CN110483024B - 一种高平整度瓷砖坯料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高平整度瓷砖坯料，以质量百分含量计，所述坯料的化学组分为：SiO263.87～69.05％、Al2O320.39～22.94％、Fe2O30.19～0.38％、CaO 0.25～0.32％、MgO 1.07～1.41％、K2O 3.14～3.86％和Na2O 2.11～2.61％，烧失为5.63～6.13％。本发明提供的高平整度瓷砖坯料配方，烧制后的瓷砖表面平整度高，中心和边弯上凸最大为0.4mm，下凹最大0.3mm，最大偏差为0.7mm。同时，本发明还公开一种所述高平整度瓷砖坯料的制备方法。

Description

一种高平整度瓷砖坯料及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种高平整度瓷砖坯料及其制备方法。
背景技术
瓷砖作为一种重要的建筑用材料，在建筑装饰、室内装修中的应用越来越广泛。为保护建筑物的墙壁、地面以及增加美观度，通常会在墙面、地面、室内外铺贴瓷砖。为了达到预期效果，除了要保证瓷砖的色泽、纹理、耐磨度、强度要求以外，瓷砖的表面平整度也是重要的参数之一。
据《GB4100-2006陶瓷砖国家标准》要求中规定，地砖的平整度要求是偏差小于±0.2％且最大值不超过2mm。以600*600规格的瓷砖为例，按国家标准其平整度的偏差数值应该在-1.2mm至+1.2mm之间且最大值不超过2mm。如此大的偏差范围，既影响瓷砖铺贴后的视觉效果，同时还影响使用效果。所以，为增强瓷砖铺贴后的视觉及使用效果，应尽可能地提高瓷砖表面平整度，减小表面平整度的偏差范围。
瓷砖的平整度受坯料配方的影响，尤其是配方中铝含量、钾钠的含量以及粉料的颗粒级配。坯体中铝含量低，熔剂量过高会造成高温液相量过多，容易产生局部过烧；钾含量低，钠含量高会使液相高温粘度过低，使坯体在烧成时产生过大的、不均匀收缩变形；同时粉料过细或者过粗，在压坯时成形能力差，采用一定粒径分布的粉料，则在压坯时可能使小球体填塞在较大球体的空隙中，降低坯体的气孔率。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种高平整度瓷砖坯料。该坯料配方所生产瓷砖表面平整度高，中心和边弯上凸最大为0.4mm，下凹最大为0.3mm，最大偏差为0.7mm。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种高平整度瓷砖坯料，以质量百分含量计，所述坯料的化学组分为：SiO2 63.87～69.05％、Al2O3 20.39～22.94％、Fe2O30.19～0.38％、CaO 0.25～0.32％、MgO 1.07～1.41％、K2O 3.14～3.86％和Na2O 2.11～2.61％，烧失为5.63～6.13％。
本发明的思路是通过提高坯体的铝含量来增加坯体的耐火度、热稳定性、抗融变形和力学强度；通过调整坯体中的钾钠比，使坯体中钾含量高于钠含量，增宽熔融范围，防止产品高温变形，促进坯体的烧成控制；通过利用一定粒度分布的粉料来提高粉料自由堆积密度，从而提高坯体的致密度，降低气孔率，减小烧结时的收缩变形。
优选地，以重量份计，所述坯料基本原料包括以下成分：细长石粉16.6～20.1份、水磨钠石粉8.2～9.5份、瓷土10～18份、高岭土5.2～7份、仙源钾钠沙27.5～43.5份、球土3.7～8.1份、滑石3.5～4.3份和灰白瓷泥3.2～5.1份。
本发明中各种原料所起的作用：高岭土、球土以及灰白瓷泥为高可塑性粘土，用作坯体的成形基础，同时增加坯体中的铝含量，提高坯体的耐火度和力学强度；瓷土为低可塑性粘土，增强坯体在高温烧成过程中的抗变形能力，避免产生弯曲变形；细长石粉、水磨钠石粉以及仙源钾钠沙作为熔剂，在高温下熔融，形成粘稠的玻璃熔体填充于各颗粒之间，提高坯体致密度、减少空隙和降低烧成温度，同时增宽熔融范围，有利于控制坯体的烧成过程；滑石用于扩大烧结范围，加速莫来石生成，提高瓷砖的抗弯曲强度。
优选地，所述坯料原料还包含三聚磷酸钠、陶瓷坯体增强剂、分散剂，所述三聚磷酸钠为坯料基本原料总和的0.15～1wt％，所述陶瓷坯体增强剂为坯料基本原料总和的0.1～0.4wt％，所述分散剂为坯料基本原料总和的0.2～1wt％。
更优选地，所述三聚磷酸钠、陶瓷坯体增强剂和分散剂的总量不超过坯料基本原料总和的4wt％。
添加剂总量不能过大，有机物在800℃左右大量烧失，此时已经开始出现液相，若产生大量气体不能及时排除，会在坯体内部形成气孔以及影响原料氧化，形成黑心、空洞等缺陷，当所述三聚磷酸钠、陶瓷坯体增强剂和分散剂的总量不超过坯料基本原料总和的4wt％时，能更好的预防与避免上述缺陷。
优选地，所述坯料的化学组成中，Li2O的质量百分含量低于0.4％。
近两年高品位原料产量大幅减少，现有原料杂质含量高，Li2O会导致坯体初始烧结温度急剧下降，坯体烧成范围变窄，高温烧成时液相粘度降低容易变形，属于严重危害杂质，含量需要严格控制低于0.4％。
优选地，所述瓷土、高岭土、球土、灰白瓷泥的比重范围为1.55～1.58，所述瓷土、高岭土、球土、灰白瓷泥的粒径范围为0.5～3μm，所述瓷土、高岭土、球土、灰白瓷泥的收缩范围为4.9～7.3％。
控制坭料的性能，可以更好的控制后期原料球磨、粉料堆积密度、以及坯体烧成收缩大小，继而控制烧成温度、坯体致密度、烧成尺寸偏差等性能。
本发明的技术关键在于控制坯体中钾钠含量比以及粉料的粒度分布，增加高温下坯体液相的粘度，避免坯体在高温下出现局部过烧，减小了高温变形度，从而提高烧制品的表面平整度。
同时，本发明还提供所述的高平整度瓷砖坯料的制备方法，所述方法为：将各原料进行球磨，得到球磨浆料，将球磨浆料过筛过滤掉大颗粒物，然后烘干至浆料剩余水分在6～8％范围，然后通过双辊破碎机破碎制粉，筛分出40～60目区间的坯料粉料，得到所述高平整度大理石瓷砖坯料。
优选地，所述球磨过程中的参数为：球料比为(2～3)：1，按浆料含水率30～40％加入水，球磨时间为10～15min。
此外，本发明还提供一种所述高平整度瓷砖坯料制备得到的高平整度瓷砖。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明提供的高平整度瓷砖坯料配方，烧制后的瓷砖表面平整度高，中心和边弯上凸最大为0.4mm，下凹最大0.3mm，最大偏差为0.7mm。
上述平整度的测试采用平台塞尺检测法检测陶瓷砖平整度；在实际测量中，根据实际测量要求的不同而选择不同的测量位置，测量时用一个铸铁桥型平尺靠在被测工件表面的待测位置上，然后通过塞尺来测量该桥型尺下的空隙，这样就能够测得被测工件表面的平整度的数值。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述高平整度瓷砖坯料的一种实施例，本实施例所述高平整度瓷砖坯料所用的化学组成为：SiO2 64.28％、Al2O3 21.83％、Fe2O3 0.37％、CaO 0.26％、MgO 1.29％、K2O 3.27％、Na2O 2.12％；以重量份计，所用坯料原料组成为：细长石粉19份、水磨钠石粉9份、瓷土16份、高岭土7份、仙源钾钠沙35份、球土6份、滑石4份、灰白瓷泥4份，并添加额外的0.3wt％的坯体增强剂、0.5wt％的三聚磷酸钠，0.4wt％的分散剂，各原料的化学成分见表1：
表1各原料的化学成分
Figure BDA0002193874450000041
上述原料中，瓷土、高岭土、球土、灰白瓷泥的比重范围为1.55～1.58，粒径范围为0.5～3μm，收缩范围为4.9～7.3％。
按照上述质量百分比称取各原料加入球磨罐中，加入球石、水后进行球磨，具体球磨工艺参数见表2；球磨好的浆料通过筛网过滤掉未球碎的颗粒物再烘干，然后通过双辊破碎机破碎干料制粉，经过振动筛筛分出40～60目区间的坯料粉料，具体粉料性能见表3；最后通过压机将坯料压制成600×600的坯体，将坯体烘干后，在窑炉中经预热、升温、高温、冷却四个阶段共计67min完成烧结。
表2球磨参数及浆料性能
Figure BDA0002193874450000051
表3坯料性能参数
Figure BDA0002193874450000052
采用平台塞尺法检测烧成后陶瓷砖的表面平整度。测量时，用一个铸铁桥型平尺依次靠在被测工件表面的四条直角边上和对角线上，然后通过塞尺来测量该桥型尺下的空隙，测得被瓷砖表面的平整度的数值见表4。
表4瓷砖边和中心弯曲度
Figure BDA0002193874450000053
由表4可知，烧制后的瓷砖平整度都很高，这样能极大地提高瓷砖铺贴后的视觉效果。
实施例2
本发明所述高平整度瓷砖坯料的一种实施例，本实施例所述高平整度瓷砖坯料所用的化学组成为：SiO264.98％、Al2O320.95％、Fe2O3 0.34％、CaO 0.26％、MgO 1.4％、K2O3.53％、Na2O 3.18％；以重量份计，所用坯料原料组成为：细长石粉20份、水磨钠石粉9.5份、瓷土18份、高岭土7份、仙源钾钠沙30份、球土8份、滑石4.3份、灰白瓷泥3.2份，并添加额外的0.25wt％的坯体增强剂、0.6wt％的三聚磷酸钠，0.4wt％的分散剂，各原料的化学成分见表1，制备方法及性能的研究均与实施例1相同，具体性能结果如表5所示：
表5瓷砖边和中心弯曲度
Figure BDA0002193874450000061
从表5可以看出，烧制后的瓷砖平整度都很高，这样能极大地提高瓷砖铺贴后的视觉效果。
实施例3
本发明所述高平整度瓷砖坯料的一种实施例，本实施例所述高平整度瓷砖坯料所用的化学组成为：SiO2 65.83％、Al2O3 20.19％、Fe2O3 0.26％、CaO 0.23％、MgO 1.22％、K2O 4.39％、Na2O 3.41％；以重量份计，所用坯料原料组成为：细长石粉17.4份、水磨钠石粉8.5份、瓷土12份、高岭土5.6份、仙源钾钠沙43.5份、球土4.2份、滑石3.7份、灰白瓷泥5.1份，并添加额外的0.3wt％的坯体增强剂、0.5wt％的三聚磷酸钠，0.3wt％的分散剂，各原料的化学成分见表1，制备方法及性能的研究均与实施例1相同，具体性能结果如表6所示：
表6瓷砖边和中心弯曲度
Figure BDA0002193874450000062
从表6可以看出，烧制后的瓷砖平整度都很高，这样能极大地提高瓷砖铺贴后的视觉效果。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种高平整度瓷砖坯料，其特征在于，以质量百分含量计，所述坯料的化学组分为：SiO2 63.87~69.05%、Al2O3 20.39~22.94%、Fe2O3 0.19~0.38%、CaO 0.25~0.32%、MgO 1.07~1.41%、K2O 3.14~3.86% 和Na2O 2.11~2.61%，烧失为5.63~6.13%；
以重量份计，所述坯料基本原料包括以下成分：细长石粉16.6~20.1份、水磨钠石粉8.2~9.5份、瓷土10~18份、高岭土5.2~7份、仙源钾钠沙27.5~43.5份、球土3.7~8.1份、滑石3.5~4.3份和灰白瓷泥3.2~5.1份；
所述瓷土、高岭土、球土、灰白瓷泥的粒径范围为0.5~3μm，所述瓷土、高岭土、球土、灰白瓷泥的收缩范围为4.9~7.3%；
所述高平整度瓷砖坯料的制备方法为：将各原料进行球磨，得到球磨浆料，将球磨浆料过筛过滤掉大颗粒物，然后烘干至浆料剩余水分在6~8%范围，最后通过双辊破碎机破碎制粉，筛分出40~60目区间的坯料粉料，得到所述高平整度大理石瓷砖坯料。
2.如权利要求1所述的高平整度瓷砖坯料，其特征在于，所述坯料原料还包含三聚磷酸钠、陶瓷坯体增强剂、分散剂，所述三聚磷酸钠为坯料基本原料总和的0.15~1wt%，所述陶瓷坯体增强剂为坯料基本原料总和的0.1~0.4wt%，所述分散剂为坯料基本原料总和的0.2~1wt%。
3.如权利要求2所述的高平整度瓷砖坯料，其特征在于，所述三聚磷酸钠、陶瓷坯体增强剂和分散剂的总量不超过坯料基本原料总和的4 wt %。
4.如权利要求1所述的高平整度瓷砖坯料，其特征在于，所述坯料的化学组成中， Li2O的质量百分含量低于0.4%。
5.如权利要求1所述的高平整度瓷砖坯料，其特征在于，所述球磨过程中的参数为：球料比为（2~3）：1，按浆料含水率30~40%加入水，球磨时间为10~15min。
6.一种由权利要求1~5任一项所述高平整度瓷砖坯料制备得到的高平整度瓷砖。
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