本发明涉及建筑材料
技术领域：
，具体地说是一种玻璃陶瓷复合板及其制备方法。
背景技术：
：微晶玻璃陶瓷复合板凭借其优异美观的装饰效果，从这种产品问世以来一直是建筑陶瓷产品中的一朵奇葩，广泛应用于各种高档场所和家居的装修铺贴。但由于微晶玻璃陶瓷复合板的表面耐磨度不够高，要次于瓷质抛光砖等产品，故影响了其在很多人流量较大的公共场所的使用。同时，微晶玻璃复合板的花色品种亟待进一步的增加，以迎合市场上的多元化需求。申请人受铁红结晶釉这一绚丽艺术奇葩形成机理的启发，在“铁系微晶玻璃陶瓷复合板制备技术的研发”项目推动下，将铁红结晶釉这种5-20mm大小球状的红色结晶体引入到微晶玻璃陶瓷复合板的生产上，生产出一种朱红色的微晶玻璃陶瓷复合板产品，这种颜色是微晶玻璃复合板产品中非常罕见的一种，创造性地填补了市场的空白，具有很高的装饰美学价值。除了朱红色品种，还研发出了黄色、棕色等品种的产品，极大地丰富了微晶玻璃陶瓷复合板的品种。同时，上述铁系微晶玻璃陶瓷复合板具有高硬度、高耐磨、免抛光的特点，大大提升了这类产品的应用范围，创造了微晶玻璃陶瓷复合板中首款无需抛光的品种，是节能型环境友好型产品。现有的微晶玻璃陶瓷复合板存在以下缺陷：硬度和耐磨性能不足以达到免抛光的要求，制作复杂，难以实现规范化、规模化、标准化生产；陶瓷生坯强度底，导致烧成温度和热膨胀系数高；高硬度高耐磨免抛光铁系微晶玻璃陶瓷复合板的成分复杂，各个产品质量不一；规模化且规范化生产的耗能低、省工省时、生产效率高、成本低、有利于广泛推广应用。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前陶瓷复合板力学性能差，与玻璃之间的结合性能差的问题，提供一种玻璃陶瓷复合板及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种陶瓷玻璃复合板，包括陶瓷助烧剂、抗氧化添加剂、色料添加剂、玻璃添加剂；所述陶瓷助烧剂为：取氧化钙按质量比10~15：30~35：55~60加入氧化硼、二氧化硅混合，于pt坩埚中升温至1100~1200℃熔融1~3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1~3：5~10：2~5加入锆球、去离子水，球磨，即得陶瓷助烧剂。所述抗氧化添加剂为：按质量份数计，取20~30份碳粉、40~50份硅粉、8~10份二氧化锆混合，球磨，通入氩气保护，升温至500~800℃保温，冷却至室温，即得抗氧化添加剂。所述色料添加剂的制备方法为：（1）取九水合硫化钠按质量比1~3：40~50加入去离子水搅拌混合，调节ph至12~13，升温至60~70℃，加入九水合硫化钠质量10~20%的钽粉搅拌混合，得混合液，取八水合硫酸铬按质量比2~5：80~100加入去离子水搅拌混合，得混合液b，取混合液b按质量比3~5：1~3滴加至混合液中，再加入混合液b质量3~7%的六偏磷酸钠，超声分散，抽滤，取抽滤渣干燥，于500~550℃煅烧20~30min，得煅烧物；（2）取煅烧物按质量比1~4：8~10加入去离子水，超声分散，得超声分散液，取超声分散液按质量比3~5：8~13加入二氧化硅-氧化铝溶胶中，调节ph至5~6，升温至70~80℃搅拌混合，调节ph至7~7.5，球磨，抽滤，取抽滤渣a干燥，得干燥物，取干燥物按质量比90~130：2~4加入氟化锂，煅烧，即得色料添加剂。所述步骤（2）中色料添加剂的煅烧条件为：于500~600℃煅烧3~5h。所述玻璃添加剂的制备方法为：取铝溶胶按质量比10~15：4~8加入硅溶胶，调节ph至1~1.5，加入铝溶胶质量1~4%的硝酸氧锆搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比1~5：7~10加入去离子水搅拌混合，加入混合物质量2~6%的硝酸锂，调节ph至4~4.5，静置，取静置物于75~80℃保温1~3h，再升温至110~120℃保温4~8h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒，即得玻璃添加剂。一种陶瓷玻璃复合板的制备方法，包括如下步骤：s1.按质量份数计，取80~100份石英砂、50~80份重晶石、80~100份石灰石、100~150份玻璃添加剂、10~20份三氧化二锑混合，得混合玻璃板原料；s2.按质量份数计，取20~40份抗氧化添加剂、30~50份色料添加剂、50~90份粘土、80~100份石英、80~130份钾钠长石、30~40份陶瓷助烧剂混合，烧结，冷却至室温，得陶瓷基板，取陶瓷基板上层先铺一层磷酸二氢铝，再在磷酸二氢铝上面铺一层混合玻璃板原料，于1400~1500℃保温1~3h，再于1100~1300℃保温40~60min，冷却至室温，于300~600℃喷水水淬裂化处理，即得玻璃陶瓷复合板。所述步骤s2中陶瓷基板的烧结温度为：于1100~1300℃烧结1~4h。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明在陶瓷烧结的过程中加入氧化硼能使玻璃的膨胀系数降低，使玻璃陶瓷的热稳定性、机械性能等得到提高，在高温时能使玻璃陶瓷的粘度降低，另外还有助溶剂的作用，加入氧化钙是作为网络外体氧化物，它具有稳定剂的作用，能使玻璃陶瓷的机械强度增加，随着含量的增高能使玻璃陶瓷的结晶度变大，并且玻璃陶瓷易变脆，随着温度的升高能使玻璃陶瓷的茹度降低，使得玻璃和陶瓷烧结过程中降低裂纹的产生；（2）本发明在陶瓷板基体中加入碳粉、硅粉、二氧化锆等，烧结过程中形成sic层，与陶瓷基体建立化学键合，提高了涂层与基体的结合力，并且利用二氧化锆和氧化硼原位生长耐超高温陶瓷zrb2相，两者相结合，形成致密的镶嵌结构，在热处理的过程中，由于熔融硅的存在，一些粉料随着硅熔体的扩散渗入到基体内部并与热解碳反应，从而有效的填充了基体中的缺陷，堵塞复合板中存在的氧气向内扩散的通道，有利于涂层对复合板的氧化防护，延长了陶瓷复合板的使用寿命；（3）本发明以九水合硫化钠、钽粉、八水合硫酸铬为原料，合成一种红色釉料，为防止釉料在烧结过程中变色，利用二氧化硅-氧化铝进行包裹，其不与色料发生反应，并且是具有热稳定性的色料载体，在玻璃陶瓷介质中具有良好的分散性，形成稳定的浆料，从而使复合板的呈色性能提高；（4）本发明以硅、铝溶胶为原料，加入硝酸氧锆成核，最后加入硝酸锂，形成玻璃凝胶粉末，在高温烧结的过程中，能够促进六方钡长石到单斜钡长石晶的转变，烧结中晶粒的生长发育会使晶粒紧密的连接在一起，最终有利于烧结气孔的排除，形成致密的结构，提高了玻璃与陶瓷间的结合性能，使得陶瓷复合板整体的力学性能和抗弯折性能的提高，陶瓷和玻璃粉体之间涂覆一层磷酸二氢铝粘结层，其粘度较低，利于粘结剂中可挥发性物质的排出，降低气泡的引入，使得烧结过程中的收缩率得到控制，防止了烧结裂纹的产生。具体实施方式陶瓷助烧剂为：取氧化钙按质量比10~15：30~35：55~60加入氧化硼、二氧化硅混合，于pt坩埚中升温至1100~1200℃熔融1~3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1~3：5~10：2~5加入锆球、去离子水，球磨3~6h，即得陶瓷助烧剂。抗氧化添加剂为：按质量份数计，取20~30份碳粉、40~50份硅粉、8~10份二氧化锆混合，球磨5~10min，通入氩气保护，升温至500~800℃保温2~4h，冷却至室温，即得抗氧化添加剂。色料添加剂的制备方法为：（1）取九水合硫化钠按质量比1~3：40~50加入去离子水，搅拌混合20~30min，调节ph至12~13，升温至60~70℃，加入九水合硫化钠质量10~20%的钽粉，搅拌混合20~40min，得混合液，取八水合硫酸铬按质量比2~5：80~100加入去离子水，搅拌混合40~60min，得混合液b，取混合液b按质量比3~5：1~3滴加至混合液中，再加入混合液b质量3~7%的六偏磷酸钠，超声分散20~30min，抽滤，取抽滤渣干燥，于500~550℃煅烧20~30min，得煅烧物；（2）取煅烧物按质量比1~4：8~10加入去离子水，超声分散5~10min，得超声分散液，取超声分散液按质量比3~5：8~13加入二氧化硅-氧化铝溶胶中，调节ph至5~6，升温至70~80℃搅拌混合50~60min，调节ph至7~7.5，球磨，抽滤，取抽滤渣a干燥，得干燥物，取干燥物按质量比90~130：2~4加入氟化锂，于500~600℃煅烧3~5h，即得色料添加剂。玻璃添加剂的制备方法为：取铝溶胶按质量比10~15：4~8加入硅溶胶，调节ph至1~1.5，加入铝溶胶质量1~4%的硝酸氧锆，搅拌混合20~30min，得混合物，取混合物按质量比1~5：7~10加入去离子水，搅拌混合20~30min，加入混合物质量2~6%的硝酸锂，调节ph至4~4.5，静置15~24h，取静置物于75~80℃保温1~3h，再升温至110~120℃保温4~8h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒，即得玻璃添加剂。一种陶瓷玻璃复合板的制备方法，包括如下步骤：s1.按质量份数计，取80~100份石英砂、50~80份重晶石、80~100份石灰石、100~150份玻璃添加剂、10~20份三氧化二锑混合，得混合玻璃板原料；s2.按质量份数计，取20~40份抗氧化添加剂、30~50份色料添加剂、50~90份粘土、80~100份石英、80~130份钾钠长石、30~40份陶瓷助烧剂混合，于1100~1300℃烧结1~4h，冷却至室温，得陶瓷基板，取陶瓷基板上层先铺一层磷酸二氢铝，再在磷酸二氢铝上面铺一层混合玻璃板原料，于1400~1500℃保温1~3h，再于1100~1300℃保温40~60min，冷却至室温，于300~600℃喷水水淬裂化处理，即得玻璃陶瓷复合板。陶瓷助烧剂为：取氧化钙按质量比10：30：55加入氧化硼、二氧化硅混合，于pt坩埚中升温至1100℃熔融1h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比1：5：2加入锆球、去离子水，球磨3h，即得陶瓷助烧剂。抗氧化添加剂为：按质量份数计，取20份碳粉、40份硅粉、8份二氧化锆混合，球磨5min，通入氩气保护，升温至500℃保温2h，冷却至室温，即得抗氧化添加剂。色料添加剂的制备方法为：（1）取九水合硫化钠按质量比1：40加入去离子水，搅拌混合20min，调节ph至12，升温至60℃，加入九水合硫化钠质量10%的钽粉，搅拌混合20min，得混合液，取八水合硫酸铬按质量比2：80加入去离子水，搅拌混合40min，得混合液b，取混合液b按质量比3：1滴加至混合液中，再加入混合液b质量3%的六偏磷酸钠，超声分散20min，抽滤，取抽滤渣干燥，于500℃煅烧20min，得煅烧物；（2）取煅烧物按质量比1：8加入去离子水，超声分散5min，得超声分散液，取超声分散液按质量比3：8加入二氧化硅-氧化铝溶胶中，调节ph至5，升温至70℃搅拌混合50min，调节ph至7，球磨，抽滤，取抽滤渣a干燥，得干燥物，取干燥物按质量比90：2加入氟化锂，于500℃煅烧3h，即得色料添加剂。玻璃添加剂的制备方法为：取铝溶胶按质量比10：4加入硅溶胶，调节ph至1，加入铝溶胶质量1%的硝酸氧锆，搅拌混合20min，得混合物，取混合物按质量比1：7加入去离子水，搅拌混合20min，加入混合物质量2%的硝酸锂，调节ph至4，静置15h，取静置物于75℃保温1h，再升温至110℃保温4h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒，即得玻璃添加剂。一种陶瓷玻璃复合板的制备方法，包括如下步骤：s1.按质量份数计，取80份石英砂、50份重晶石、80份石灰石、100份玻璃添加剂、10份三氧化二锑混合，得混合玻璃板原料；s2.按质量份数计，取20份抗氧化添加剂、30份色料添加剂、50份粘土、80份石英、80份钾钠长石、30份陶瓷助烧剂混合，于1100℃烧结1h，冷却至室温，得陶瓷基板，取陶瓷基板上层先铺一层磷酸二氢铝，再在磷酸二氢铝上面铺一层混合玻璃板原料，于1400℃保温1h，再于1100℃保温40min，冷却至室温，于300℃喷水水淬裂化处理，即得玻璃陶瓷复合板。陶瓷助烧剂为：取氧化钙按质量比15：35：60加入氧化硼、二氧化硅混合，于pt坩埚中升温至1200℃熔融3h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比3：10：5加入锆球、去离子水，球磨6h，即得陶瓷助烧剂。抗氧化添加剂为：按质量份数计，取30份碳粉、50份硅粉、10份二氧化锆混合，球磨10min，通入氩气保护，升温至800℃保温4h，冷却至室温，即得抗氧化添加剂。色料添加剂的制备方法为：（1）取九水合硫化钠按质量比3：50加入去离子水，搅拌混合30min，调节ph至13，升温至70℃，加入九水合硫化钠质量20%的钽粉，搅拌混合40min，得混合液，取八水合硫酸铬按质量比5：100加入去离子水，搅拌混合60min，得混合液b，取混合液b按质量比5：3滴加至混合液中，再加入混合液b质量7%的六偏磷酸钠，超声分散30min，抽滤，取抽滤渣干燥，于550℃煅烧30min，得煅烧物；（2）取煅烧物按质量比4：10加入去离子水，超声分散10min，得超声分散液，取超声分散液按质量比5：13加入二氧化硅-氧化铝溶胶中，调节ph至6，升温至80℃搅拌混合60min，调节ph至7.5，球磨，抽滤，取抽滤渣a干燥，得干燥物，取干燥物按质量比130：4加入氟化锂，于600℃煅烧5h，即得色料添加剂。玻璃添加剂的制备方法为：取铝溶胶按质量比15：8加入硅溶胶，调节ph至1.5，加入铝溶胶质量4%的硝酸氧锆，搅拌混合30min，得混合物，取混合物按质量比5：10加入去离子水，搅拌混合30min，加入混合物质量6%的硝酸锂，调节ph至4.5，静置24h，取静置物于80℃保温3h，再升温至120℃保温8h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒，即得玻璃添加剂。一种陶瓷玻璃复合板的制备方法，包括如下步骤：s1.按质量份数计，取100份石英砂、80份重晶石、100份石灰石、150份玻璃添加剂、20份三氧化二锑混合，得混合玻璃板原料；s2.按质量份数计，取40份抗氧化添加剂、50份色料添加剂、90份粘土、100份石英、130份钾钠长石、40份陶瓷助烧剂混合，于1300℃烧结4h，冷却至室温，得陶瓷基板，取陶瓷基板上层先铺一层磷酸二氢铝，再在磷酸二氢铝上面铺一层混合玻璃板原料，于1500℃保温3h，再于1300℃保温60min，冷却至室温，于600℃喷水水淬裂化处理，即得玻璃陶瓷复合板。陶瓷助烧剂为：取氧化钙按质量比13：33：57加入氧化硼、二氧化硅混合，于pt坩埚中升温至1150℃熔融2h，冷却至室温，得冷却物，取冷却物按质量比2：7：3加入锆球、去离子水，球磨5h，即得陶瓷助烧剂。抗氧化添加剂为：按质量份数计，取25份碳粉、45份硅粉、9份二氧化锆混合，球磨6min，通入氩气保护，升温至700℃保温3h，冷却至室温，即得抗氧化添加剂。色料添加剂的制备方法为：（1）取九水合硫化钠按质量比2：45加入去离子水，搅拌混合25min，调节ph至12.5，升温至65℃，加入九水合硫化钠质量15%的钽粉，搅拌混合30min，得混合液，取八水合硫酸铬按质量比3：90加入去离子水，搅拌混合50min，得混合液b，取混合液b按质量比4：2滴加至混合液中，再加入混合液b质量4%的六偏磷酸钠，超声分散25min，抽滤，取抽滤渣干燥，于520℃煅烧25min，得煅烧物；（2）取煅烧物按质量比3：9加入去离子水，超声分散7min，得超声分散液，取超声分散液按质量比4：11加入二氧化硅-氧化铝溶胶中，调节ph至5.5，升温至75℃搅拌混合55min，调节ph至7.2，球磨，抽滤，取抽滤渣a干燥，得干燥物，取干燥物按质量比120：3加入氟化锂，于550℃煅烧4h，即得色料添加剂。玻璃添加剂的制备方法为：取铝溶胶按质量比13：6加入硅溶胶，调节ph至1.2，加入铝溶胶质量3%的硝酸氧锆，搅拌混合25min，得混合物，取混合物按质量比4：8加入去离子水，搅拌混合25min，加入混合物质量4%的硝酸锂，调节ph至4.3，静置22h，取静置物于78℃保温2h，再升温至115℃保温6h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒，即得玻璃添加剂。一种陶瓷玻璃复合板的制备方法，包括如下步骤：s1.按质量份数计，取90份石英砂、70份重晶石、90份石灰石、120份玻璃添加剂、15份三氧化二锑混合，得混合玻璃板原料；s2.按质量份数计，取30份抗氧化添加剂、40份色料添加剂、70份粘土、90份石英、100份钾钠长石、35份陶瓷助烧剂混合，于1200℃烧结3h，冷却至室温，得陶瓷基板，取陶瓷基板上层先铺一层磷酸二氢铝，再在磷酸二氢铝上面铺一层混合玻璃板原料，于1450℃保温2h，再于1200℃保温50min，冷却至室温，于500℃喷水水淬裂化处理，即得玻璃陶瓷复合板。对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少陶瓷助烧剂。对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少抗氧化添加剂。对比例3：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少色料添加剂。对比例4：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少玻璃添加剂。对比例5：河北省某公司生产的玻璃陶瓷复合板。将上述实施例与对比例制备的玻璃陶瓷复合板进行检测，根据gb/t4100-2006检测其抗压强度，gb/t3810.6-2006检测其耐磨性，用维氏硬度法检测其硬度，运动粘度值μ：用涂-4杯在30℃下测定液体从规定孔径的孔流出所需的时间获取流速t，并可通过t=0.223μ+6.0换算得出运动粘度值μ，得到的结果如表1所示。表1：检测项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5硬度/hv6.56.76.35.65.34.84.23.4抗压强度/mpa15181611101296耐磨性/mm3165169167160156152153143运动粘度/mm2/s85.6388.1386.2884.9884.5685.4581.2677.51烧结色料呈色性能未变色未变色未变色未变色未变色变色未变色稍微变色综合上述，从表1可以看出本发明的玻璃陶瓷复合板效果更好，值得推广使用，以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含再本发明的保护范围之内。当前第1页12