CN118206365A - 一种低损耗高平整度的发泡陶瓷及其制备工艺 - Google Patents
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开一种低损耗高平整度的发泡陶瓷，其以碳化硅为发泡剂经高温烧结而成，制备所述发泡陶瓷的原料以氧化物的质量百分比计，包括：SiO264～70.5％、Al2O3 16～19％、Fe2O3 0～3.5％、TiO2 0～1％、CaO 0.5～3％、MgO 1.5～3.5％、K2O 3～5％、Na2O 2～4％。本发明通过上述原料配方，可以提高发泡陶瓷高温熔体的粘度以及表面张力，从而使发泡陶瓷在发泡过程中均匀膨胀，能够改善发泡陶瓷烧成过程中的平整度问题，烧后制品仅需少量切割或无需切割即可达到使用标准，大大提高了发泡陶瓷材料的成品利用率，降低发泡陶瓷的成本。
Description
技术领域
本发明涉及建筑陶瓷领域，特别涉及一种低损耗高平整度的发泡陶瓷及其制备工艺。
背景技术
发泡陶瓷板材作为一种建筑装饰领域常用的墙体材料，是以抛光瓷渣、废石尾矿、石料锯泥等固体废料为主要原料，采用高温发泡技术烧制而成的高气孔率陶瓷材料，具有轻质高强、保温隔音、耐火防潮的性能，但其较高的生产成本限制了其在建筑领域中的广泛应用。
目前，发泡陶瓷的生产一般通过将发泡陶瓷造粒制成粉料后平铺在耐火材料组成的模框内，经过高温发泡后烧结。按照现有的制作工艺，板材出窑后面层和底层均存在一定的凹凸变形，为确保板材平整，在切割加工过程中需要去除面层约15～20mm的余量，去除底层约10～15mm的余量，切割的边角料较多，发泡陶瓷成品率只有70％左右。因此，发泡陶瓷的生产成本一直居高不下。
为解决上述技术问题，亟需一种低损耗高平整度的发泡陶瓷及其生产工艺。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种低损耗高平整度的发泡陶瓷及其制备工艺。
为实现上述目的，一方面，本发明提出一种低损耗高平整度的发泡陶瓷，其以碳化硅为发泡剂经高温烧结而成，制备所述发泡陶瓷的原料以氧化物的质量百分比计，包括：SiO2 64～70.5％、Al2O3 16～19％、Fe2O3 0～3.5％、TiO20～1％、CaO 0.5～3％、MgO 1.5～3.5％、K2O 3～5％、Na2O 2～4％。
本发明通过调控原料组分中各成分的用量，提高发泡陶瓷高温熔体的粘度以及表面张力，从而发泡陶瓷在发泡过程中均匀膨胀，能够改善发泡陶瓷烧成过程中的平整度问题，使发泡粉料在烧制过程中能够平稳发泡，所得制品的上、下表面及四边较为平整，烧成后的毛坯制品仅需少量切割或无需切割即可达到使用标准，可大大提高发泡陶瓷材料的成品利用率，降低发泡陶瓷的成本。
优选地，制备所述发泡陶瓷的原料中，K元素与Na元素的质量比为：0.95～1.5。进一步控制配方高温发泡时粉料的高温粘度，可以确保烧后制品孔径均匀，进一步提高产品面的平整度。
优选地，制备所述发泡陶瓷的原料中还外加有公知的陶瓷色料。可以形成统一烧成温度下的不同颜色，通过粉料混色或浆料混色以达到烧后制品具有色彩，起到一定的装饰效果。
另一方面，本发明还提出一种低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：将所述发泡陶瓷的原料按质量百分比进行球磨造粒形成粉料，然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，刮平后送入窑炉内烧成，烧成温度为1160-1170℃，烧成周期为8～13.5h，冷却出窑后拆除耐火窑具，即获得所述低损耗高平整度的发泡陶瓷。
粉料的粒径和含水量通过喷雾造粒能够控制在所需要的范围。球磨浆料陈腐的过程能够改善粉料的性能，较长的陈腐时间能够使浆料中的有机物充分分解，降低有机物在烧成过程中对坯体的影响，还有利于改善粉料水分的均匀性，便于成型。
按上述制备方法，所述粉料层的厚度≥80mm，所述发泡陶瓷原料的线性热膨胀系数满足以下条件：30～200℃：5.7×10-6K-1≤α≤6.4×10-6K-1；30～600℃：6.7×10-6K-1≤α≤7.6×10-6K-1。粉料的厚度越大，烧后平整度越难以保证，因此，通过控制发泡陶瓷原料的线性热膨胀系数，减少应力变形，进一步提升平整度，且避免出现***现象。
按上述制备方法，所述粉料层至少包括两种材料：第一粉料层和第二粉料层，所述第一粉料层与所述第二粉料层分别外加有呈现不同颜色的陶瓷色料，并通过公知的布料方式形成预设图案。成为具有图案色彩的装饰板材。
所述制备工艺还包括将所述低损耗高平整度的发泡陶瓷磨边和/或切割加工的步骤，所述切割加工包括将所述发泡陶瓷毛坯从中间横向剖开的步骤。一次烧成后，通过横向剖开可以获得两种具有不同装饰效果的板材，提高发泡陶瓷材料和窑炉的利用率。
按上述制备方法，所述粉料的工艺参数为：容重≥0.87g/ml，粉料含水率5.5～6.0％，20目筛以上1～2％，20～40目：45～70％，20～60目：80～97％，100目筛以下≤1.5％，发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。通过调控粉料的工艺参数，控制粉料的均匀性和流动性，防止粉料性能波动导致的平整度降低问题。
与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：
1、严格限定发泡陶瓷原料的化学组成，以及原料组分中的钾纳比，使获得的发泡陶瓷毛坯本身即具有较好的平整度，降低损耗，提高了材料利用率。
2、通过限定发泡陶瓷原料的线性热膨胀系数范围，在布料厚度≥80mm时，粉料层也能均匀膨胀、平稳发泡，烧后具有高平整度，且不会开裂。
3、通过添加不同色料，可以一次烧成获得两种具有不同装饰效果的发泡陶瓷板材，大大提高了发泡陶瓷材料和窑炉的利用率，降低能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为实施例9制得的发泡陶瓷结构示意图(a)以及切割后示意图(b)。
附图中，1-第一发泡陶瓷层、2-第二发泡陶瓷层。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
一种低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，包括如下步骤：将所述发泡陶瓷的原料按质量百分比进行球磨造粒形成粉料，然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，刮平后送入窑炉内烧成，烧成温度为1160-1170℃，烧成周期为8-13.5h，冷却出窑后拆除耐火窑具，即获得所述低损耗高平整度的发泡陶瓷。所述粉料的工艺参数为：容重≥0.87g/ml，粉料含水率5.5～6.0％，20目筛以上1～2％，20～40目：45～70％，20～60目：80～97％，100目筛以下≤1.5％，控制上述条件，可使发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
以氧化物的质量百分比计，所述发泡陶瓷的原料包括：SiO2 64～70.5％、Al2O3 16～19％、Fe2O3 0～3.5％、TiO2 0～1％、CaO 0.5～3％、MgO 1.5～3.5％、K2O 3～5％、Na2O 2～4％。
需要说明的是，发泡陶瓷在烧成过程中，由于碳化硅等发泡剂的作用，随着温度的升高，发泡陶瓷粉料尺寸呈膨胀趋势，整体膨胀可达150～300％。因此烧后所得发泡陶瓷毛坯总体呈现凹凸不平的状态，需将上、下表面及四边切割平整后达到使用标准。本发明通过严格限定发泡陶瓷原料的化学组成，控制高温熔体的粘度和表面张力，使其在烧制过程中均匀膨胀，平稳发泡，从而获得的发泡陶瓷具有良好的平整度。
进一步的，以质量百分比计，所述发泡陶瓷的化学组成中K元素与Na元素的质量比为：0.95～1.5。
进一步的，粉料层的厚度≥80mm时，所述发泡陶瓷原料的线性热膨胀系数满足以下条件：30～200℃：5.7×10-6K-1≤α≤6.4×10-6K-1；30～600℃：6.7×10-6K-1≤α≤7.6×10-6K-1。由于发泡陶瓷烧制过程中的膨胀特性，布料的厚度越大，烧成后发泡陶瓷的表面平整度越难以控制，因此，通过调控原料的线性热膨胀系数，确保发泡陶瓷高温膨胀和冷却收缩控制在合适的范围，避免应力过大导致的裂变、变形问题。
具体的，本发明的装饰功能主要通过在发泡陶瓷原料中外加陶瓷色料来实现的。
具体的，将用于制备发泡陶瓷的原料与陶瓷色料混合后球磨制浆喷雾造粒得到粉料，布料后烧结即可。可以采用单管布料，制备单一颜色的发泡陶瓷；也可以采用多管布料，将发泡陶瓷粉料与不同陶瓷色料混合后，按照预设图案进行多管布料，制备出有装饰图案的发泡陶瓷。其可制作出多色仿砂岩、天然石材纹路、立体石材纹路、纯色、通体精雕等效果，但不限于此。
具体的，在本发明中，可以通过布料一次烧成两种具有不同装饰效果的发泡陶瓷。
优选地，在本发明的一个实施例中，按本发明所述发泡陶瓷原料外加不同颜色的陶瓷色料经混合后，分别制备出两种呈现不同色彩的发泡陶瓷粉料，布撒入耐火窑具中，形成第一粉料层和第二粉料层，烧结后从中间横向剖开，可以获得两种不同装饰效果的发泡陶瓷板材。
陶瓷原料和发泡陶瓷原料的线性热膨胀系数的测试标准为国家标准GB/T7320-2018，测试方法为本领域所公知的顶杆法。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
提供下述实施例中各个陶瓷制备原料的具体化学组成，详见下表(以质量百分比计，单位为％)：
| 原料名称 | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | K2O | Na2O | L.O.I | ZrO2 | ZnO |
| 锆白熔块 | 61.02 | 6.18 | 0.17 | 0.37 | 10.94 | 3.58 | 4.09 | 0.01 | 0.34 | 6.3 | 6.16 |
注：上表中原料的化学组成若不满100％，主要是由于含有其他未检出杂质。
实施例中所采用绿硅CF-25为纯度98.5％以上的碳化硅，采购至佛山市长源新材料有限公司，氧化锰采购至佛山市裕晖贸易有限公司，坯体增强剂采购至佛山市新金汇经贸有限公司，液体解胶剂采购至江西科奔新型材料科技有限公司，三聚磷酸钠采购至景德镇佳陶陶瓷材料有限公司，羧甲基纤维素纳采购至佛山市禅城区盈源贸易有限公司。
实施例中所采用液体解胶剂的成分主要包括无机盐类和聚电解质类，其中无机盐类的液体解胶剂主要有水玻璃、碳酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。
实施例中所采用坯体增强剂分为有机坯体增强剂和无机坯体增强剂，有机坯体增强剂通常包括聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)、改性淀粉、聚丙烯酸钠、改性多糖、聚丙烯酸酯和木质素等。有机坯体增强剂可以改善坯体的可塑性、流动性和悬浮性，提高干燥强度和耐磨性。无机坯体增强剂包括水玻璃、磷酸盐、膨润土、腐植酸钠、木质素磺酸盐和碱木质素等，无机坯体增强剂可以增强坯体的紧密度和耐磨性，同时改善其塑性和流变性。
参照实施例
这里我们选用抛光渣、废砖粉、长石尾料、压榨泥、滑石泥和碳化硅作为发泡陶瓷原料，此配方体系中，所使用的原料为废料回收利用，成本低廉对环境友好。发泡陶瓷生产，对原料的品级要求低，而且允许每次原料在组分上有一定偏差。
首先，提供一组生产常规发泡陶瓷的原料配方体系，按质量份数计，包括河沙加工尾料6份，水渣35份，透辉石3份，建筑渣土56份，液体解胶剂1.5份，氧化锰0.25份，绿硅CF-25 0.4份，坯体增强剂0.25份。将以上配方组分按化学分析核算成氧化物如表1所示(以质量百分比计，单位为％)：
表1
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | K2O | Na2O | L.O.I | |
| 参照实施例 | 63.18 | 14.06 | 1.13 | 0.32 | 8.4 | 3.35 | 2.67 | 1.33 | 5.56 |
按上述原料组分制备发泡陶瓷，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.87g/ml，粉料含水率6.0％，20目筛以上2％，20～40目：70％，20～60目：85％，100目筛以下1.5％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
测试其性能，如表2所示。
表2
注：表面平整度以面层高低差作为检测标准。
由表2所示，常规发泡陶瓷在烧后由于发泡膨胀导致面层凹凸不平，平整度差，面层高低差可达15mm，因此在后期加工过程中，需进行大量的切削加工，造成原料的浪费。
实施例1～6
实施例1～6所用原料配方组分按质量份数计如表3所示(单位：份)：
表3
将以上配方组分按化学分析核算成氧化物如表4所示(以质量百分比计，单位为％)：
表4
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | K2O | Na2O | L.O.I | K2O/Na2O | |
| 实施例1 | 70.13 | 16.49 | 1.17 | 0.19 | 1.02 | 1.98 | 3.03 | 3.41 | 2.58 | 0.89 |
| 实施例2 | 65.39 | 18.59 | 2.11 | 0.24 | 1.03 | 3.11 | 3.38 | 2.71 | 3.44 | 1.24 |
| 实施例3 | 69.22 | 16.65 | 1.13 | 0.1 | 1.11 | 2.75 | 3.31 | 3.42 | 2.31 | 0.96 |
| 实施例4 | 64.52 | 18.06 | 3.24 | 0.51 | 2.64 | 1.61 | 3.48 | 2.45 | 3.49 | 1.42 |
| 实施例5 | 67.11 | 18 | 2.15 | 0.25 | 2.29 | 1.74 | 3.04 | 2.93 | 2.49 | 1.04 |
| 实施例6 | 69.38 | 16.66 | 1.09 | 0.02 | 1.13 | 2.8 | 4.26 | 2.32 | 2.34 | 1.83 |
除了以上给出的示例性的配方外，本领域技术人员可以根据所使用原料的实际情况进行调整搭配，例如膨润土、长石、砂、滑石等，这里就不再一一赘述，仅需满足原料组分的化学组成在本申请所述的范围内即可。
按上述原料组分制备发泡陶瓷。
实施例1的发泡陶瓷制备方法，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.87g/ml，粉料含水率5.5％，20目筛以上1％，20～40目：70％，20～60目：85％，100目筛以下1.5％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
实施例2的发泡陶瓷制备方法，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.88g/ml，粉料含水率5.8％，20目筛以上2％，20～40目：45％，20～60目：80％，100目筛以下1.2％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
实施例3的发泡陶瓷制备方法，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.87g/ml，粉料含水率6.0％，20目筛以上1％，20～40目：65％，20～60目：95％，100目筛以下1.5％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
实施例4的发泡陶瓷制备方法，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.88g/ml，粉料含水率5.5％，20目筛以上2％，20～40目：55％，20～60目：90％，100目筛以下1.5％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
实施例5的发泡陶瓷制备方法，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.87g/ml，粉料含水率6.0％，20目筛以上1％，20～40目：70％，20～60目：97％，100目筛以下1.2％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
实施例6的发泡陶瓷制备方法，具体包括如下步骤：
(1)先将发泡陶瓷原料进行球磨造粒形成粉料，所述粉料的工艺参数为：容重0.87g/ml，粉料含水率5.9％，20目筛以上1％，20～40目：50％，20～60目：85％，100目筛以下1.3％，控制上述条件，使得发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
(2)然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，厚度为67mm，刮平；
(3)送入窑炉内烧成，烧成温度1165℃，烧成周期13h；
(4)冷却出窑后拆除耐火窑具，获得发泡陶瓷毛坯；
(5)冷却24h后，进行加工，获得发泡陶瓷制品。
测试实施例1-6制得的发泡陶瓷的性能，结果如表5所示。
表5
由表2和表5所示，实施例1至实施例6所制得的发泡陶瓷表面平整度偏差在2～6mm的范围内，明显优于参照实施例所制得的发泡陶瓷的表面平整度偏差15mm，无需进行大量的切割加工。实施例1和实施例6所制得的发泡陶瓷表面平整度偏差在5～6mm，平整度良好，仅需少量切割即可达到使用要求；而实施例2至实施例5的原料组分中化合物的钾纳比在0.95～1.5范围内，所制得的发泡陶瓷表面平整度进一步提高，偏差控制在2～3mm，仅需通过磨边即可达到使用要求。可见，采用本方案所述配方，整体提高发泡陶瓷高温熔体的粘度以及表面张力，使其能够均匀膨胀，改善发泡陶瓷烧成过程中的平整度问题。尤其，原料配方组分以氧化物质量百分比计，化学组成中的K元素与Na元素的质量比为0.95～1.5时，控制粉料发泡时具备合适的高温粘度，发泡过程更加平稳，发泡陶瓷的平整度得到进一步提升，表面平整度更好，大大降低了原料的损耗，提升了产值。
实施例7
实施例7采用与实施例3相同的各项参数和制备步骤，区别仅在于制备步骤(2)中粉料层的布料厚度为85mm，同时调整发泡陶瓷的原料配方，以调整发泡陶瓷原料在30-200℃以及30-600℃下的线性热膨胀系数，原料配方以质量份数计如表6所示(单位：份)，对应的线性热膨胀系数如表8所示。
表6
将以上配方组分按化学分析核算成氧化物如表7所示(以质量百分比计，单位为％)：
表7
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | MgO | K2O | Na2O | L.O.I | |
| 实施例8-1 | 67.28 | 16.61 | 0.65 | 0.22 | 1.51 | 2.82 | 4.29 | 3.77 | 2.85 |
| 实施例8-2 | 65.91 | 17.34 | 2.83 | 0.43 | 1.74 | 2.09 | 3.45 | 3.04 | 3.17 |
| 实施例8-3 | 68.14 | 17.43 | 1.19 | 0.03 | 0.94 | 2.79 | 3.2 | 3.23 | 3.05 |
| 实施例8-4 | 68.12 | 17.06 | 1.27 | 0.17 | 0.98 | 2.58 | 3.68 | 3.34 | 2.8 |
| 实施例8-5 | 67.8 | 16.83 | 0.24 | 0.08 | 2.6 | 2.59 | 3.94 | 3.61 | 2.31 |
表8
考察实施例8所制得的发泡陶瓷的性能检测，检测结果如表9所示：
表9
注：少量分层开裂在工业生产中是允许的，通常低于10％就可以认为有较好的产业化特性。
由表9可见，随着粉料层布料厚度的增大，表面平整度降低，本发明通过严格控制原料组成，调控原料的线性热膨胀系数满足如下条件：30～200℃：5.7×10-6K-1≤α≤6.4×10-6K-1；30～600℃：6.7×10-6K-1≤α≤7.6×10-6K-1，能够将发泡陶瓷的膨胀和收缩控制在合适的范围，减少应力变形，在布料厚度≥80mm时，依然具有良好的平整度且不产生裂变、变形的问题。
由实施例8-1和实施例8-5的结果可得，线性热膨胀系数不在上述范围时，面层在冷却过程中存在少量分层开裂现象。
对比例1
采用与实施例3相同的各项参数和制备步骤，区别仅在于，调整步骤(1)中粉料的工艺参数为：容重0.87g/ml，粉料含水率7.0％，20目筛以上2％，20～40目：70％，20～60目：85％，100目筛以下2％，发泡陶瓷层的粉料生坯强度0.5Mpa。
考察实施例3和对比例1制得的发泡陶瓷的性能检测，检测结果如表10所示：
表10
由表10可见，粉料工艺参数经过调控后，由于粉料粒径和含水率的差异，导致烧后平整度下降，因此，本方案调控粉料工艺参数在容重≥0.87g/ml，粉料含水率5.5～6.0％，20目筛以上1～2％，20～40目：45～70％，20～60目：80～97％，100目筛以下≤1.5％，发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa，可以有效控制粉料的均匀性和流动性，防止粉料性能波动导致的平整度问题，进一步提升发泡陶瓷的表面平整度。
实施例9
本发明的装饰功能主要通过在发泡陶瓷粉料中外加色料来实现的。具体的，可以在陶瓷粉料中添加不同比例的色料，例如采购至佛山市远大制釉科技有限公司的包裹橘红YD2201、包裹红YD1254、包裹黄YD3671、YD-513高铁红等无机色料。添加的无机色料与发泡陶瓷粉料的质量比为0～10∶100。经过添加无机色料，可以获得具有米黄色、土黄色、砖红色、砖黄色等不同色彩装饰的发泡陶瓷，具体添加比例如表11所示(以质量份数计，单位为份)：
表11
| A | B | C | D | |
| 米黄色 | 土黄色 | 砖红色 | 砖黄色 | |
| 包裹橘红YD2201 | 0.35 | 0.25 | 1 | 2 |
| 包裹红YD1254 | 0.05 | 0.15 | 1 | - |
| 包裹黄YD3671 | 0.15 | 0.35 | - | - |
| YD-513锆铁红 | - | - | 1.5 | 1.5 |
| 发泡陶瓷粉料 | 100 | 100 | 100 | 100 |
实施例9在实施例3的原料配方基础上，将实施例3的发泡陶瓷原料作为第一发泡陶瓷层，并在第一发泡陶瓷层上布撒第二发泡陶瓷层原料以形成第二发泡陶瓷层，第一发泡陶瓷层和第二发泡陶瓷层添加不同的色料。
第二发泡陶瓷层原料组分以质量份数计如表12所示：
表12
制备步骤中，先布撒按照表11中方案A的比例添加包裹橘红YD2201、包裹红YD1254和包裹黄YD3671三种色料的第一发泡陶瓷层粉料，厚度为20mm，再布撒按照表11中方案C的比例添加包裹橘红YD2201、包裹红YD1254、和YD-513高铁红三种色料的第二发泡陶瓷层粉料，厚度为45mm。其余各项参数与制备步骤均与实施例3相同。制得的发泡陶瓷砖如图1a所示，具有两层结构，分别是第一发泡陶瓷层1和第二发泡陶瓷层2。
采用本发明所述配方，制得的发泡陶瓷平整度高，通过添加不同颜色的色料，可以实现装饰效果，如图1所示，将制备的发泡陶瓷毛坯沿切割线F剖开，即可获得两种不同装饰效果的发泡陶瓷板材，分别是仅具有第二发泡陶瓷层2的陶瓷板材Ⅰ，和包含第一发泡陶瓷层1和第二发泡陶瓷层2复合的陶瓷板材Ⅱ，大大提高窑炉利用率，提升产能。
以上陶瓷色料的添加比例仅为示例性配方，本领域技术人员可以采用公知的色料配置成不同颜色的粉料并采用公知的布料方式根据图案设计进行布料，以达到预期的装饰效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种低损耗高平整度的发泡陶瓷，其以碳化硅为发泡剂经高温烧结而成，其特征在于，制备所述发泡陶瓷的原料以氧化物的质量百分比计，包括：SiO2 64～70.5％、Al2O3 16～19％、Fe2O3 0～3.5％、TiO2 0～1％、CaO 0.5～3％、MgO 1.5～3.5％、K2O 3～5％、Na2O 2～4％。
2.如权利要求1所述的一种低损耗高平整度的发泡陶瓷，其特征在于，制备所述发泡陶瓷的原料中，K元素与Na元素的质量比为：0.95～1.5。
3.如权利要求1所述的一种低损耗高平整度的发泡陶瓷，其特征在于，制备所述发泡陶瓷的原料中还外加有公知的陶瓷色料。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：将所述发泡陶瓷的原料按质量百分比进行球磨造粒形成粉料，然后将所述粉料布撒入耐火窑具中形成粉料层，刮平后送入窑炉内烧成，烧成温度为1160～1170℃，烧成周期为8～13.5h，冷却出窑后拆除耐火窑具，即获得所述低损耗高平整度的发泡陶瓷。
5.如权利要求4所述的一种低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述粉料层的厚度≥80mm，所述发泡陶瓷原料的线性热膨胀系数α满足以下条件：30～200℃：5.7×10-6K-1≤α≤6.4×10-6K-1；30～600℃：6.7×10-6K-1≤α≤7.6×10-6K-1。
6.如权利要求4所述的一种低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述粉料层至少包括两种材料：第一粉料层和第二粉料层，所述第一粉料层与所述第二粉料层分别外加有呈现不同颜色的陶瓷色料，并通过公知的布料方式形成预设图案。
7.如权利要求4所述的一种低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺还包括将所述低损耗高平整度的发泡陶瓷磨边和/或切割加工的步骤，所述切割加工包括将所述发泡陶瓷毛坯从中间横向剖开的步骤。
8.如权利要求4所述的一种低损耗高平整度的发泡陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述粉料的工艺参数为：容重≥0.87g/ml，粉料含水率5.5～6.0％，20目筛以上1～2％，20～40目：45～70％，20～60目：80～97％，100目筛以下≤1.5％，发泡陶瓷层的粉料生坯强度高于1.3Mpa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication |