CN112851316B - 透光砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种透光砖及其制备方法，涉及陶瓷领域。透光砖，其原料按照质量百分比计算，包括：石英5‑8％、高岭土10‑30％、长石15‑25％、烧滑石6‑8％、叶腊石1‑5％、水磨霞石15‑25％、低温砂5‑10％和钙质原料30‑45％；所述钙质原料为骨粉或熔块。透光砖的制备方法，包括：将所述原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；将所述砖坯经过前处理后送入窑炉中烧成，然后后处理得到产品。本申请提供的透光砖，透光率高，强度高。

Description

透光砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，尤其涉及一种透光砖及其制备方法。

背景技术

陶瓷砖作为常见的建筑材料，起到非常重要的美化装饰作用。随着人们生活质量的提升，人们对陶瓷砖的功能需求也越来越多。常规的陶瓷砖由于原料和加工工艺的原因，往往存在着很多杂质和气孔，对光具有吸收和散射作用，因而不具有透光性，无法满足人们对于陶瓷砖在通透、视觉变幻等方面的需求。

目前也有厂家研制透光砖，其透光性能也都具有较好的表现，但是往往存在砖坯易变形、烧制成品率低，产品强度低等问题。

因此，研制一款砖坯可塑性强、高温不易变形，产品强度高且透光性好的透光砖成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种透光砖及其制备方法，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：

一种透光砖，其原料按照质量百分比计算，包括：

石英5-8％、高岭土10-25％、长石15-25％、烧滑石6-8％、叶腊石1-5％、水磨霞石15-25％、低温砂5-10％和钙质原料30-45％；所述钙质原料包括骨粉和/或熔块。

优选地，所述熔块按照质量百分比计算，包括：二氧化硅57-61％、氧化铝12-17％、氧化铁0.2-0.6％、氧化钙21-26％、氧化镁0.9-1.3％、氧化钾0.1-0.6％和氧化钠0.1-0.5％。

优选地，所述原料按照质量百分比计算，还包括：羧甲基纤维素钠0.1-1％和葡萄糖0.1-0.5％。

优选地，所述长石包括钾长石和钠长石，所述钾长石和所述钠长石的质量比为1：(1-3)。

优选地，所述透光砖中氧化钙的含量为1％-6.5％，所述透光砖中三氧化二铁的含量小于等于0.2％。

可选地，所述原料的烧失量为3-6％；

优选地，所述透光砖的白度为70-85。

透光砖的制备方法，包括：

将所述原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；

将所述砖坯经过前处理后送入窑炉中烧成，然后后处理得到产品。

优选地，进行所述球磨前还包括：

将所述原料混合后进行炒制，然后迅速冷却；

所述炒制的温度为200-400℃，所述迅速冷却是指在1-2min内将炒制后的物料降至20-25℃；

优选地，所述坯料的粒径小于等于250目。

优选地，所述压制成型的压力为100-150MPa；

所述前处理包括磨坯、喷墨和施釉，所述后处理包括抛光。

优选地，所述烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；

所述第一烧制的温度为300-500℃，时间为1-3h，结束后自然冷却至100-200℃，然后进行所述第二烧制；

所述第二烧制的温度为800-1000℃，时间为2-4h，结束后自然冷却至600-700℃，然后进行所述第三烧制；

所述第三烧制的温度为1100-1200℃，时间为10-30min，结束后在惰性气体氛围内冷却至常温。

与现有技术相比，本发明至少具有以下的有益效果：

本申请提供的透光砖，通过对原料的选择，使用石英、高岭土、长石、烧滑石、叶腊石、水磨霞石、低温砂和钙质原料进行搭配，使得砖坯具有可塑性强、高温形变率低的优点，烧制后获得的透光砖透光率高、强度高；

本申请提供的透光砖的制备方法，操作简单，成品率高。

具体实施方式

如本文所用之术语：

“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。

“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。

“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。

本发明提供一种透光砖，其原料按照质量百分比计算，包括：

石英5-8％、高岭土10-25％、长石15-25％、烧滑石6-8％、叶腊石1-5％、水磨霞石15-25％、低温砂5-10％和钙质原料30-45％；

所述钙质原料包括骨粉和/或熔块。

可选地，所述透光砖的原料中，按照质量百分比计算，石英的含量可以是5％、6％、7％、8％以及5-8％之间的任意值；高岭土的含量可以是10％、15％、20％、25％以及10-25％之间的任意值；长石的含量可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％以及15-25％之间的任意值；烧滑石的含量可以是6％、7％、8％以及6-8％之间的任意值；叶腊石的含量可以是1％、2％、3％、4％、5％以及1-5％之间的任意值；水磨霞石的含量可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％以及15-25％之间的任意值；低温砂的含量可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％以及5-10％之间的任意值；低温熔块的含量可以是25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％以及25-35％之间的任意值；所述钙质原料的含量可以是30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％以及30-45％之间的任意值。

使用钙质原料可以提升透光砖的透光性和强度。

优选地，所述熔块按照质量百分比计算，包括：二氧化硅57-61％、氧化铝12-17％、氧化铁0.2-0.6％、氧化钙21-26％、氧化镁0.9-1.3％、氧化钾0.1-0.6％和氧化钠0.1-0.5％。

可选地，所述熔块中二氧化硅的质量含量可以为57％、58％、59％、60％、61％以及57-61％之间的任意值；氧化铝的质量含量可以为12％、13％、14％、15％、16％、17％以及12-17％之间的任意值；氧化铁的质量含量可以为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％以及0.2-0.6％之间的任意值；氧化钙的质量含量可以为21％、22％、23％、24％、25％、26％以及21-26％之间的任意值；氧化镁的质量含量可以为0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％以及0.9-1.3％之间的任意值；氧化钾的质量含量可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％以及0.1-0.6％之间的任意值；氧化钠的质量含量可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％以及0.1-0.5％之间的任意值。

优选地，所述原料按照质量百分比计算，还包括：羧甲基纤维素钠0.1-1％和葡萄糖0.1-0.5％。

羧甲基纤维素钠和葡萄糖配合使用，可以解决透光砖中的微小气孔，减弱砖体本身对光的吸收和散射作用，提升其通透效果。

可选地，所述透光砖的原料中，羧甲基纤维素钠的含量可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％以及0.1-1％之间的任意值；葡萄糖的含量可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％以及0.1-0.5％之间的任意值。

优选地，所述长石包括钾长石和钠长石，所述钾长石和所述钠长石的质量比为1：(1-3)。

钾长石和钠长石合适的比例，会使得透光砖的透光率进一步提升。

可选地，所述钾长石和所述钠长石的质量比可以为1：1、1：2、1：3以及1：(1-3)之间的任意值。

优选地，所述透光砖中氧化钙的含量为1％-6.5％，所述透光砖中三氧化二铁的含量小于等于0.2％。

氧化钙的含量对透光砖的透光率和强度以及形变都有影响。在本申请提供的透光砖中，氧化钙的含量越高，其透光率和强度越大，但是超出6.5％的含量之后，其高温形变率就会上升，导致成品率下降。三氧化二铁主要影响透光率，含量高于限定值之后，透光率会急剧下降。

可选地，所述透光砖中氧化钙的含量可以为1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％以及1％-6.5％之间的任意值。

可选地，所述原料的烧失量为3-6％；

优选地，所述透光砖的白度为70-85。

烧失量的控制，是为了保证透光砖的强度。

可选地，所述原料的烧失量可以为3％、4％、5％、6％以及3-6％之间的任意值；所述透光砖的白度可以为70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85以及70-85之间的任意值。

透光砖的制备方法，包括：

将所述原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；

将所述砖坯经过前处理后送入窑炉中烧成，然后后处理得到产品。

优选地，进行所述球磨前还包括：

将所述原料混合后进行炒制，然后迅速冷却；

所述炒制的温度为200-400℃，所述迅速冷却是指在1-2min内将炒制后的物料降至20-25℃；

优选地，所述坯料的粒径小于等于250目。

炒制和迅速冷却的目的是为了增强原料的可塑性、降低后期高温烧制的变形率。

可选地，所述炒制的温度可以为200℃、250℃、300℃、350℃、400℃以及200-400℃之间的任意值。

优选地，所述压制成型的压力为100-150MPa；

所述前处理包括磨坯、喷墨和施釉，所述后处理包括抛光。

可选地，所述压制成型的压力可以为100MPa、110MPa、120MPa、130MPa、140MPa、150MPa以及100-150MPa之间的任一值。

优选地，所述烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；

所述第一烧制的温度为300-500℃，时间为1-3h，结束后自然冷却至100-200℃，然后进行所述第二烧制；

所述第二烧制的温度为800-1000℃，时间为2-4h，结束后自然冷却至600-700℃，然后进行所述第三烧制；

所述第三烧制的温度为1100-1200℃，时间为10-30min，结束后在惰性气体氛围内冷却至常温。

采用渐进式的烧成方式，一方面是为了降低高温烧制的变形率，另一方面是为了进一步的减少气孔、减弱散射作用，进而提升透光率，再一方面是为了提升透光砖的强度。最终采用惰性气氛冷却是为了避免空气中的氧气、二氧化碳等气体在高温下与砖体内的物质发生反应，避免降低透光率。

可选地，所述第一烧制的温度可以为300℃、400℃、500℃以及300-500℃之间的任意值，时间可以为1h、2h、3h以及1-3h之间的任意值，结束后可以自然冷却至100℃、150℃、200℃以及100-200℃之间的任意值，然后进行所述第二烧制；所述第二烧制的温度可以为800℃、900℃、1000℃以及800-1000℃之间的任意值，时间可以为2h、3h、4h以及2-4h之间的任意值，结束后可以自然冷却至600℃、650℃、700℃以及600-700℃之间的任意值，然后进行所述第三烧制；所述第三烧制的温度可以为1100℃、1150℃、1200℃以及1100-1200℃之间的任意值，时间可以为10min、20min、30min以及10-30min之间的任意值，结束后在惰性气体氛围内冷却至常温。

下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

首先对实施例使用的原料的来源进行说明：本申请实施例使用的石英、高岭土、长石、烧滑石、叶腊石、水磨霞石、低温砂和骨粉均购自佛山市鑫善源商贸有限公司，熔块为自制。

实施例1

准备原料：

石英5kg、高岭土10kg、长石25kg、烧滑石6kg、叶腊石4kg、水磨霞石15kg、低温砂5kg、熔块25kg和骨粉5kg。

其中，长石中钾长石和钠长石的质量比为1：1。

需要说明的是，本实施例使用的熔块的化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅58％、氧化铝15％、氧化铁0.2％、氧化钙25％、氧化镁0.9％、氧化钾0.1％、氧化钠0.1％和少量杂质。

将上述原料加水经过球磨后过250目筛得到坯料，然后将坯料100MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉，然后送入窑炉中烧成，然后抛光得到产品；烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；第一烧制的温度为300℃，时间为3h，结束后自然冷却至100℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为800℃，时间为4h，结束后自然冷却至600℃，然后进行第三烧制；第三烧制的温度为1100℃，时间为30min，结束后在氩气氛围内冷却至常温。

控制烧失量为3％；检测得到的透光砖中氧化钙的含量为5.5％，透光砖中三氧化二铁的含量为0.1％。

实施例2

准备原料：

石英6kg、高岭土12kg、长石21kg、烧滑石7kg、叶腊石1kg、水磨霞石17kg、低温砂7kg、熔块28kg和1kg骨粉。

其中，长石中钾长石和钠长石的质量比为1：2。

需要说明的是，本实施例使用的中温熔块的化学成分以质量百分比计算包括：二氧化硅59.44％、氧化铝14.23％、氧化铁0.45％、氧化钙23.56％、氧化镁1.07％、氧化钾0.46％、氧化钠0.31％和少量杂质。

将原料混合后200℃进行炒制，然后在1min内将炒制后的物料降至20℃。将上述经过炒制的原料加水经过球磨后过250目筛得到坯料，然后将坯料150MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉，然后送入窑炉中烧成，然后抛光得到产品；烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；第一烧制的温度为500℃，时间为1h，结束后自然冷却至200℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为1000℃，时间为2h，结束后自然冷却至700℃，然后进行第三烧制；第三烧制的温度为1200℃，时间为10min，结束后在氩气氛围内冷却至常温。

控制烧失量为6％；检测得到的透光砖中氧化钙的含量为6.5％，透光砖中三氧化二铁的含量为0.2％。

实施例3

准备原料：

石英8kg、高岭土10kg、长石15kg、烧滑石8kg、叶腊石5kg、水磨霞石17.5kg、低温砂5kg、骨粉30kg、羧甲基纤维素钠1kg和葡萄糖0.5kg。

其中，长石中钾长石和钠长石的质量比为1：3。

将原料混合后400℃进行炒制，然后在2min内将炒制后的物料降至25℃。将上述经过炒制的原料加水经过球磨后过250目筛得到坯料，然后将坯料120MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉，然后送入窑炉中烧成，然后抛光得到产品；烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；第一烧制的温度为400℃，时间为2h，结束后自然冷却至150℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为900℃，时间为3h，结束后自然冷却至650℃，然后进行第三烧制；第三烧制的温度为1150℃，时间为20min，结束后在氩气氛围内冷却至常温。

控制烧失量为4％；检测得到的透光砖中氧化钙的含量为6％，透光砖中三氧化二铁的含量为0.15％。

实施例4

准备原料：

石英8kg、高岭土12.8kg、长石15kg、烧滑石7kg、叶腊石3kg、水磨霞石16kg、低温砂6kg、骨粉32kg、羧甲基纤维素钠0.1kg和葡萄糖0.1kg。

其中，长石中钾长石和钠长石的质量比为1：2.5。

将原料混合后300℃进行炒制，然后在1.5min内将炒制后的物料降至22℃。将上述经过炒制的原料加水经过球磨后过250目筛得到坯料，然后将坯料140MPa条件下压制成型得到砖坯；将砖坯经过磨坯、喷墨和施釉，然后送入窑炉中烧成，然后抛光得到产品；烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；第一烧制的温度为350℃，时间为2.5h，结束后自然冷却至120℃，然后进行第二烧制；第二烧制的温度为950℃，时间为3.5h，结束后自然冷却至680℃，然后进行第三烧制；第三烧制的温度为1180℃，时间为25min，结束后在氩气氛围内冷却至常温。

控制烧失量为5％；检测得到的透光砖中氧化钙的含量为6.5％，透光砖中三氧化二铁的含量为0.1％。

对比例1

与实施例1不同的是，一直在1100℃下烧制7.5h。

对比例2

与实施例2不同的是，使用17kg高岭土替代水磨霞石。

对比例3

与实施例3不同的是，原料直接加水球磨，不进行炒制。

对比例4

与实施例4不同的是，第一烧制和第二烧制之后不进行冷却，直接进行下一次烧制。

对比例5

与实施例4不同的是，第三烧制之后在空气中自然冷却。

对比例6

与实施例4不同的是，降低骨粉的用量，使得透光砖中的氧化钙含量小于4％。

测试实施例1-4和对比例1-6得到的产品的白度、断裂模数、入射光透过率和成品率(每组2000块)，结果如下表1所示：

表1测试数据

通过对上表1的数据进行分析，对比例1与实施例1相比可知，采用渐进式的烧成方式，可以降低高温烧制的变形率，同时能够提升透光率和强度；对比例2与实施例2相比可知，水磨霞石的使用对砖体的强度影响不大，但是能够显著影响白度和入射光透过率；对比例3与实施例3相比可知，对原料进行炒制，能够降低高温变形率和提高强度，从而提高成品率，对白度和入射光透过率有一定影响，但影响不大；对比例4与实施例4相比可知，每次烧制之后的冷却对白度、强度、入射光透过率和成品率都有一定影响；对比例5与实施例4相比可知，在惰性气体氛围内冷却，可以有效的提升白度和入射光透过率，对强度和成品率影响不大；对比例6与实施例4相比可知，成品中氧化钙的含量的降低对白度和入射光透过率有较大影响，而对强度和成品率的影响有限。通过实施例1和2比较可知，中温熔块对白度、入射光透过率、强度和成品率均有一定影响；通过实施例2和实施例3和4比较可知，羧甲基纤维素钠和葡萄糖能够提升透光砖的白度、入射光透过率、强度和成品率，而且在本申请限定的范围内，用量越多，作用越明显。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种透光砖，其特征在于，其原料按照质量百分比计算，包括：石英5-8％、高岭土10-25％、长石15-25％、烧滑石6-8％、叶腊石1-5％、水磨霞石15-25％、低温砂5-10％和钙质原料30-45％；

所述钙质原料包括骨粉和/或熔块；

所述透光砖的制备方法，包括：

将所述原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；

将所述砖坯经过前处理后送入窑炉中烧成，然后后处理得到产品；

进行所述球磨前还包括：将所述原料混合后进行炒制，然后迅速冷却；所述炒制的温度为200-400℃，所述迅速冷却是指在1-2min内将炒制后的物料降至20-25℃；

所述坯料的粒径小于等于250目；

所述压制成型的压力为100-150MPa；

所述前处理包括磨坯、喷墨和施釉，所述后处理包括抛光。

2.根据权利要求1所述的透光砖，其特征在于，所述熔块按照质量百分比计算，包括：二氧化硅57-61％、氧化铝12-17％、氧化铁0.2-0.6％、氧化钙21-26％、氧化镁0.9-1.3％、氧化钾0.1-0.6％和氧化钠0.1-0.5％。

3.根据权利要求1所述的透光砖，其特征在于，所述原料按照质量百分比计算，还包括：羧甲基纤维素钠0.1-1％和葡萄糖0.1-0.5％。

4.根据权利要求1所述的透光砖，其特征在于，所述长石包括钾长石和钠长石，所述钾长石和所述钠长石的质量比为1：(1-3)。

5.根据权利要求1所述的透光砖，其特征在于，所述透光砖中氧化钙的含量为1％-6.5％，所述透光砖中三氧化二铁的含量小于等于0.2％；所述透光砖的白度为70-85。

6.根据权利要求1-5任一项所述的透光砖，其特征在于，所述原料的烧失量为3-6％。

7.一种权利要求1-6任一项所述的透光砖的制备方法，其特征在于，包括：

将所述原料经过球磨后得到坯料，然后将所述坯料压制成型得到砖坯；

将所述砖坯经过前处理后送入窑炉中烧成，然后后处理得到产品；

所述压制成型的压力为100-150MPa；

所述前处理包括磨坯、喷墨和施釉，所述后处理包括抛光。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，进行所述球磨前还包括：

将所述原料混合后进行炒制，然后迅速冷却；

所述炒制的温度为200-400℃，所述迅速冷却是指在1-2min内将炒制后的物料降至20-25℃；

所述坯料的粒径小于等于250目。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述烧成包括第一烧制、第二烧制和第三烧制；

所述第一烧制的温度为300-500℃，时间为1-3h，结束后自然冷却至100-200℃，然后进行所述第二烧制；

所述第二烧制的温度为800-1000℃，时间为2-4h，结束后自然冷却至600-700℃，然后进行所述第三烧制；

所述第三烧制的温度为1100-1200℃，时间为10-30min，结束后在惰性气体氛围内冷却至常温。