进行第三次烧结。
7根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第三次烧结时在晶化窑炉中的微晶化热处理的温度控制过程为：
①0℃-800℃的温度区升温速度约为200℃/h，并于200℃后关炉门，即4个小时完成升温；
②800℃-950℃的温度区升速度为75℃/h，即2个小时完成升温；
③950℃-1125℃的温度区升速度约为60℃/h，即3个小时完成升温；
④恒温保持1125℃1个小时进行微晶化处理；
⑤冷却降温后出窑。
8权利要求1至3任一权利要求所述的微晶玻璃台面板作为灶台面板的应用。
9权利要求1至3任一权利要求所述的微晶玻璃台面板作为桌台面板的应用。
10权利要求1至3任一权利要求所述的微晶玻璃台面板作为柜台面板的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410155161 CN1721350A (zh) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | 微晶玻璃台面板及其制备方法与应用 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101318767B (zh) * | 2008-07-18 | 2010-11-03 | 北京晶雅石科技有限公司 | 一种真空烧结法生产无孔微晶玻璃板材的方法 |
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