CN100341812C - 一种墙地砖及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种墙地砖，按重量百分比其原料组成为石英65-90%、熔剂5-30%和粘土类矿物5-30%。该墙地砖是以石英为主要原料，熔剂用于在坯体烧成前和石英混合煅烧，以消除或减弱烧成过程中石英的晶型转变产生的体积膨胀而给坯体带来的应力，因此坯体中可以引入大量的石英并减少Al2O3的含量，以提高产品的白度、防污性及装饰效果。本发明还公开了该墙地砖的制备方法，即将石英和熔剂混合并于800℃～1600℃下煅烧，煅烧时间为0.2～48小时；然后将石英煅烧物与粘土类矿物进行混合，并将该混合物按照常规方法制成墙地砖。采用本发明的制备方法坯体烧成后不会产生裂纹或变形，制得的墙地砖具有白度高、透光性好、玉质感强、无放射性、防污性强及外观装饰效果良好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种陶瓷制品，尤其涉及一种墙地砖及其制造方法。
背景技术
现有的墙地砖是将长石、陶石、瓷石、瓷砂、陶土、瓷土、滑石、锆英砂、石英等原料与粘土类矿物(如高岭石类矿物、蒙脱石类矿物(如膨润土)、伊利石类矿物)等可塑性原料按一定的比例混合并磨细、制粉、成形、干燥、烧成。其通常的坯体化学成分为：SiO263～75％，Al2O315～23％，CaO+MgO＝0～3％，K2O+Na2O+Li2O＝4.0～10％，Fe2O3+TiO2＝0～3％，ZrO2＝0～10％。现有的墙地砖存在着下述缺陷：一、由于其化学成分中Al2O3较高，坯体烧成过程中所形成的玻璃相析晶能力较强，坯体烧成后透光性较差，因而制得的墙地砖透光性差、玉质感较差、外观装饰效果不理想。二、由于Al2O3含量高，坯体烧成过程中所形成的玻璃相粘度较高、扩散能力较弱，较高粘度的玻璃相难以渗入并填充于坯体内部的孔隙中，坯体烧成后仍具有较高的吸水率，因而坯体的防污性较差。三、对于普通墙地砖，由于通常所选用的原料Fe2O3+TiO2含量较高，坯体白度不高。因此，为提高坯体白度以及减少Al2O3的含量，现有技术通常情况下，一是引入一定量的石英，但石英的加入量不能太高(通常情况下小于35％)，否则烧成时由于石英的瞬间晶型转变带来的体积膨胀，很容易使坯体内部产生很大的应力，导致坯体的开裂和变形。二是在坯体中引入一定量(2～10％)的锆英砂(粉)，但由于锆英砂(粉)具有放射性，因而所制得的墙地砖也具有放射性。同时由于锆英砂(粉)的引入，也降低了墙地砖的透光性、玉质感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种白度高、透光性好、玉质感强、无放射性、防污性及外观装饰效果良好，坯体不易开裂和变形的墙地砖，以及该墙地砖的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种墙地砖，按重量百分比其原料组成为石英65-90％、熔剂5-30％和粘土类矿物5-30％；所述熔剂为碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸、磷酸盐、硼酸、硼酸盐、硅酸盐、氟硅酸盐、金属的氧化物、金属的氯化物或金属的氟化物的一种或几种组合。优选方案为：按重量百分比其原料组成为：石英70-82％、熔剂8-11％和粘土类矿物9-22％。
本发明墙地砖是以石英为主要原料，所述的熔剂用于在坯体烧成前和石英混合煅烧，以消除或减弱烧成过程中石英的晶型转变产生的体积膨胀而给坯体带来的应力，因此坯体中可以引入大量的石英。通常情况下石英中着色元素含量较低，因此坯体中石英含量的增加可以使坯体的白度得到明显的提高。此外，由于石英含量的增加，坯体烧成过程中所形成的玻璃相析晶能力减弱，成玻力增强，可以使坯体的透光性及玉质感明显增强，装饰效果得以明显改善。此外，由于本发明墙地砖所选用的原料中Al2O3含量较低，因而可以降低坯体烧成过程中所形成的玻璃相粘度，并可以提高其扩散能力。较低粘度的玻璃相较易渗入并填充于坯体内部的孔隙中，降低了坯体烧后吸水率，因而坯体的防污性较好。同时，由于其化学组成中Al2O3较低，坯体烧成过程中所形成的玻璃相析晶能力较弱，坯体烧成后透光性较好，因而制得的墙地砖透光性好、玉质感较强、外观装饰效果较好。
本发明所述优选的熔剂按重量百分比组分为碳酸钠16％～47％、氟硅酸钠16～47％、碳酸钙23～53％、滑石粉7～25％、碳酸钡7～19％。或者优选的熔剂为碳酸钠。
本发明所述墙地砖的制备方法，包括下列步骤：
(1)将石英和熔剂混合并于800℃～1600℃下煅烧，煅烧时间为0.2～48小时，得到石英煅烧物；
(3)将坯体混合物按照常规方法制成墙地砖。
石英与熔剂混合并经过煅烧，熔剂中金属离子、氟离子、氯离子与石英接触，高温下与石英中的硅离子争夺氧，使硅氧键断裂，形成硅酸盐或硅酸盐玻璃。因此破坏了石英的晶体结构，消除或降低了石英的晶型转变产生的体积膨胀。通常情况下，如果石英不与熔剂混合并经过煅烧，而直接加入到墙地砖的坯体中，坯体烧成后，很容易因石英的晶型转变所产生的体积膨胀导致烧结体开裂或产生裂纹。加入粘土类矿物如高岭石类矿物、蒙脱石类矿物(如膨润土)、伊利石类矿物等可塑性原料的目的是为了提高坯体的成形性能，增加坯体的结合性以及提高坯体的生坯强度。如果坯体中不加入或少加入粘土类矿物等塑性原料，坯体将很难成形(尤其是干粉压制成形)。
本发明墙体砖制备方法的步骤(3)中，可按如下措施进行：将坯体混合物磨细并制成含水4.5％～12.0％的粉末，粉末的细度为万孔筛筛余0～4％，将该粉末压制成型并干燥后，放入窑炉内于1150℃～1350℃下进行烧制，烧制时间为0.3～12小时。
为了提高砖体的装饰效果，也可以在坯体混合物压制成型并干燥后，先在其表面印刷含可溶性盐溶液的膏状物或可溶性粉末，并喷上水或助渗剂，然后再放入窑炉内烧制，烧成后进行抛光。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制得的墙地砖具有白度高、透光性好、玉质感强、无放射性、防污性强及外观装饰效果良好的特点。
(2)坯体中可以引入大量的石英，而不至于使坯体烧成后开裂或产生裂纹。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例一：
1.本实施例墙地砖的组成原料
石英(SiO2≥99.0％) 67％
纯碱(Na2CO3≥99.0％) 4％
氟硅酸钠 4％
碳酸钙 2.2％
滑石粉 0.8％
粘土 22％
2.该墙地砖的制造方法
(1)将上述组成原料中的石英与纯碱、氟硅酸钠、碳酸钙及滑石粉混合均匀，于800℃煅烧，煅烧时间为0.2小时，得到石英煅烧物。
(2)将石英煅烧物破碎后与上述原料组成中的粘土混合，得到坯体混合物。
(3)将坯体混合物进行球磨，球磨过程中加入为坯体混合物重量50％的水、0.1％的羧甲基纤维素和0.3％的三聚磷酸钠以提高球磨效果。然后将球磨之后的泥浆，用喷雾干燥塔制成含水4.5％～8.5％的粉末，粉末的细度为万孔筛筛余0～4％，将该粉末压制成型并于150℃温度下干燥后，放入窑炉于1150℃温度下烧成0.3小时，最后将烧结体抛光。
实施例二：
1.本实施例墙地砖的组成原料
石英(SiO2≥99.0％) 68％
纯碱(Na2CO3≥99.0％) 1.6％
氟硅酸钠 2.4％
碳酸钙 3.3％
滑石粉 0.8％
碳酸钡 1.9％
粘土 22％
2.该墙地砖的制造方法
(1)将上述组成原料中的石英与纯碱、氟硅酸钠、碳酸钙、碳酸钡、滑石粉混合均匀，于1100℃温度下煅烧，煅烧时间为24小时，得到石英煅烧物。
(2)将石英煅烧物破碎后与上述原料组成中的粘土混合，得到坯体混合物。
与实施例一制造方法不同之处在于：在步骤(3)中坯体混合物压制成型并干燥后，先在其表面印刷含可溶性盐溶液的渗花釉(如在10％醋酸镍溶液中，加入2.6％羧甲基纤维素和5％乙二醇等，增稠后形成膏状体)，然后再放入窑炉中，于1195℃温度下烧成，时间为3小时，最后将烧结体抛光。
实施例三：
1.本实施例墙地砖的组成原料
石英(SiO2≥99.0％) 73％
纯碱(Na2CO3≥99.0％) 2％
氟硅酸钠 2％
磷酸钙 2％
滑石粉 2％
粘土 19％
2.该墙地砖的制造方法
(1)将上述组成原料中的石英与纯碱、氟硅酸钠、碳酸钙及滑石粉混合均匀，于1350℃煅烧，煅烧时间为28小时。得到石英煅烧物。
(2)将石英煅烧物破碎后与上述原料组成中的粘土混合，得到坯体混合物。
(3)将坯体混合物进行球磨，球磨过程中加入为坯体混合物重量50％的水、0.1％的羧甲基纤维素和0.3％的三聚磷酸钠以提高球磨效果。然后将球磨之后的泥浆，用喷雾干燥塔制成含水5％～10％的粉末，粉末的细度为万孔筛筛余0～4％，将该粉末压制成型并于100℃温度下干燥后，放入窑炉于1280℃温度下烧成6小时。最后将烧结体抛光。
实施例四：
1.本实施例墙地砖的组成原料
石英(SiO2≥99.0％) 85％
纯碱(Na2CO3≥99.0％) 6％
粘土 8％
膨润土 1％
2.该墙地砖的制造方法
(1)将上述组成原料中的石英与纯碱混合均匀，于1500℃煅烧，煅烧时间为36小时。得到石英煅烧物。
(2)将石英煅烧物破碎后与上述原料组成中的粘土、膨润土混合，得到坯体混合物。
(3)将坯体混合物进行球磨，球磨过程中加入为坯体混合物重量50％的水、0.5％的羧甲基纤维素和0.6％的三聚磷酸钠以提高球磨效果。然后将球磨之后的泥浆，用喷雾干燥塔制成含水6～8％的粉末，将该粉末压制成型并于180℃温度下干燥后，放入窑炉于1330℃温度下烧成8小时，最后将烧结体抛光。
实施例五：
1.实施例墙地砖的组成原料
石英(SiO2≥99.0％) 87％
纯碱(Na2CO3≥99.0％) 5％
粘土 7％
膨润土 1％
2.该墙地砖的制造方法
(1)将上述组成原料中的石英与纯碱混合均匀，于1600℃煅烧，煅烧时间为48小时，得到石英煅烧物。
(2)将石英煅烧物破碎后与上述原料组成中的粘土及膨润土混合，得到坯体混合物。
(3)将坯体混合物进行球磨，球磨过程中加入为坯体混合物重量50％的水、0.3％的羧甲基纤维素和0.4％的三聚磷酸钠以提高球磨效果。然后将球磨之后的泥浆，用喷雾干燥塔制成含水6～9％的粉末，粉末的细度为万孔筛筛余0～4％，将该粉末压制成型并于200℃温度下干燥后，放入窑炉于1350℃温度下烧成12小时，最后将烧结体抛光。
本发明墙体砖的化学成分范围为：
SiO2＝75％～95％
Al2O3＝3～12％
Fe2O3+TiO2+Co2O3+Ni2O3+Cr2O3+V2O5+CuO+MnO2+CeO2＝0～2％
Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+MgO+CaO+BaO+ZnO+BeO+
SrO+B2O3+P2O5+PbO+Bi2O3+SnO2+ZrO2+La2O3＝2～15％
As2O3+Sb2O3＝0～2％
F+Cl+Br+S+C＝0～6％
余量0～1％。
Claims (7)
1、一种墙地砖，按重量百分比其原料组成为石英65-90％、熔剂5-30％和粘土类矿物5-30％；所述熔剂为碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸、磷酸盐、硼酸、硼酸盐、硅酸盐、氟硅酸盐、金属的氧化物、金属的氯化物或金属的氟化物的一种或几种组合。
2、根据权利要求1所述的墙地砖，按重量百分比其原料组成为：石英70-82％、熔剂8-11％和粘土类矿物9-22％。
3、根据权利要求1或2所述的墙地砖，所述熔剂按重量百分比组分为碳酸钠16％～47％、氟硅酸钠16～47％、碳酸钙23～53％、滑石粉7～25％、碳酸钡7～19％。
4、根据权利要求1或2所述的墙地砖，所述熔剂为碳酸钠。
5、权利要求1所述墙地砖的制备方法，包括下列步骤：
(1)将石英和熔剂混合并于800℃～1600℃下煅烧，煅烧时间为0.2～48小时，得到石英煅烧物；
(2)将石英煅烧物与粘土类矿物进行混合，得到坯体混合物；
(3)将坯体混合物按照常规方法制成墙地砖。
6、根据权利要求5所述的制备方法，所述步骤(3)中将坯体混合物磨细并制成含水4.5％～12.0％的粉末，粉末的细度为万孔筛筛余0～4％，将该粉末压制成型并干燥后，放入窑炉内于1150℃～1350℃下进行烧制，烧制时间为0.3～12小时。
7、根据权利要求6所述的制备方法，所述步骤(3)中坯体混合物压制成型并干燥后，先在其表面印刷含可溶性盐溶液的膏状物或可溶性粉末，并喷上水或助渗剂，然后再放入窑炉内烧制，烧成后进行抛光。
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