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CN100453498C - 一种超薄陶瓷外墙砖及其生产方法 - Google Patents

一种超薄陶瓷外墙砖及其生产方法 Download PDF

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CN100453498C CNB200710195163XA CN200710195163A CN100453498C CN 100453498 C CN100453498 C CN 100453498C CN B200710195163X A CNB200710195163X A CN B200710195163XA CN 200710195163 A CN200710195163 A CN 200710195163A CN 100453498 C CN100453498 C CN 100453498C
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Abstract

本发明涉及一种超薄陶瓷外墙砖及其制备方法,该陶瓷外墙砖的组成及含量为:粘土12-18重量份,粘结剂4-8重量份,高岭土12-18重量份,钠、钾长石各为:8-12重量份,石英长石尾砂37-41重量份,锂长石4-6重量份。采用本发明组合物制备的超薄瓷外墙砖产品的厚度约3.5mm-4.6mm,将原来常规产品的重量从13kg/m2降到6kg/m2,这一创新成果得到的产品虽然厚度降低,但强度大大提高,且较好地实现了节能降耗的目标。大幅度减轻了单位面积的砖的重量、节省了能源、减少了运输成本。

Description

一种超薄陶瓷外墙砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超薄陶瓷外墙砖及其生产方法,具体的讲,本发明涉及的是一种利用多种粘土与多种长石混合物制备的超薄陶瓷外墙砖及其制备方法。
背景技术
配合陶瓷行业节能强制标准的实施,建筑外墙保温材料的使用,也要求瓷砖的重量厚度越来越轻、越来越薄。
现有技术公开了一些相关的文献,例如:
CN03222998.4(广东科达机电股份有限公司)公开了一种生产超薄大规格陶瓷砖的成型压机,可生产厚度3~5毫米、宽度1米、长度3米的陶瓷砖,系属陶瓷机械领域。它包括主机框架、冲压装置和皮带输送布料装置,主机框架中空成形有贯穿整体的冲压腔,冲压装置设于冲压腔内,冲压装置包括顶板、复数个带活塞的油缸、动梁和底板,顶板设于冲压腔底部,动梁位于顶板上方,油缸及活塞位于动梁与顶板之间,底板固定在冲压腔顶部并位于动梁上方,皮带输送布料装置包括输送棍棒和皮带,皮带从动梁与底板之间穿过。该实用新型结构简单合理,不使用模具,可方便的生产超大规格装饰材料,节省陶瓷粉料和能源。
CN200510020723.9(广州晟田化工材料科技有限公司)公开了一种生产超薄陶瓷砖的工艺方法,包括:将生产陶瓷砖的原料采用超细设备进行超微细化处理;干燥超微细化后的粉体;将干燥后的粉体压制成型后烧成、抛光得到成品。本发明有益的技术效果在于:采取超细粉体机械对陶瓷原料进行处理,来取代原有的球磨机及其工艺,可以从根本上解决陶瓷行业粉料制备方面的高能耗问题,同时,超细粉体原料将为后续工艺及最终陶瓷产品质量带来革命性的进步。
但是,CN200510020723.9存在如下缺陷:该方法生产陶瓷砖的原料选择现有技术普遍用来制造陶瓷砖的各种物质,包括高岭土和长石等,还加入白云母和绢云母,以及碳酸钙和硅灰石等矿物,这些原料混合以及烧结过程中相容性不好,熔融状态下依然存在相分离,不够均匀,影响产品的综合性能。有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种超薄陶瓷外墙砖,该超薄陶瓷外墙砖粘性好、强度高、平整度好、即能够减轻建筑物的承受重量,还具有保温降耗的性能。
本发明的另一个目的在于提供一种生产所述的超薄陶瓷外墙砖的生产方法;该方法流程简单、生产时间、成本低、能耗低、产品性能好
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种超薄陶瓷外墙砖,其组成及含量为:
粘土:12-18重量份
粘结剂:4-8重量份
高岭土:12-18重量份
钾长石:8-12重量份
钠长石:8-12重量份
石英长石尾砂:37-41重量份
锂长石:4-6重量份
所述粘结剂为经700℃-900℃煅烧的膨润土,所述超薄陶瓷外墙砖的厚度为3.5mm-4.6mm。本发明优选的组成为:
粘土15重量份
粘结剂6重量份
高岭土15重量份
钾长石:10重量份
钠长石:10重量份
石英长石尾砂:39重量份
锂长石:5重量份
其中所述的重量份为公斤、吨或者其他重量单位。
本发明超薄陶瓷外墙砖的制备方法包括如下步骤:
(1)将粘土、粘结剂、高岭土、钠长石、钾长石、石英长石尾砂、锂长石按照比例混合加水制成固含量不小于50%的泥浆料;
(2)用高铝球石研磨泥浆料至粒度为250目筛余1.5-2.0%泥浆料;
(3)将该泥浆料干燥为粉体;
(4)将干燥后的粉体在模具内压制成型后在窑炉内900℃---1300℃,优选1185℃---1200℃烧成得到厚度为3.5mm-4.6mm的成品。
其中步骤(1)的粘土、粘结剂、高岭土、钠长石、钾长石、石英长石尾砂、锂长石的粒度为0.1-0.6mm。
其中步骤(2)的高铝球石的直径为4-8cm,研磨采用40T球磨机进行。
其中步骤(3)的干燥采用是喷雾或气流干燥机进行干燥。
其中步骤(4)烧成的周期为40-50分钟。
其中步骤(4)中优选的烧成过程为:在窑炉内升温的具体步骤为4分钟内将温度自750±30℃升高至830±30℃,然后4分钟内升至980±30℃,然后4分钟内升至1060±30℃,再在16分钟内将温度升至1200±30℃,并在1200±30℃保温4分钟后降温。本发明的梯度升温和保温的烧成,充分考虑了物料的各种性能,使其嫩够在烧成过程中充分均相化。
本发明中的粘土是一种含水铝硅酸盐产物,粘土矿物的主体化学成分是硅铝氧化物和水,与适量水结合可调成柔可绕指的软泥,具有可塑性,将塑性成形的泥团烧后会变成具有一定湿度的坚硬烧结体,现有技术中被广泛应用于陶瓷工业。粘土具有颗粒细、可塑性强、结合性好,触变性过度,收缩适宜,耐火度高等工艺性能。本发明中陶瓷工业所用粘土中的主要粘土矿物有高岭石类、蒙脱石类和伊利石(水云母)等三种,另外还有较少见的水铝石。
本发明中的粘合剂膨润土(1.35~1.84g/cm3)也叫斑脱岩或膨土岩,是以蒙脱石为主的含水粘土矿,公学分子式为:Nax(H2O)4(Al2-xMg0.83)(Si4O10)(OH)2,是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体组成的层状粘土矿物。膨润土加水后能膨胀成糊状,具有良好的吸水膨胀性能以及分散和悬浮及造浆性,本发明中采用700-900℃煅烧的膨润土,经过煅烧的膨润土具有更大的比表面积,能够增加其吸附和粘结性,提高与其他各成分之间的相容性,进而提高本发明的强度和综合性能。
高岭土是一种主要由高岭石组成的粘土,本发明的粘土和高岭土及其配比的是陶瓷坯泥赖以成形的基础;并使浆泥料具有悬浮性与稳定性。
钠、钾长石粉富含钠、钾、锂等多种碱金属,是理想的能代替纯碱而又节约能源的玻璃陶瓷原料。由于锂离子(Li+)有较小的离子半径,电场强度大,配位数低,极化力强,所以它比钠、钾离子更有效地削弱了网架结构,使之容易松驰和断开,同样重量的Li2O引入的原子数比其他碱金属氧化物多,因此助熔作用显著提高。
石英长石是一种重要的矿物质原料,其开采过程中产生大量的尾砂,石英长石尾砂中主要包括石英、云母、长石等,主要成分为SiO2,Al2O3,K2O Na2O等,本发明中,一方面充分利用采矿中的废弃物,另一方面石英长石尾砂中SiO2的含量为80%左右,其在熔融时,能够促进陶瓷的烧结,并形成改善陶瓷整体性能的相。
本发明中由于采用锂长石,在熔化过程中Li2O能使混合泥浆的粘度降低、同时由于对混合物表面张力的显著影响,使得混合物的澄清和均化作用得到很大改善,这样既可以缩短加热时间、降低能耗,还能够保证所得到的超薄陶瓷外墙砖具有优异的性能。
本发明的超薄陶瓷外墙砖的吸水率为0%-0.1%,破坏强度:651N,断裂模数:65.9(单位),厚度:3.5mm-4.6mm。
虽然本发明采用传统的制备工艺,包括传统球磨机进行研磨,由于本发明原料的合理选择及配比,原料混合物能够在泥浆状态充分的以离子状态存在,采用现有技术的球磨机进行研磨,能够得到超细结构,在这种结构下干燥后熔融烧结,由于增加了祖坟之间的亲和性,物料在熔融状态充分均质化,密实度增加,采用本发明组合物制备的超薄瓷外墙砖产品的厚度约3.5mm-4.6mm,将原来常规产品的重量从13kg/m2降到6kg/m2,这一创新成果得到的产品虽然厚度降低,但强度大大提高,且较好地实现了节能降耗的目标。大幅度减轻了单位面积的砖的重量、节省了能源、减少了运输成本。
附图说明
图1为本发明超薄陶瓷外墙砖的烧成曲线。
其中,1为陶瓷砖的底纹;2为陶瓷砖的面纹;
具体实施方式
实施例1
将粒度为0.3mm的粘结剂膨润土在800℃煅烧30分钟,取6公斤该经煅烧的膨润土,与15公斤粘土、15公斤高岭土、10公斤钠石钠、10公斤钾长石、39公斤石英长石尾砂、5公斤锂长石原料和100公斤水相混合、搅拌,制成泥浆料;将该泥浆料采用40T球磨机,直径为4mm的高铝球石研磨泥浆料至粒度为250目筛余1.5,用气流干燥机将该泥浆料干燥为粉体;将干燥后的粉体在模具内压制成型后在窑炉内900℃---1300℃烧成40分钟,得到厚度为3.5mm的超薄外墙砖,经检测,其吸水率为0%,破坏强度:651N,断裂模数:65.9MPa。
实施例2
将粒度为0.6mm的粘结剂膨润土在900℃煅烧50分钟,取8公斤该经煅烧的膨润土,与12公斤粘土、12公斤高岭土、8公斤钠长石、12公斤钾长石,41公斤石英长石尾砂、6公斤锂长石原料和70公斤水相混合、搅拌,制成泥浆料;将该泥浆料采用40T球磨机,直径为8mm的高铝球石研磨泥浆料至粒度为250目筛余2%,用喷雾干燥机进行干燥将该泥浆料干燥为粉体;将干燥后的粉体在模具内压制成型后在窑炉内1185℃---1200℃烧成50分钟,得到厚度为4.6mm的超薄外墙砖,经检测,其吸水率为0.1%,破坏强度:682N,断裂模数:67.5MPa。
实施例3
将粒度为0.1mm的粘结剂膨润土在800℃煅烧20分钟,取4公斤该经煅烧的膨润土,与18公斤粘土、18公斤高岭土、12公斤钠长石、8公斤钾长石、37公斤石英长石尾砂、4公斤锂长石原料和80公斤水相混合、搅拌,制成泥浆料;将该泥浆料在40T球磨机内,直径为6mm的高铝球石研磨至粒度为250目筛余1.5,用气流干燥机将该泥浆料干燥为粉体;将干燥后的粉体在模具内压制成型后在窑炉内1185℃---1200℃烧成45分钟,得到厚度为4.0mm的超薄外墙砖,经检测,其吸水率为0.1%,破坏强度:623N,断裂模数:63.2MPa。
实施例4
采用CN200510020723.9的组成、方法制备实施例1的厚度为3.5mm的超薄外墙砖,经检测,其吸水率为0.1%,破坏强度:425N,断裂模数:53MPa。
可以看出,本发明的超薄陶瓷外墙砖,由于在原料中加入粘土、高岭土、膨润土以及二氧化硅含量较高的长石类,且膨润土经过煅烧提高了比表面积以及与其他物料在熔融状态的亲合力,同时由于本发明精选的物料和其配比,泥浆离子化并的混合均匀并渗透到分子级,这样采用高铝球石和现有技术的球磨机,可以将物料研磨至超细状态,有效促进陶瓷外墙砖的烧结性能,大大提高了陶瓷外墙砖的综合性能。

Claims (7)

1.一种超薄陶瓷外墙砖,其组成及含量为:
粘土:12-18重量份
粘结剂:4-8重量份
高岭土:12-18重量份
钾长石:8-12重量份
钠长石:8-12重量份
石英长石尾砂:37-41重量份
锂长石:4-6重量份
所述粘结剂为经700℃-900℃煅烧的膨润土,所述超薄陶瓷外墙砖的厚度为3.5mm-4.6mm。
2.根据权利要求1所述的超薄陶瓷外墙砖,其组成及含量为:
粘土:  15重量份
粘结剂:6重量份
高岭土:15重量份
钾长石:10重量份
钠长石:10重量份
石英长石尾砂:39重量份
锂长石:5重量份
所述粘结剂为经700℃-900℃煅烧的膨润土,所述超薄陶瓷外墙砖的厚度为3.5mm-4.6mm。
3.根据权利要求1或2所述的超薄陶瓷外墙砖,其中粘土、粘结剂、高岭土、钾长石、钠长石、石英长石尾砂、锂长石的粒度为0.1-0.6mm。
4.权利要求1所述的超薄陶瓷外墙砖的制备方法,包括如下步骤:
(1)将粘土、粘结剂、高岭土、钠长石、钾长石、石英长石尾砂、锂长石按照比例混合加水制成固含量不小于50%的泥浆料;
(2)用高铝球石研磨泥浆料至粒度为250目筛余1.5-2.0%泥浆料;
(3)将该泥浆料干燥为粉体;
(4)将干燥后的粉体在模具内压制成型后在窑炉内900℃---1300℃烧成得到厚度为3.5mm-4.6mm的成品。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中步骤(2)的高铝球石的直径为4-8cm,研磨采用40T球磨机进行。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其中步骤(3)的干燥采用喷雾或气流干燥机进行干燥。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其中步骤(4)烧成的周期为40-50分钟。
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