一种陶瓷玻化砖、其坯料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种全新的玻化砖及其制备方法，属于陶瓷【技术领域】。本法提供的玻化砖由下述原材料制成：临沂瓷石、蒙阴长石、叶腊石、诸城土、石英、铝土、莱阳土、滑石、透辉石、可塑性粘土制备而成。本发明各原料在高温作用下可协同增效，能在一定程度上降低了烧成温度，缩短烧成周期，而且产品工艺性能和物化性能比原有工艺有了质的提局。
【专利说明】一种陶瓷玻化砖、其坯料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷加工领域，涉及一种陶瓷玻化砖、其坯料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 建筑陶瓷是我国能源消耗大户，耗费了大量的原料和燃料，并排放了大量的CO2 废气，加剧了地球温室效应，是国内外C02废气排放重灾行业，玻化砖是建筑陶瓷主要产 品之一。目前，玻化砖常规烧成温度在1210±20°C之间，如何降低烧成温度，减少烧成周 期，降低成本成为本领域技术人员研究的热点。自贡兆峰公司的邓建国等人，利用当地原 料试制彩色大颗粒抛光砖的生产工艺，其烧成温度为1185-1200°C，烧成周期在60min左 右（利用当地原料试制彩色大颗粒抛光砖，邓建国，中国陶瓷工业，2002,6:46-48)。余筱 勤等人利用当地劣质原料进行了降低玻化砖的烧成温度试验，烧成温度为1170-1180°C，烧 成周期30min (低温快烧瓷质地砖的研制，余筱勤等，2001，37(1) :33-34)。CN1562870公 开了一种利用略低于炻瓷的釉烧温度（1200-122(TC )，烧制出高于硬质瓷强度的日用瓷。 DE20001031430公开了一种低烧结磷灰石玻璃陶瓷，烧结温度为1200-1650°C。
[0003] 景德镇陶瓷学刘昆等，提供了一种超低温玻化砖的研究与开发，通过多元复合熔 剂体系对建筑陶瓷坯体性能影响的深入研究与优化，在明显降低产品烧结温度（l〇〇°C )的 同时，成功制备出了 ll〇〇°C以下烧结，且性能符合并高于国家玻化砖标准的产品（超低温 (彡IlO(TC)玻化砖的研究与开发，刘昆等，中国陶瓷工业2012,19 (6) :14-17)。虽然该文 献报道，大大降低了烧成温度，将至IKKTC以下，但该文献全篇未公开其烧成周期是比现有 技术延长了和保持不变。
[0004] 现有的建筑陶瓷降低烧成温度的主要方法多是采用大量加入单一或种类较少低 温熔剂的方法，使坯体在较低温度下烧结。但这种方法存在着以下技术缺陷：坯体在接近共 熔点时并无液相生成，然而一旦到达最低共熔点温度便突然出现大量液相，而且液相量随 温度升高而迅速增加，从而导致瓷坯急剧变形。因此，现有技术和方法在降低烧结温度的同 时，也明显导致产品烧成温度范围变窄、产品容易变形且脆性大，因此在大生产过程中无法 保证产品的各项性能指标，至今未有大生产技术的报道。
[0005] 可见，现有技术中大多仅仅依靠大量使用废玻璃和工业试剂来降低烧成温度，导 致产品的理化性能下降，吸水率高、产品合格率低等问题的出现。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型陶瓷玻化砖坯料及其制备 方法。
[0007] 本发明是通过如下技术方案实现的：
[0008] -种陶瓷玻化砖，其特征在于，所述玻化砖由但不限于下述原材料制成：
[0009] 临沂瓷石、蒙阴长石、叶腊石、诸城土、石英、铝土、硅灰石、滑石、透辉石、可塑性粘 土、羟甲基纤维素钠。
[0010] 作为优选，一种陶瓷玻化砖，其特征在于，所述玻化砖由下述重量份配比的原材料 制成：
[0011] 临折瓷石20-30、蒙阴长石15-25、叶腊石3-6、诸城土 10-20、石英5-10、错土 4-8、 硅灰石3-6、滑石5-10、透辉石3-6、可塑性粘土 2-4、羟甲基纤维素钠0. 1-0. 4。
[0012] 作为最佳优选之一，一种陶瓷玻化砖，其特征在于，所述玻化砖由下述重量份配比 的原材料制成：
[0013] 临沂瓷石28、蒙阴长石24、叶腊石4、诸城土 15、石英5、铝土 8、硅灰石4、滑石6、 透辉石5、可塑性粘土 3、羟甲基纤维素钠0. 2。
[0014] 所述可塑性粘土优选自可塑性指数> 15的可塑性粘土，进一步优选自膨润土、球 土、或红粘土中的一种或多种。优选地，所述可塑性粘土优选为膨润土。
[0015] 作为优选，所述临沂瓷石的主要化学组成为：Si0278. 22-78. 64 %， AL2O3Il. 02-11. 24 % , Fe2O3O. 79-0. 85 % , CaOL 14-1. 18 % , MgOO. 90-0. 93 %, K2OO. 99-1. 02%，Na204. 48-4. 66%。
[0016] 作为优选，所述蒙阴长石的主要化学组成为：Si0272. 25-73. 01 %， AL20312. 00-12. 86 % , Fe2O3O. 79-0. 89 % , Ca02. 42-2. 48 % , MgOO. 56-0. 58 % , Κ207· 50-7. 59%，Na2OO. 11-0. 19%。
[0017] 作为优选，所述叶腊石的主要化学组成为：Si0268 . 05-72 . 54 %， AL20318. 00-25. 25 %, Fe2O3O. 11-0. 32 %, CaOO. 54-0. 78 % , MgOO. 12-0. 84 %, K2OO. 06-0. 28%，Na2OO. 18-0. 34%。
[0018] 作为优选，所述诸城土的主要化学组成为：Si0272. 68-73. 66 %， AL2O3H. 00-14. 69 % , Fe2O3L 01-1. 30 %, Ca02. 48-2. 68 % , Mg02. 54-2. 61 %, K2OL 75-1. 85%, Na2OO. 55-0. 70%
[0019] 作为优选，所述石英的主要化学组成为：Si02>97.00%。
[0020] 作为优选，所述铝土的主要化学组成为：Si0244. 87-48. 52 %， AL20336. 63-38. 37%，Fe2O3L 10-1. 18%，CaOO. 90-1. 12%，MgOO. 12-0. 21%。
[0021] 作为优选，所述硅灰石的主要化学组成为：Si0247. 54-51.00, Ca044. 07-47. 95， Fe2O3O. l〇_〇. 30j AL2O3O. 20_0. 50〇
[0022] 作为优选，所述滑石的主要化学组成为：Si0262. 00-64. 21%，AL2O3O. 08-0. 12%， Fe2O3O. 01-0. 06%，CaOO. 58-0. 68%，Mg028. 88-30. 54%。
[0023] 作为优选，所述透辉石的主要化学组成为：Si0254. 85-55. 88 %， AL2O3O. 88-1. 27 %，Fe2O3O. 24-0. 36 %，Ca022. 56-24. 75 %，Mg016. 09-17. 42 %。
[0024] 作为优选，所述膨润土的主要化学组成为：Si0268 . 68-72. 10 %， AL2O3H. 21-16. 94 %, Fe2O3O-I %, CaOL 02-3. 01 %, MgOO. 50-2. 50 %,K20〇-2. 88 %, Na200-2. 40%，TiO2O. 81-1. 54%。
[0025] 本发明所提供的玻化砖坯料配方制备玻化砖的方法可以采用传统的玻化砖的制 备方法。当然，本领域技术人员可以根据自己的专业知识进行设计，得到一种新的方法。
[0026] 本发明制备玻化砖的方法，优选采用以下方法，具体地，所述方法包括如下步骤：
[0027] 配料，湿法球磨，除铁过筛，搅拌，喷雾，陈腐，压坯成型，干燥，烧成，磨边抛光。
[0028] 所述球磨过程中，控制浆料250目的筛余<0· 5%。
[0029] 所述压坯成型为半干法压坯成型，压坯成型的压力在34. 0-40. OMpa时，产品的各 项性能较佳，当压力为38. 6Mpa时，产品的各项指标达到最佳。
[0030] 所述烧成的温度为1150±10°C所述烧成周期为30-35min。
[0031] 所述烧成过程的尾冷阶段以15-30°C /min降温，优选尾冷阶段以20°C /min降温。
[0032] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0033] 1.本发明提供了一种新的陶瓷玻化砖坯料，为玻化砖的制备提供了更多的选择。
[0034] 2.本发明各原料在高温作用下，可以协同增效，能在一定程度上降低了烧成温度， 缩短烧成周期。
[0035] 3.本发明产品工艺性能和物化性能比现有工艺有了质的提高。
[0036] 4.本发明配方产品及方法，总体可降低能耗20?30%，并大大减少了温室气体 CO2的排放，取得了良好的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，但本领域的技术人员应该理解 这并非是对其保护范围的限制：
[0038] 实施例1
[0039] 一种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0040] 坯料中各组分重量份配比：
[0041] 临沂瓷石28、蒙阴长石24、叶腊石4、诸城土 15、石英5、铝土 8、硅灰石4、滑石6、 透辉石5、膨润土 3、羟甲基纤维素钠0. 2。
[0042] 制备方法：
[0043] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 4%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0044] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力38. 6MPa ;
[0045] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1150°C，烧成周期为32min。烧成过程的尾 冷阶段以20°C /min降温；
[0046] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0047] 实施例2
[0048] 一种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0049] 坯料中各组分重量份配比：
[0050] 临沂瓷石28、蒙阴长石24、叶腊石4、诸城土 15、石英5、铝土 8、硅灰石4、滑石6、 透辉石5、膨润土 3、羟甲基纤维素钠0. 2。
[0051] 制备方法：
[0052] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 4%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0053] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力35. OMPa ;
[0054] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1155°C，烧成周期为34min。烧成过程的尾 冷阶段以20°C /min降温；
[0055] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0056] 实施例3
[0057] -种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0058] 坯料中各组分重量份配比：
[0059] 临沂瓷石28、蒙阴长石24、叶腊石4、诸城土 15、石英5、铝土 8、硅灰石4、滑石6、 透辉石5、膨润土 3、羟甲基纤维素钠0. 2。
[0060] 制备方法：
[0061] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 4%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0062] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力40. OMPa ;
[0063] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1150°C，烧成周期为35min。烧成过程的尾 冷阶段以20°C /min降温；
[0064] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0065] 实施例4
[0066] 一种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0067] 坯料中各组分重量份配比：
[0068] 临沂瓷石28、蒙阴长石24、叶腊石4、诸城土 15、石英5、铝土 8、硅灰石4、滑石6、 透辉石5、膨润土 3、羟甲基纤维素钠0. 2。
[0069] 制备方法：
[0070] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 4%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0071] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力38. OMPa ;
[0072] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1150°C，烧成周期为34min。烧成过程的尾 冷阶段以20°C /min降温；
[0073] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0074] 实施例5
[0075] 一种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0076] 坯料中各组分重量份配比：
[0077] 临沂瓷石30、蒙阴长石25、叶腊石6、诸城土 20、石英10、铝土 8、硅灰石6、滑石10、 透辉石6、膨润土 4、羟甲基纤维素钠0. 3。
[0078] 制备方法：
[0079] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 4%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0080] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力38. 6MPa ;
[0081] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1150°C，烧成周期为34min。烧成过程的尾 冷阶段以15°C /min降温；
[0082] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0083] 实施例6
[0084] 一种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0085] 坯料中各组分重量份配比：
[0086] 临沂瓷石20、蒙阴长石15、叶腊石3、诸城土 10、石英5、铝土 4、硅灰石3、滑石5、 透辉石3、膨润土 3、羟甲基纤维素钠0. 1。
[0087] 制备方法：
[0088] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 3%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0089] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力38. 6MPa ;
[0090] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1160°C，烧成周期为32min。烧成过程的尾 冷阶段以20°C /min降温；
[0091] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0092] 实施例7
[0093] 一种陶瓷玻化砖及其制备方法：
[0094] 坯料中各组分重量份配比：
[0095] 临沂瓷石24、蒙阴长石18、叶腊石4、诸城土 16、石英8、铝土 6、硅灰石4、滑石8、 透辉石4、膨润土 4、羟甲基纤维素钠0. 4。
[0096] 制备方法：
[0097] 步骤1)将坯料配方的原材料放入球磨机，球磨细度控制250目，筛余< 0. 3%，泥 浆经过反复除铁过筛，确保除去未磨细的原料及杂质铁；
[0098] 步骤2)将步骤（1)得到的粉料采用半干压成型，成型压力38. 6MPa ;
[0099] 步骤3)烧成及冷加工，烧成的温度为1160°C，烧成周期为32min。烧成过程的尾 冷阶段以20°C /min降温；
[0100] 步骤4)磨边抛光，制得玻化砖。
[0101] 本发明制得的玻化砖性能测试实验：
[0102] 1.测试方法：
[0103] 随机抽取每个实施例值得的玻化砖对每个检测项目进行测试，按照表1的各项指 标、各指标的测试标准分别进行测试。
[0104] 表1测试的各项指标及各指标的测试标准。
【权利要求】
1. 一种陶瓷玻化砖，其特征在于，所述玻化砖由但不限于下述原材料制成： 临沂瓷石、蒙阴长石、叶腊石、诸城土、石英、铝土、硅灰石、滑石、透辉石、可塑性粘土、 羟甲基纤维素钠。
2. -种陶瓷玻化砖，其特征在于，所述玻化砖由但不限于下述重量份配比的原材料制 成： 临沂瓷石20-30、蒙阴长石15-25、叶腊石3-6、诸城土 10-20、石英5-10、铝土 4-8、硅灰 石3-6、滑石5-10、透辉石3-6、可塑性粘土 2-4、羟甲基纤维素钠0. 1-0. 4。
3. -种陶瓷玻化砖，其特征在于，所述玻化砖由但不限于下述重量份配比的原材料制 成： 临沂瓷石28、蒙阴长石24、叶腊石4、诸城土 15、石英5、铝土 8、硅灰石4、滑石6、透辉 石5、可塑性粘土 3、羟甲基纤维素钠0. 2。
4. 如权利要求1-3所述陶瓷玻化砖，其特征在于，所述可塑性粘土优选自可塑性指数 > 15的可塑性粘土，进一步优选自膨润土、球土、或红粘土中的一种或多种，最优选为膨润 土。
5. 如权利要求1-4所述陶瓷玻化砖，其特征在于，作为优选，所述临沂瓷石的主要化 学组成为：Si0278. 22-78. 64%，AL2O3IL 02-11. 24%，Fe2O3O. 79-0. 85%，CaOL 14-1. 18%， MgOO. 90-0. 93%, K2OO. 99-1. 02%, Na204. 48-4. 66% ； 作为优选，所述蒙阴长石的主要化学组成为：Si0272. 25-73. 01 %， AL20312. 00-12. 86 % , Fe2O3O. 79-0. 89 % , Ca02. 42-2. 48 % , MgOO. 56-0. 58 % , K207. 50-7. 59%, Na2OO. 11-0. 19% ； 作为优选，所述叶腊石的主要化学组成为：Si0268. 05-72. 54%，AL20318. 00-25. 25%， Fe2O3O- 11-0· 32%, CaOO. 54-0. 78%, MgOO. 12-0. 84%, K2OO. 06-0. 28%, Na2OO. 18-0. 34% ； 作为优选，所述诸城土的主要化学组成为：Si0272. 68-73. 66%，AL2O3H. 00-14. 69%， Fe2O3I- 01-1· 30%, Ca02. 48-2. 68%, Mg02. 54-2. 61%, K2OL 75-1. 85%, Na2OO. 55-0. 70% ； 作为优选，所述石英的主要化学组成为：Si02>97.00% ; 作为优选，所述铝土的主要化学组成为：Si0244. 87-48. 52%，AL20336. 63-38. 37 %， Fe2O3I- 10-1· 18%, CaOO. 90-1. 12%, MgOO. 12-0. 21% ； 作为优选，所述硅灰石的主要化学组成为：Si0247. 54-51. 00, Ca044. 07-47. 95， Fe2O3O. l〇_〇. 30j AL2O3O. 20_0. 50 ； 作为优选，所述滑石的主要化学组成为：Si0262. 00-64. 21 %，AL2O3O. 08-0. 12%， Fe2O3O- 01-0· 06%, CaOO. 58-0. 68%, Mg028. 88-30. 54% ； 作为优选，所述透辉石的主要化学组成为：Si0254. 85-55. 88 %，AL2O3O. 88-1. 27 %， Fe2O3O- 24-0. 36%, Ca022. 56-24. 75%, Mg016. 09-17. 42% ； 作为优选，所述膨润土的主要化学组成为：Si0268. 68-72. 10%，AL2O3H. 21-16. 94%， Fe2O3O-I %, CaOL 02-3. 01 %, MgOO. 50-2. 50 %, K20〇-2. 88 %, Na20〇-2. 40 %, TiO2O. 81-1. 54%。
6. -种如权利要求1-5所述的陶瓷玻化砖的制备方法，其特征在于，所述方法包括如 下步骤： 配料,湿法球磨，除铁过筛,搅拌,喷雾,陈腐,压坯成型,干燥,烧成,磨边抛光。
7. -种如权利要求6所述的陶瓷玻化砖的制备方法，所述球磨过程中，控制浆料250目 的筛余彡〇. 5%。
8. -种如权利要求6所述的陶瓷玻化砖的制备方法，所述压坯成型为半干法压坯成 型，优选所述压坯成型的压力为34. 0-40. OMpa，最优压力为38. 6Mpa。
9. 一种如权利要求6所述的陶瓷玻化砖的制备方法，所述烧成的温度为1150±10°C， 所述烧成周期为30-35min。
10. -种如权利要求6所述的陶瓷玻化砖的制备方法，所述烧成过程的尾冷阶段以 15-30°C /min降温，优选尾冷阶段以20°C /min降温。
【文档编号】C04B33/13GK104211376SQ201410464535
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】张玉静, 张丙顺 申请人:临沂市顺弘建陶有限公司