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CN119349985A - 一种陶瓷坯体、具有密缝铺贴效果的陶瓷砖及其制备方法与应用 - Google Patents

一种陶瓷坯体、具有密缝铺贴效果的陶瓷砖及其制备方法与应用 Download PDF

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CN119349985A
CN119349985A CN202411469513.7A CN202411469513A CN119349985A CN 119349985 A CN119349985 A CN 119349985A CN 202411469513 A CN202411469513 A CN 202411469513A CN 119349985 A CN119349985 A CN 119349985A
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ceramic tile
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仝松贞
徐雪英
傅建涛
朱光耀
陈育昆
谢怡伟
宁毓胜
胡娇
袁小娣
戴志梅
简润桐
叶德林
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Foshan Sanshui Newpearl Building Ceramic Industry Co Ltd
Jiangxi Xinmingzhu Building Materials Co Ltd
Newpearl Group Co Ltd
Original Assignee
Foshan Sanshui Newpearl Building Ceramic Industry Co Ltd
Jiangxi Xinmingzhu Building Materials Co Ltd
Newpearl Group Co Ltd
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Abstract

本发明属于建筑陶瓷砖技术领域，具体涉及一种陶瓷坯体、具有密缝铺贴效果的陶瓷砖及其制备方法与应用。本发明陶瓷坯体包括以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.85％～21.35％，SiO2 59.57％～61.34％，K2O 2.68％～4.56％，Na2O 1.68％～3.54％，Li2O 0.25％～0.80％，CaO 2.34％～3.65％，MgO 1.24％～2.45％，Fe2O3 0.54％～1.34％，TiO2 0.34％～0.67％，其余为灼减及杂质。本发明陶瓷坯体在各化学成分的共同作用下，优化了各项物理性能，可实现0.5mm以下的密封效果，并可解决铺贴后期所出现的问题，从而能从根本上实现密缝铺贴，增加陶瓷砖铺贴的整体效果，美化家居。

Description

一种陶瓷坯体、具有密缝铺贴效果的陶瓷砖及其制备方法与 应用
技术领域
本发明属于建筑陶瓷砖技术领域，具体涉及一种陶瓷坯体、具有密缝铺贴效果的陶瓷砖及其制备方法与应用。
背景技术
随着消费的升级，家居装修对于陶瓷砖的要求越来越高，特别大面积的铺贴，瓷砖和瓷砖之间的缝隙越小，其美观度越高，并且在使用过程中，还能避免砖缝隙大所造成的藏污纳垢问题。总之，瓷砖的密缝铺贴，受收到了消费的的喜爱，产品也具有较高的附加值。然而目前市售的陶瓷砖热膨胀系数较大，即热胀冷缩现象明显，一旦密缝铺贴很容易造成瓷砖空鼓或拱起，无法真正实现完全的密缝铺贴。通过磨边使陶瓷砖下表面的面积稍小于上表面的面积，可以改善陶瓷砖因热胀冷缩所导致的空鼓或拱起问题，但不能从根本上解决，并且陶瓷砖边缘承载能力下降，易在运输与使用过程中出现碰面等缺陷。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种陶瓷坯体、具有密缝铺贴效果的陶瓷砖及其制备方法与应用，该陶瓷砖的陶瓷坯体兼具低膨胀系数、低收缩率和高强度，有利于实现密缝铺贴，而且成品率高，运输及使用过程中不易出现崩面等问题。
基于上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种陶瓷坯体，所述陶瓷坯体包括以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.85％～21.35％，SiO2 59.57％～61.34％，K2O 2.68％～4.56％，Na2O1.68％～3.54％，Li2O 0.25％～0.80％，CaO 2.34％～3.65％，MgO 1.24％～2.45％，Fe2O30.54％～1.34％，TiO2 0.34％～0.67％，其余为灼减及杂质。
陶瓷砖的釉层较薄，相比釉层，陶瓷坯体对陶瓷砖的密缝铺贴效果的影响更关键，因此，有必要开发一种热膨胀系数低的陶瓷坯体。上述陶瓷坯体通过将上述各成份合理搭配形成较理想的膨胀系数及收缩率，以及较高的强度，从而在根本上实现了密缝铺贴，其中，Li2O具有较强的助熔作用，同K2O及Na2O一起与SiO2及Al2O3结合，反应形成较低膨胀系数的玻璃相；相较一价氧化物Li2O、K2O及Na2O，二价氧化物CaO和MgO不仅高温助熔作用更强，能使坯体中的游离态石英完全熔融，形成SiO2成份钙镁玻璃相，相较游离石英，SiO2成份钙镁玻璃相热膨胀系数明显更低，而且膨胀系数更低，烧成收缩相对较小；Al2O3及SiO2同上述其他氧化物熔融后形成莫来石晶体，莫来石晶体中填充着玻璃相以及各类氧化物晶体，大大增加了坯体的强度，保证了密缝铺贴后，瓷砖不易产生破损及蹦边缺陷。
优选的，所述陶瓷坯体的热膨胀系数为6.30×10-6～6.52×10-6/℃，收缩率为8.90％～9.50％。所述陶瓷坯体的热膨胀系数可选择为6.30×10-6/℃、6.32×10-6/℃、6.34×10-6/℃、6.36×10-6/℃、6.38×10-6/℃、6.40×10-6/℃、6.42×10-6/℃、6.44×10-6/℃、6.46×10-6/℃、6.48×10-6/℃、6.50×10-6/℃、6.52×10-6/℃或以上任意两个数值形成的区间范围。所述陶瓷坯体的收缩率可选择为8.90％、9.00％、9.10％、9.20％、9.30％、9.40％、9.50％或以上任意两个数值形成的区间范围。
示例性的，陶瓷坯体的热膨胀系数可采用如下方法进行检测：
准备仪器和材料：需要使用适用于测量热膨胀的仪器，加热速率为5℃/min±1℃/min；游标卡尺或其他合适的测量器具；能在110℃±5℃下工作的烘箱。
样品准备：将水份为6.5wt.％～7.0wt.％的陶瓷坯体粉料压制成厚度为8mm、直径为60mm的饼状坯体，从饼状坯体的中心部位垂直地切取两块试样，试样的长度适合于测试仪器，两端应磨平并互相平行。如果需要，试样横断面的任一边长应磨到小于6mm，横断面的面积应大于10mm2。试样的最小长度为50mm。
试验过程：试样在110℃±5℃下干燥至恒重，然后用游标卡尺测量试样的长度，精确到长度的0.2％。将试样放入测量热膨胀的仪器内，并以5℃/min的加热速率从室温(如25℃)加热至400℃，同时记录温度和试样长度的变化。
结果计算：热膨胀系数α用10-6/℃表示，精确到小数点后第一位。计算公式为α＝(ΔL/L0)/ΔT，其中L0是室温下试样的长度，ΔL是试样在室温和400℃之间长度的增长，ΔT是温度的升值。
示例性的，陶瓷坯体的收缩率可采用如下方法进行检测：
将水份为6.5wt.％～7.0wt.％的陶瓷坯体粉料压制成厚度为0.8mm、直径为60mm的饼状坯体，用游标卡尺测定直径尺码R1，在1185℃下烧成1h后，再次测定烧成后饼状坯体的直径R2，则收缩率＝(R2-R1)/R1×100％。
优选的，所述陶瓷坯体的制备原料包括以下重量份的组分：黑泥12～20份，水洗球土12～20份，煅烧煤矸石4～8份，钾钠混合砂20～27份，透辉石6～10份，硅灰石4～8份，膨润土5～10份，超白砂3～7份，堇青石6～12份，含锂钾钠长石2～4份，其中，所述超白砂烧成后白度在85°以上。
黑泥包括以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 36.25％～40.35％，SiO255.67％～59.24％，K2O 0.34％～0.50％，Na2O 0.40％～0.62％，Fe2O3 0.54％～0.98％，TiO20.60％～0.80％，其余为灼减及杂质。黑泥主要成分为Al2O3和SiO2，提供坯体的主要骨架，且黑泥中含有较多有机物，可以增加坯体的强度和塑性，更容易成型，保证成品率。可按照上述化学成分组成，选择相应的黑泥，如可选择广东黑泥。
水洗球土经过水洗除去砂类、树根等杂质，主要为坯体提供Al2O3和SiO2成分，起到骨架作用，并且可以提高坯体的成型性能。
煅烧煤矸石主要成分为Al2O3和SiO2，因其经过煅烧，在烧成后更容易形成莫来石晶相，烧成后收缩率低，同时可降低坯体的热膨胀系数，更容易控制坯体的形变，有利于后期密缝铺贴。
钾钠混合砂主要为坯体提供具有较强助熔作用的氧化钾和氧化钠，降低配方的烧成温度，促进坯体玻璃相的生成，使坯体的快烧得以实现。
透辉石主要提供CaO和MgO等二价氧化物，一方面能增加熔融度，更好的熔融配方中的游离态石英，改善游离态石英所导致的热膨胀系数大的问题；另一方面提供的二价氧化物相对于钾钠熔剂，具有更小的热膨胀系数，更有利于后期的密缝铺贴。
硅灰石主要为坯体提供助溶剂CaO和主要骨架成分SiO2，CaO相比MgO具有更低的热膨胀系数。
膨润土主要成分为Al2O3和SiO2，不仅能为坯体提供骨架，而且还能大大增加坯体的强度，提高成品率，同时，其具有较小的烧成后收缩率，可替代部分黑泥，减少坯体的烧成后收缩率。
超白砂主要为坯体提供SiO2，同熔剂反应后会形成玻璃相SiO2，构成坯体玻璃相的主要成分，相较游离态SiO2，玻璃相SiO2具有更小的热膨胀系数，有利于形成热膨胀系数较低的坯体，改善产品的密缝铺贴效果。超白砂烧成后白度在85°以上，如85°、87°或以上任意两个数值形成的区间范围。示例性的，超白砂烧成后的白度可通过如下方法测得：
1、将原材料加入水中，经过球磨得到浆料，所述浆料细度在320目筛余0.8～1.2wt.％，含水率在35.8～37.0wt.％之间；
2、浆料经过烘干并制粉，压制直径为6cm，厚度0.8cm的圆柱体饼状材料；
3、在1180℃的窑炉中烧制65分钟；
4、冷却后，使用数显白度仪进行直接测白度，可直接显示白度数据。
堇青石含有Al2O3、SiO2和MgO，其具有较小热膨胀系数的特点，当运用到配方当中后，可降低坯体的热膨胀系数。
含锂钾钠长石其具有较小的热膨胀系数，同堇青石结合不仅促进坯体配方的熔融，并可大大降低坯体的热膨胀系数。
采用上述原料配方制成的陶瓷坯体，烧成后收缩率低，热膨胀系数低，使陶瓷砖能够用于密缝铺贴；同时强度高，确保成品率高，运输和使用过程中不易崩面。
第二方面，本发明还提供了一种陶瓷砖，所述陶瓷砖包括所述陶瓷坯体，还包括面釉层和图案层；所述陶瓷坯体、所述面釉层和所述图案层依次层叠设置。
优选的，所述面釉层包括以下重量百分含量的组分：Al2O3 22.45％～24.65％，SiO2 52.21％～56.61％，K2O 2.13％～4.24％，Na2O 1.89％～3.45％，Li2O1.20％～2.08％，CaO 2.04％～3.65％，MgO 1.58％～2.96％，BaO 5.24％～8.54％，其余为灼减及杂质。
所述面釉层的热膨胀系数与所述陶瓷坯体的热膨胀系数相近，能够达成较为理想的产品变形度，更利于产品的密缝铺贴。
优选的，所述面釉层的热膨胀系数为6.41×10-6～6.90×10-6/℃，收缩率为9.20％～10.00％。
示例性的，面釉层所用面釉的热膨胀系数可通过如下方法测得：
准备仪器和材料：需要使用适用于测量热膨胀的仪器，加热速率为5℃/min±1℃/min；游标卡尺或其他合适的测量器具；能在110℃±5℃下工作的烘箱。
样品准备：将水份为6.5wt.％～7.0wt.％的面釉粉料压制成厚度为8mm、直径为60mm的饼状坯体，从饼状坯体的中心部位垂直地切取两块试样，试样的长度适合于测试仪器，两端应磨平并互相平行。如果需要，试样横断面的任一边长应磨到小于6mm，横断面的面积应大于10mm2。试样的最小长度为50mm。
试验过程：试样在110℃±5℃下干燥至恒重，然后用游标卡尺测量试样的长度，精确到长度的0.2％。将试样放入测量热膨胀的仪器内，并以5℃/min的加热速率从室温(如25℃)加热至400℃，同时记录温度和试样长度的变化。
结果计算：热膨胀系数α用10-6/℃表示，精确到小数点后第一位。计算公式为α＝(ΔL/L0)/ΔT，其中L0是室温下试样的长度，ΔL是试样在室温和400℃之间长度的增长，ΔT是温度的升值。(同坯体相同)。
示例性的，面釉层的收缩率可通过如下方法测得：示例性的，陶瓷面釉层的收缩率可采用如下方法进行检测：
将水份为6.5wt.％～7.0wt.％的面釉粉料压制成厚度为8mm、直径为60mm的饼状坯体，用游标卡尺测定直径尺码R1，在1185℃下烧成1h后，再次测定烧成后饼状坯体的直径R2，则收缩率＝(R2-R1)/R1×100％。
第三方面，本发明提供一种所述陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
将陶瓷砖的全部制备原料混合，再外加水、减水剂和悬浮剂，球磨，得到陶瓷坯体浆料；
将所得陶瓷坯体浆料进行喷雾干燥，得到陶瓷坯体粉料；
将所得陶瓷坯体粉料压制成型，干燥，得到干燥砖坯；
将所得干燥砖坯进行施釉、打印图案及烧成，磨边，得到陶瓷砖。
优选的，以陶瓷砖的全部制备原料的总重量为基准计算，所述水的重量为38％～40％，所述减水剂的重量为0.3％～0.4％，所述悬浮剂的重量为0.15％～0.25％，所述多功能聚合液0.1％～0.2％。
优选的，所述减水剂包括水玻璃、三聚磷酸钠中的至少一种。
优选的，所述悬浮剂包括甲基纤维素钠、木质素中的至少一种。
优选的，所述陶瓷坯体浆料的比重为1.75～1.85g/mL，含水率为36wt.％～38wt.％。
优选的，所述陶瓷坯体粉料的含水率为6.0wt.％～6.5wt.％。
优选的，所述干燥砖坯的强度为1.8～2.4MPa。
优选的，所述烧成的温度为1178°～1195℃，所述烧成的时间为50～60min。
第四方面，本发明还提供了所述陶瓷砖在建筑装饰中的应用。所述陶瓷砖适用于密缝铺贴，铺贴后陶瓷砖间的缝隙可控制在0.5mm以下，如最大缝隙为0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.15mm等。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明陶瓷坯体在各化学成分的共同作用下，热膨胀系数和烧成后收缩率低，可实现0.5mm以下的密封效果，并可解决铺贴后期所出现的问题，从而能从根本上实现密缝铺贴，增加陶瓷砖铺贴的整体效果，美化家居，而且强度高，成品率高，运输及使用过程中不易出现崩面等问题。
附图说明
图1为实施例1陶瓷砖坯体的SEM晶相图片；
图2为实施例1陶瓷砖的照片；
图3为对比例8陶瓷砖的照片。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、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。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，坯体及釉层的制备原料均是指制造其所用的矿物或岩石，不包括所用加工助剂(如悬浮剂、减水剂)。
实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到；同种原料来源相同。
实施例1
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法包括如下步骤：
(1)将以下重量份原料混合，得到陶瓷坯体的混合原料：广东黑泥16份，水洗球土16份，煅烧煤矸石6份，钾钠混合砂23.5份，透辉石8份，硅灰石6份，膨润土7.5份，超白砂5份，堇青石9份，含锂钾钠长石3份；
(2)将步骤(1)所得陶瓷坯体的混合原料中，加入其总重量38％的水、0.3％的三聚磷酸钠及0.2％的悬浮剂羧甲基纤维素钠并经过球磨，得到比重为1.78g/mL、含水率为36.5％的陶瓷坯体浆料；
(3)将步骤(2)所得陶瓷坯体浆料喷雾干燥，得到含水率为6.5wt.％的陶瓷坯体粉料；
(4)将步骤(3)所得陶瓷坯体粉料经过压机压制成所需规格砖坯，并进行干燥，得到干燥砖坯；
(5)将步骤(4)所得干燥砖坯通过釉线施面釉及打印图案，再进行烧成，烧成温度为1185℃，烧成时间为55min，磨边使各侧面与其下表面的夹角为89.9°，即得目标陶瓷砖。
本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O320.10％，SiO2 60.45％，K2O 3.62％，Na2O 2.61％，Li2O 0.51％，CaO 2.99％，MgO1.84％，Fe2O3 0.94％，TiO2 0.50％，其余为灼减及杂质；
本实施例所得陶瓷砖中面釉包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O323.55％，SiO2 55.41％，K2O 3.18％，Na2O 2.67％，Li2O 1.54％，CaO 2.84％，MgO2.27％，BaO6.89％，其余为灼减及杂质。
实施例2
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中煅烧煤矸石用量为4重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 19.00％，SiO2 60.85％，K2O 3.582％，Na2O 2.63％，Li2O 0.51％，CaO 3.01％，MgO1.34％，Fe2O3 0.58％，TiO2 0.44％，其余为灼减及杂质。
实施例3
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中煅烧煤矸石用量为8重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 21.09％，SiO2 59.67％，K2O 3.67％，Na2O 2.65％，Li2O 0.43％，CaO 2.69％，MgO1.99％，Fe2O3 0.95％，TiO2 0.48％，其余为灼减及杂质。
实施例4
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中透辉石用量为6重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O320.08％，SiO2 60.55％，K2O 3.64％，Na2O 2.57％，Li2O0.41％，CaO 2.35％，MgO 1.24％，Fe2O3 0.97％，TiO2 0.56％，其余为灼减及杂质。
实施例5
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中透辉石用量为10重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.90％，SiO2 59.77％，K2O 3.47％，Na2O 2.89％，Li2O0.48％，CaO 3.63％，MgO2.44％，Fe2O3 0.59％，TiO2 0.59％，其余为灼减及杂质。
实施例6
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中硅灰石用量为4重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O321.32％，SiO2 60.47％，K2O 2.92％，Na2O 3.43％，Li2O0.31％，CaO 2.40％，MgO 2.32％，Fe2O3 0.56％，TiO2 0.58％，其余为灼减及杂质。
实施例7
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中硅灰石用量为8重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O319.70％，SiO2 60.36％，K2O 3.54％，Na2O 2.60％，Li2O0.38％，CaO 3.64％，MgO 2.05％，Fe2O3 1.03％，TiO2 0.35％，其余为灼减及杂质。
实施例8
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中堇青石用量为6重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O320.82％，SiO2 59.69％，K2O 3.43％，Na2O 2.76％，Li2O0.34％，CaO 2.38％，MgO 1.26％，Fe2O3 1.04％，TiO2 0.63％，其余为灼减及杂质。
实施例9
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中堇青石用量为12重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 19.78％，SiO2 60.82％，K2O 3.82％，Na2O 3.51％，Li2O0.39％，CaO 3.55％，MgO2.43％，Fe2O3 0.84％，TiO2 0.48％，其余为灼减及杂质。
实施例10
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中含锂钾钠长石用量为2重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 21.02％，SiO2 60.96％，K2O 4.02％，Na2O 3.01％，Li2O 0.26％，CaO 2.40％，MgO1.64％，Fe2O3 0.60％，TiO2 0.38％，其余为灼减及杂质。
实施例11
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中含锂钾钠长石用量为4重量份。本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.90％，SiO2 59.77％，K2O 3.87％，Na2O 3.11％，Li2O 0.58％，CaO 2.34％，MgO1.64％，Fe2O3 1.21％，TiO2 0.60％，其余为灼减及杂质。
实施例12
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中按以下重量份原料配方获得陶瓷坯体的混合原料：广东黑泥12份，水洗球土12份，煅烧煤矸石6份，钾钠混合砂27份，透辉石8份，硅灰石6份，膨润土10份，超白砂7份，堇青石9份，含锂钾钠长石3份；
本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O318.89％，SiO2 60.77％，K2O 4.51％，Na2O 3.45％，Li2O 0.57％，CaO 3.55％，MgO1.88％，Fe2O3 0.88％，TiO2 0.50％，其余为灼减及杂质；
本实施例所得陶瓷砖中面釉包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O324.65％，SiO2 53.21％，K2O 4.24％，Na2O 1.89％，Li2O 1.80％，CaO 3.65％，MgO2.66％，BaO7.54％，其余为灼减及杂质。
实施例13
本实施例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中按以下重量份原料配方获得陶瓷坯体的混合原料：广东黑泥20份，水洗球土20份，煅烧煤矸石6份，钾钠混合砂18份，透辉石6份，硅灰石6份，膨润土5份，超白砂3份，堇青石9份，含锂钾钠长石3份；
本实施例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O321.35％，SiO2 59.96％，K2O 2.71％，Na2O 1.95％，Li2O 0.34％，CaO 3.02％，MgO2.36％，Fe2O3 1.01％，TiO2 0.55％，其余为灼减及杂质；
本实施例所得陶瓷砖中面釉包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O322.45％，SiO2 56.59％，K2O 3.44％，Na2O 2.55％，Li2O 2.08％，CaO 2.94％，MgO2.06％，BaO7.54％，其余为灼减及杂质。
对比例1
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中煅烧煤矸石用量为2重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.14％，SiO2 61.30％，K2O 3.72％，Na2O 2.68％，Li2O 0.43％，CaO 2.78％，MgO1.99％，Fe2O3 0.99％，TiO2 0.59％，其余为灼减及杂质。
对比例2
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中煅烧煤矸石用量为10重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 21.56％，SiO2 57.57％，K2O 3.82％，Na2O 3.51％，Li2O 0.30％，CaO 2.19％，MgO1.90％，Fe2O3 0.34％，TiO2 0.32％，其余为灼减及杂质。
对比例3
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中透辉石用量为3重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O321.33％，SiO2 59.56％，K2O 3.72％，Na2O 2.97％，Li2O0.60％，CaO 1.87％，MgO 1.04％，Fe2O3 0.84％，TiO2 1.25％，其余为灼减及杂质。
对比例4
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中透辉石用量为12重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 17.99％，SiO2 59.23％，K2O 3.65％，Na2O 2.51％，Li2O0.51％，CaO 3.94％，MgO2.85％，Fe2O3 0.84％，TiO2 0.55％，其余为灼减及杂质。
对比例5
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中硅灰石用量为3重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O321.45％，SiO2 58.56％，K2O 2.48％，Na2O 3.51％，Li2O0.38％，CaO 1.04％，MgO 2.54％，Fe2O3 1.54％，TiO2 0.67％，其余为灼减及杂质。
对比例6
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中硅灰石用量为10重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 21.43％，SiO2 61.04％，K2O 3.60％，Na2O 2.65％，Li2O0.25％，CaO 3.80％，MgO1.34％，Fe2O3 0.54％，TiO2 0.68％，其余为灼减及杂质。
对比例7
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中堇青石用量为4重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O318.90％，SiO2 60.45％，K2O 3.68％，Na2O 2.67％，Li2O0.37％，CaO 1.40％，MgO 1.01％，Fe2O3 1.44％，TiO2 0.67％，其余为灼减及杂质。
对比例8
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中堇青石用量为16重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.10％，SiO2 60.54％，K2O 2.61％，Na2O 1.67％，Li2O0.42％，CaO 4.09％，MgO2.74％，Fe2O3 0.98％，TiO2 0.37％，其余为灼减及杂质。
对比例9
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中含锂钾钠长石用量为1重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 20.14％，SiO2 60.35％，K2O 4.60％，Na2O 1.11％，Li2O 0.02％，CaO 2.79％，MgO2.34％，Fe2O3 0.93％，TiO2 0.57％，其余为灼减及杂质。
对比例10
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中含锂钾钠长石用量为6重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 21.18％，SiO2 60.15％，K2O 3.22％，Na2O 3.11％，Li2O 0.92％，CaO 2.62％，MgO1.64％，Fe2O3 0.90％，TiO2 0.75％，其余为灼减及杂质。
对比例11
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中超白砂用量为2重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O320.20％，SiO2 58.21％，K2O 3.88％，Na2O 3.21％，Li2O0.28％，CaO 3.45％，MgO 1.89％，Fe2O3 1.20％，TiO2 0.85％，其余为灼减及杂质。
对比例12
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中超白砂用量为9重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O318.10％，SiO2 62.32％，K2O 3.60％，Na2O 1.88％，Li2O0.38％，CaO 2.85％，MgO1.68％，Fe2O3 1.04％，TiO2 0.66％，其余为灼减及杂质。
对比例13
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中膨润土用量为4重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O318.00％，SiO2 61.31％，K2O 3.88％，Na2O 2.78％，Li2O0.39％，CaO 3.05％，MgO 2.08％，Fe2O3 1.24％，TiO2 0.58％，其余为灼减及杂质。
对比例14
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中膨润土用量为13重量份。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 22.14％，SiO2 58.46％，K2O 3.24％，Na2O 2.65％，Li2O0.24％，CaO 3.24％，MgO2.55％，Fe2O3 0.65％，TiO2 0.54％，其余为灼减及杂质。
对比例15
本对比例提供了一种陶瓷砖，其制备方法与实施例1不同在于，步骤(1)中用等重量的原矿泥替换广东黑泥。本对比例所得陶瓷砖中陶瓷坯体包含以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 18.65％，SiO2 62.01％，K2O 3.54％，Na2O 2.07％，Li2O 0.29％，CaO 4.01％，MgO 1.14％，Fe2O3 1.65％，TiO2 0.69％，其余为灼减及杂质。
试验测试例1：
将上述实施例和对比例所得陶瓷砖进行如下性能测试：
陶瓷坯体或面釉层的热膨胀系数测试：将各实施例和对比例所得陶瓷坯体粉料或采用的面釉粉料(含水率6.5wt.％)压制成厚度为8mm、直径为60mm的饼状坯体，从饼状坯体的中心部位垂直地切取两块试样，试样的长度适合于测试仪器，两端应磨平并互相平行，将试样在110℃±5℃下干燥至恒重，然后用游标卡尺测量试样的长度，精确到长度的0.2％；再将试样放入测量热膨胀的仪器内，并以5℃/min的加热速率从25℃加热至400℃，同时记录温度和试样长度的变化，计算得到陶瓷坯体热膨胀系数；
陶瓷坯体或面釉层的收缩率测试：将各实施例和对比例所得陶瓷坯体粉料或采用的面釉粉料(含水率6.5wt.％)压制成厚度为0.8mm、直径为60mm的饼状坯体，用游标卡尺测定直径尺码R1，在1185℃下烧成1h后，再次测定烧成后饼状坯体的直径R2，计算得到陶瓷坯体收缩率；
陶瓷砖成品强度(即断裂模数)测试方法：(a)破坏强度：选取600mm*600mm*10mm规格正方形形状的陶瓷砖，置入抗折仪器测量破坏强度，跨距设置为580mm，逐步加压，当样品断裂时需要的力度数据即为破坏强度；(b)断裂模数：断裂模数检测方法同上述破坏强度测试方法一样，得出破坏强度数据后按如下公式计算：断裂模数＝破坏强度*580(即跨距)*1.5/600(即样砖边长)*(样品厚度的平方)，其中，破坏强度单位为N，样品厚度的单位为mm。
测试结果见表1。
表1
注：实施例2～11及对比例1～15中的面釉层与实施例1的面釉层相同，故未外额外测定实施例2～11及对比例1～15面釉层的热膨胀系数和收缩率。
由上述数据可知，各实施例陶瓷砖的坯体兼具低热膨胀系数、收缩率如坯体的热膨胀系数为6.30×10-6～6.52×10-6/℃，坯体的收缩率为8.90％～9.50％，而使陶瓷砖能够实现密缝铺贴，铺贴后陶瓷砖间的缝隙可控制在0.5mm以下，同时，这些陶瓷砖断裂模数高，在43MPa以上，成品率高，运输及使用过程中不易出现崩面等问题。
对比例1煅烧煤矸石用量偏低，不利于形成莫来石晶相，而使陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率偏高，且断裂模数偏低，容易造成破损；对比例2煅烧煤矸石用量偏高，Al2O3含量偏多，坯体配方成熟温度较高，难以形成熔融状态，造成晶体量偏少，坯体处于生烧状态，导致陶瓷坯体的热膨胀系数偏高，难以形成密缝铺贴效果。
对比例3透辉石用量偏低，不利于配方中游离态石英的熔融，导致陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率偏高；对比例4透辉石用量偏高，CaO和MgO含量高，无过多的Al2O3和SiO2同一价氧化物结合，形成的晶体偏少，反而导致陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率偏高。
对比例5硅灰石用量偏低，使陶瓷坯体中CaO含量偏低，造成其热膨胀系数和收缩率偏高；对比例6硅灰石用量偏高，CaO含量过高，造成收缩率过大，烧成后磨边难以控制，造成密缝铺贴效果较差。
对比例7堇青石用量偏低，不利于坯体熔融，影响陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率；对比例8堇青石用量偏高，造成整体膨胀系数过小，由于面釉膨胀系数基本难以大改变，造成砖形上翘不平整，密封铺贴效果较差。
对比例9含锂钾钠长石用量偏低，不利于坯体熔融，影响陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率；对比例6含锂钾钠长石用量偏高，坯体烧成时熔融较严重，造成收缩率大及产品变形度差，造成铺贴后密封效果差。
对比例11超白砂用量偏低，形成主要骨架所用的SiO2含量较低，造成形成各种晶体的量偏少，影响陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率；对比例12超白砂用量偏高，会造成有较多的游离态石英存在，影响陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率，造成铺贴后密封效果差。
对比例13膨润土用量偏低，所提供的SiO2和Al2O3偏少，形成莫来石晶体相较少，影响陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率；对比例14膨润土用量偏高，烧成收缩偏大，影响陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率。
对比例15用原矿泥替代黑泥，原矿泥中硅砂含量较多，烧成后游离态石英较多，而使陶瓷坯体的热膨胀系数和收缩率偏大。
图1为实施例1陶瓷砖坯体的SEM晶体照片，由此可知，该坯体具有较丰富的晶体，根据不同形状的晶体，可看出含有较多莫来石晶体、一价氧化物晶体及二价氧化物晶体，晶体的存在保证了坯体具有较合适的膨胀系数及收缩率，使产品可达到密缝铺贴的效果。
图2为实施例1陶瓷砖铺贴后的照片，铺贴后陶瓷砖间的最大缝隙小于0.2mm。
图3为对比例7陶瓷砖铺贴后的照片，铺贴后陶瓷砖间的最大缝隙为0.6mm。
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 (10)

1.一种陶瓷坯体，其特征在于，所述陶瓷坯体包括以下重量百分含量的化学成分：Al2O318.85％～21.35％，SiO2 59.57％～61.34％，K2O 2.68％～4.56％，Na2O1.68％～3.54％，Li2O 0.25％～0.80％，CaO 2.34％～3.65％，MgO 1.24％～2.45％，Fe2O30.54％～1.34％，TiO2 0.34％～0.67％，其余为灼减及杂质。
2.如权利要求1所述的陶瓷坯体，其特征在于，所述陶瓷坯体的热膨胀系数为6.30×10-6～6.52×10-6/℃，收缩率为8.90％～9.50％。
3.如权利要求1所述的陶瓷坯体，其特征在于，所述陶瓷坯体的制备原料包括以下重量份的组分：黑泥12～20份，水洗球土12～20份，煅烧煤矸石4～8份，钾钠混合砂20～27份，透辉石6～10份，硅灰石4～8份，膨润土5～10份，超白砂3～7份，堇青石6～12份，含锂钾钠长石2～4份；其中，所述超白砂烧成后白度均在85°以上。
4.如权利要求3所述的陶瓷坯体，其特征在于，所述黑泥均包括以下重量百分含量的化学成分：Al2O3 36.25％～40.35％，SiO2 55.67％～59.24％，K2O0.34％～0.50％，Na2O0.40％～0.62％，Fe2O3 0.54％～0.98％，TiO2 0.60％～0.80％，其余为灼减及杂质。
5.一种陶瓷砖，其特征在于，所述陶瓷砖包括权利要求1-4任一项所述的陶瓷坯体，还包括面釉层和图案层；所述陶瓷坯体、所述面釉层和所述图案层依次层叠设置。
6.如权利要求5所述的陶瓷砖，其特征在于，所述面釉层包括以下重量百分含量的组分：Al2O3 22.45％～24.65％，SiO2 52.21％～56.61％，K2O 2.13％～4.24％，Na2O 1.89％～3.45％，Li2O 1.20％～2.08％，CaO 2.04％～3.65％，MgO 1.58％～2.96％，BaO 5.24％～8.54％，其余为灼减及杂质。
7.如权利要求5所述的陶瓷砖，其特征在于，所述面釉层的热膨胀系数为6.41×10-6～6.90×10-6/℃，收缩率为9.20％～10.00％。
8.如权利要求5～7任一项所述的陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将陶瓷砖的全部制备原料混合，再外加水、减水剂和悬浮剂，球磨，得到陶瓷坯体浆料；
将所得陶瓷坯体浆料进行喷雾干燥，得到陶瓷坯体粉料；
将所得陶瓷坯体粉料压制成型，干燥，得到干燥砖坯；
将所得干燥砖坯进行施釉、打印图案、烧成及磨边，得到陶瓷砖。
9.如权利要求8所述的陶瓷砖的制备方法，其特征在于，满足条件(1)～(7)中的至少一者：
(1)以陶瓷砖的全部制备原料的总重量为基准计算，所述水的重量为38％～40％，所述减水剂的重量为0.3％～0.4％，所述悬浮剂的重量为0.15％～0.25％；
(2)所述减水剂包括水玻璃、三聚磷酸钠中的至少一种；
(3)所述悬浮剂包括羧甲基纤维素钠、木质素中的至少一种；
(4)所述陶瓷坯体浆料的比重为1.75～1.85g/mL，含水率为36wt.％～38wt.％；
(5)所述陶瓷坯体粉料的含水率为6.0wt.％～6.5wt.％；
(6)所述干燥砖坯的强度为1.8～2.4MPa；
(7)所述烧成的温度为1178°～1195℃，所述烧成的时间为50～60min。
10.如权利要求5～7任一项所述的陶瓷砖在建筑装饰中的应用。
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