CN102701715A

CN102701715A - 高聚晶微粉配比的瓷质砖以及相关的制作工艺

Info

Publication number: CN102701715A
Application number: CN2012101561216A
Authority: CN
Inventors: 梁桐伟
Original assignee: FOSHAN SANSHUI HONGYUAN CERAMIC ENTERPRISE CO LTD
Current assignee: FOSHAN SANSHUI HONGYUAN CERAMIC ENTERPRISE CO LTD
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: CN102701715B

Abstract

本发明公开一种高聚晶微粉配比的瓷质砖，包括面料层和底料层，面料层中的聚晶微粉的重量比大于90％。本发明产品比普通聚晶微粉砖具有更加精致细腻的纹理效果和天然大理石通透的质感，并且具有较好的耐磨性和强度，使用时历久弥新。

Description

高聚晶微粉配比的瓷质砖以及相关的制作工艺

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体地说，涉及一种高聚晶微粉配比的瓷质砖以及相关的制作工艺。

背景技术

随着人们生活水平及审美要求的提高，消费潮流也在不断变化，许多消费者对瓷质抛光砖的需求不仅是豪华大气、富丽堂皇，或色彩柔和、清雅自然的风格，而且要求环保、清洁、安全，及更优良的材质。如何将表面装饰与各项理化性能更好地结合起来，为建筑物墙地面提供更合适的“衣装”，成为瓷质抛光砖研发的新目标。

现有的聚晶微粉砖的通透感虽然较微粉砖有所提高，但强度和耐磨性又不够理想，往往用了一段时间后，就出现光泽下降等问题。

聚晶微粉瓷质抛光砖中的聚晶微粉含量一般控制在面料的30％～40％，这在一定程度上影响了制品表面对石材的仿真度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的不足，提供了一种采用高含量的聚晶微粉配比及超细印花工艺制作的瓷质砖，通过调整原材料配比，解决了因细粉料过多造成生坯分层、强度下降等质量问题；采取调整印花网版、控制印花油细度及图案的扩散等手段，使产品表面图案达到石材纹理细腻的装饰效果。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案在于：

高聚晶微粉配比的瓷质砖，由面料层和底料层构成双层结构，其特征在于，所述的面料层中含聚晶微粉的重量比大于90％。

进一步，所述聚晶微粉包含以下重量比的组分：氧化硅SiO₂ 60～70％，氧化铝Al₂O₃ 15～18％，氧化铁Fe₂O₃ 0.1～0.5％，氧化钠与氧化钾混合物3～12％，氧化钛TiO₂ 0.1～0.3％，氧化钙CaO 0.1～0.3％，氧化镁MgO 0～1％。

进一步，，所述底料层包含以下重量比的组分：氧化硅SiO₂ 58～69％，氧化铝Al₂O₃ 16～20％，氧化铁Fe₂O₃ 0.3～0.7％，氧化钠与氧化钾混合物3～12％，氧化钛TiO₂ 0.3～0.8％，氧化钙CaO 0.1～0.6％，氧化镁MgO 0～1.5％。

进一步，，采用细网版印花，在印花的同时加润滑剂，印花后在砖面喷浓度为20％～30％的防扩散水。

上述的高聚晶微粉配比的瓷质砖的生产方法，包括以下步骤：

(1)配备瓷质砖胚面料：将聚晶微粉和辅料混合配成所述面料；(辅料可以为氧化锌(ZnO)，碳酸钡(BaCO3)、硝酸钠(NaNO3)，三氧化二硫(AS2O3)等等)

(2)将所述面料送到球磨机内，并加入蒙脱石和有机高分子增强剂进行球磨，制成面料浆料；

(3)将上述面料浆料用喷雾干燥塔进行喷雾干燥制得面料粉料，控制所述面料粉料中的聚晶微粉料的含水重量比例为5.6％～6.3％，并将该面料粉料陈腐24～32小时；

(4)按以下重量比配备瓷质砖胚底料：氧化硅SiO₂ 58～69％，氧化铝Al₂O₃ 16～20％，氧化铁Fe₂O₃ 0.3～0.7％，氧化钠与氧化钾混合物3～12％，氧化钛TiO₂ 0.3～0.8％，氧化钙CaO 0.1～0.6％，氧化镁MgO 0～1.5％；

(5)将所述底料送到球磨机内，并加入蒙脱石和有机高分子增强剂进行球磨，制成底料浆料；

(6)将上述底料浆料用喷雾干燥塔进行喷雾干燥制得底料粉料，并将该底料粉料陈腐24～32小时；

(7)压制成型：将底料粉料和面料粉料一起压制成瓷质砖胚体；

(8)烧结晶化：将瓷质砖胚体经干燥后送入陶瓷厂通用的辊道窑内，通过调节控制辊道窑各段的温度曲线进行烧结晶化；

(9)表面处理：利用抛光线，自动连续将陶瓷微晶玻璃复合板进行磨、抛。

实施本发明的高聚晶微粉配比的瓷质砖以及相关的制作工艺，具有以下有益效果：较普通聚晶微粉砖具有更加精致细腻的纹理效果和天然大理石通透的质感，并且具有较好的耐磨性和强度，使用时历久弥新。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中标示为：1底料层、2面料层

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明：

如图1所示，高聚晶微粉配比的瓷质砖，由面料层2和底料层1构成双层结构，所述的面料层2中含聚晶微粉的重量比大于90％

实施例1

按以下重量份配置面料和底料：

面料：聚晶微粉98份，辅料2份，其中，聚晶微粉包含以下重量比的组分：氧化硅SiO₂ 70份，氧化铝Al₂O₃ 17份，氧化铁Fe₂O₃ 0.1份，氧化钠与氧化钾混合物12份，氧化钛TiO₂ 0.1份，氧化钙CaO 0.1份，氧化镁MgO0.7份。

底料：氧化硅SiO₂ 69份，氧化铝Al₂O₃ 20份，氧化铁Fe₂O₃ 0.7份，氧化钠与氧化钾混合物8.9份，氧化钛TiO₂ 0.3份，氧化钙CaO 0.1份，氧化镁MgO1份；

将面料和底料分别送到球磨机内，并加入蒙脱石和有机高分子增强剂进行球磨，制成面料浆料和底料浆料；

将上述酱料分别面料浆料用喷雾干燥塔进行喷雾干燥制得粉料，控制所述面料粉料中的聚晶微粉料的含水重量比例为5.6％～6.3％，并分别将粉料陈腐24小时；

将底料粉料和面料粉料一起压制成瓷质砖胚体；

将瓷质砖胚体经干燥后送入陶瓷厂通用的辊道窑内，通过调节控制辊道窑各段的温度曲线进行烧结晶化；

利用抛光线，自动连续将陶瓷微晶玻璃复合板进

实施例2

与实施例1不同的是，按以下重量份配置面料和底料：

面料：聚晶微粉96份，辅料4份，其中，聚晶微粉包含以下重量比的组分：氧化硅SiO₂ 68.7份，氧化铝Al₂O₃ 17.7份，氧化铁Fe₂O₃ 0.5份，氧化钠与氧化钾混合物11.5份，氧化钛TiO₂ 0.3份，氧化钙CaO 0.3份，氧化镁MgO1份。

底料：氧化硅SiO₂ 67.5份，氧化铝Al₂O₃ 19份，氧化铁Fe₂O₃ 0.7份，氧化钠与氧化钾混合物10份，氧化钛TiO₂ 0.8份，氧化钙CaO 0.6份，氧化镁MgO1.5份；

发明原理

1、天然石材具有变幻莫测的纹理、通透感强的特色，聚晶微粉瓷质抛光砖中的聚晶微粉含量一般控制在面料的30％～40％，这在一定程度上影响了制品表面对石材的仿真度，为获得天然石材装饰效果，本发明将聚晶微粉的含量提高到面料的90％。

2、对印花网版进行调整，采用超细印花技术，使印出的花色纹理细腻、层次丰富。

3、针对配方中引入高含量的低温料，制定合理的烧成制度。

4、对压机的布料***进行改造，增加线条料和粒子料的设备。

主要发明点

1、采用高含量聚晶微粉层配比，使聚晶微粉的含量达到面料的90％。

2、采用超细印花技术，使印出的花色纹理细腻、层次丰富。在过往生产中，为了防止印油封网，多采用较粗的网版，印出的线条过粗，装饰效果差强人意。在研制过程中对网版进行了调整，改用细网版印花，在印花的同时加润滑剂，有效解决了封网问题。

3、通过对压机布料***设备改造，增加了线条料和粒子料设备，使线条纹理图案更加丰富。

实施本发明的关键点

1、调整坯料配比，制定合理的工艺参数，提高生坯强度，减少缺陷。

在研制过程中我们发现，坯体强度随着聚晶微粉料加入量的增大而下降，即二者呈反比关系；在压机成形阶段，坯体还出现夹层现象。

针对这些问题我们进行了以下研究与试验：

(1)在坯料配比中适当增加蒙脱石类矿物(理论化学通式为Al₂O₃·4SiO₂·nH₂O)提高坯体强度。

蒙脱石属单斜晶系，该类矿物是膨润土、漂白土等有用粘土原料的主要组成物。其中膨润土则是陶瓷工业常用的塑化剂，其特性是颗粒极细、粘结力特别强。当与水混合时，水分子能在结构单元层之间侵入，从而赋予特别强的膨润性质——体积膨胀，并呈凝胶状态。在坯体中掺入适量的膨润土时，可显著增加坯料的可塑性与干燥强度。

粘土含量与干坯强度关系图

由图可知，干坯强度N随着粘土含量Wt的百分含量增加而增大并达到一个最大值，但当粘土含量继续增加时，干坯强度N不仅不会再提高，反而会降低。

(2)在坯料中引入增强剂提高坯体的强度

坯体增强剂是一种有机高分子材料，分子链较长，与坯料一起球磨时，分散在泥浆中，可提高浆料颗粒间的结合力，从而达到增强坯体强度的目的，但加入量过多会使泥浆变稠，流动性变差。

通过以上措施，生坯强度由原来的1.1～1.2MPa提高到1.4～1.6MPa。

(3)制定合理的工艺参数解决夹层问题

①根据压制能力指数确定粉料含水率

在坯体配比中引入高含量的聚晶微粉料，如果粉料含水率过低时，极易形成粉料中微细粉的过量存在，一是降低了粉料的堆积密度，使粉料容重减小，粉料内气体量增大。因此，容易造成气体排除不净引起夹层；二是模腔内粉料受到第一次压制后，微细粉向四边漂移，堵塞排气通道，使气体排除不畅产生夹层。

当粉料含水率逐渐增大时，由于水的润滑作用，压制成形时坯体的密实度也有所提高。但含水率超过一定程度时，坯体的密实度反而降低，并出现大量夹层。这是因为压机第一次冲压时，粉料间隙大大减小，透气性降低，此时坯体内尚存有大量的残余气体，再进行第二次冲压时，坯体内气体被挤压至某一部位，即产生夹层。

由此可见，要解决坯体夹层缺陷，就要确定合适的粉料含水率，我们根据坯体压制能力指数的测算初步确定了粉料含水率：

Ps＝S/N

式中：Ps——压制能力指数

S——干坯破坏应力(MPa)

N——湿坯破坏应力(MPa)

测算表明，当压制能力指数在2～4时，坯体不易发生夹层，如果采用较高压力成形时，可适当降低粉料水分。结合本厂的实际生产情况，最终确定聚晶微粉料的含水率为5.6％～6.3％。

②保证粉料有充分的陈腐时间

通过喷雾干燥制得的粉料，其水分是不均匀的，这就特别需要有一个陈腐的过程。在陈腐过程中，粉料处于近似封闭的环境，物料温度高于环境温度，毛细管作用明显，水分渗透扩散良好，趋于均匀。此外，陈腐过程中粉料还会产生细菌繁殖作用，腐植酸物质增加，并伴随着氧化还原反应。所以，粉料经过一定时间的陈腐之后，水分均匀，流动性、结合性提高，从而改善了粉料成形性能，减少夹层及其它缺陷。

在对各种物料性能及相互影响程度分析的基础上，我们采用正交试验法将粉料陈腐时间、粉料水分均匀性、粉料流动性、成形性能作为影响坯体夹层的相关因素进行分析研究，并结合设备运行状况，确定粉料的陈腐时间为24～32小时为宜。

2、调整印花网版，控制印花油细度及图案的扩散

为了产品表面图案达到石材纹理细腻的效果，我们对网版进行了调整，改用细网版印花，但经常出现丝网被阻塞或花纹边界模糊、不清晰等问题。对此采取以下措施：

(1)控制印花油的细度。试验表明，将丝网网眼开口尺寸大小的一半作为细度颗粒大小的上限，在印花时就极少出现阻塞网版的现象，如果在印花的同时再外加润滑剂，就能更有效地解决封网问题。

(2)印花后在砖面喷浓度为20％～30％(重量比)的防扩散水，有效解决了花纹渗透扩散的问题。

3、根据配比特点，制定合理的烧成曲线

由于蒙脱石中Al₂O₃的含量较低，又吸附了其它阳离子，因此烧成温度较低，其脱水温度为600℃～700℃，且水分排出速度较缓和。针对这一特性，我们对烧成曲线进行了调整，将预热带前期的温度提高了40℃～50℃；后期的温度降低了60℃～70℃。

烧成采用长×宽＝230m×2.6m辊道窑，烧成周期80分钟。

执行的烧成曲线如下：

4、压机布料***设备改造，使线条纹理图案更加丰富。

在研制过程中，我们发现原布料***的格栅、粒子布料装置及混料皮带转速、滚筒转速等都不能满足本项目产品的设计要求。因此，对上述设备进行了改造。

改造前后参数对比：

类别	改造前	改造后
			格栅	/	增加仿石纹理装置
混料皮带转速(HZ)	40	15
			滚筒转速(HZ)	40	15
粒子布料	无	雕花滚筒
			线条布料	无	间歇式随机下料

采用的生产工艺流程

本发明产品执行标准及主要性能指标

本发明产品执行GB/T4100-2006《陶瓷砖》、GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》标准。

主要性能指标

Claims

1.高聚晶微粉配比的瓷质砖，由面料层和底料层构成双层结构，其特征在于，所述的面料层中含聚晶微粉的重量比大于90％。

2.如权利要求1所述的高聚晶微粉配比的瓷质砖，其特征在于，所述聚晶微粉包含以下重量比的组分：氧化硅SiO₂ 60～70％，氧化铝Al₂O₃ 15～18％，氧化铁Fe₂O₃ 0.1～0.5％，氧化钠与氧化钾混合物3～12％，氧化钛TiO₂0.1～0.3％，氧化钙CaO 0.1～0.3％，氧化镁MgO 0～1％。

3.如权利要求1所述的高聚晶微粉配比的瓷质砖，其特征在于，所述底料层包含以下重量比的组分：氧化硅SiO₂ 58～69％，氧化铝Al₂O₃ 16～20％，氧化铁Fe₂O₃ 0.3～0.7％，氧化钠与氧化钾混合物3～12％，氧化钛TiO₂0.3～0.8％，氧化钙CaO 0.1～0.6％，氧化镁MgO 0～1.5％。

4.如权利要求1所述的高聚晶微粉配比的瓷质砖，其特征在于，采用细网版印花，在印花的同时加润滑剂，印花后在砖面喷浓度为20％～30％的防扩散水。

5.如权利要求1所述的高聚晶微粉配比的瓷质砖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配备瓷质砖胚面料：将聚晶微粉和辅料混合配成所述面料；