由烧结玻璃或烧结玻璃陶瓷生产类似于天然石材的建筑材料的方法技术

本发明专利技术涉及生产类于天然石材的非常耐久的板形建筑材料和装饰材料的方法，该材料用于室内外的门面，墙壁和楼面的覆层。所述材料是由碎玻璃、矿物组分和具有给定组成的细添加剂的混合物生产的。因此，与以金属氯氧化物、金属醇化物或四氯化物，优选四氯化钛的溶液形式的烧结助剂相混合的混合物放入耐温的模具中。混合物在所述的模具中经通常的烧结处理。由于加了烧结助剂，最高的烧结温度降低，从而大大地改进了表面质量。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分生产成形的烧结玻璃或烧结玻璃陶瓷体的方法。大量天然材料用于室内、室外的装饰应用。使用大理石和花岗岩特别广泛，它们大量的用于具有重要性的建筑物的室内外覆层。除了提供装饰效果外，保证耐腐蚀和节省生产也是必不可少的。天然存在的材料未必总是能够满足这些要求，这是因为由于天然材料存在着孔隙，常常不能产生足够大的具有均匀观感的表面，而耐腐蚀和强度不总是最佳的。因此，用人工生产的类似于天然石材的作成板形的玻璃基成形体来代替天然材料，这是众所周知的。例如，DE 4125 698C1已经公开了具有下列组成(以氧化物为基准，以百分重量(％)表示)的玻璃陶瓷材料SiO264.1-72Al2O32.9-11CaO 15.0-26MgO 0-8ZnO 0≤2BaO 0-0.5K2O 0-7.4Na2O 0-2F 0.5-4这里N2O和K2O之和至少是2，在建筑工业中，常常使用这种材料来代替天然石材作为装饰应用，并用于复盖楼面，墙面和门面的覆层。虽然玻璃陶瓷作为天然石材的替代物可以提供优良的装饰外观，但是生产复杂、昂贵，例如部分是由于使其成为陶瓷需要复杂的生产过程。此外，生产玻璃陶瓷需要相当纯的从而昂贵的原料。因此，DE 43 19808 C1和DE 4416 489 C1也以开了具有上述类型的类似于天然石材的成形体的生产，这些成形体是以烧结玻璃或烧结玻璃陶瓷为基础。这些烧结生产方法所使用的原料是碎玻璃。碎玻璃可以是由平玻璃和/或中空制品，例如由瓶子或容器，以及它们的混合物制得的粒状玻璃，也有可能使用某些生态玻璃片，再循环玻璃，例如来自显像管的玻璃和玻璃渣。因此，由这类玻璃颗粒连同添加剂制得的成形烧结玻璃或烧结玻璃陶瓷体可以以成本合算和有利环境的方式进行生产。例如，DE 4319 808 C1叙述了生产类似于天然石材的高强度的建筑和装饰材料，这些材料呈板形，用于室内、室外的门面、墙壁和楼面的覆层，这些材料含有碎玻璃、添加剂、特别是砂和它们的混合物的各叠合层。在这已知的方法中，首先被压制的多层原料堆叠组合在耐热的模具中，然后使多层堆叠经受热处理，这种热处理包括多个相继加工步骤。由于需要组合成多层堆叠和最终进行的大范围的热处理，所以使用这种方法生产成形体是极其复杂的。相形之下，DE 44 16489 C1叙述了生产类似于天然石材的高强度的建筑材料和装饰材料的不复杂的过程，这些材料呈板形，用于室内外的门面、墙壁和楼面的覆层，其原料含有碎玻璃、矿物组分和细碎的添加剂的混合物，该混合物按重量计是由85-98％的碎玻璃、0-14.7％的矿物组分和总量为0.3-5％的细碎添加剂组成的。然后该混合物以单一平的均匀的厚层引入耐热的模具中，在模具中，混合物在60-110℃的温度下干燥，然后以0.5-3.0K/min的加热速率加热到720-1100℃，此温度维持20-120分钟。然后物料层以0.5-3.0K/min的速率冷却到室温。上述混合物的组成和所述的温度经历确保成形体-不与生产模具反应-平板表面上没有不平整性-平板不变形-板顶层不形成气泡、孔、夹杂物和/或显微裂纹-不需要任何的研磨和抛光加工，和-有很高的抗拉抗弯强度。使用已知方法生产的这种建筑材料和装饰材料的优点是1．抗拉抗弯强度至少是14-18MPa，如果使用了ZrO2，甚至可达到19-23MPa。2．表面无显微裂纹，因此，根据DIN EN122达到一类无疵点级。3．各种板的外观与未加本专利技术的添加剂所制的板相比是更均匀，并因此更具再现性，尽管制造参数未改变，但常常具有完全不同的外观。4．板表面“精致迷人”更是逼真，与特殊类型的天然石材，例如花岗岩极相类似。5．材料表面的颜色和纹理可以按需构形。6．单独的雅致外观可再现。7．材料内部几乎没有气泡(否则，气泡对任何表面抛光会有有害的影响)。8．再循环玻璃材料的使用保存了天然石材资源。因此使得上面的方法在生态学上也更有利。类似于天然石材的和使用该已知的方法生产的建筑材料和装饰材料耐久性强，具有很长的使用寿命。这些材料用于工业、住宅和交通建设工程所建造的建筑物内外墙壁的覆层；用于家俱、厨房和实验室的工作面和用于工艺的装饰品。这些材料的特点在于有很高的强度和硬度。该材料清洁卫生、易于清洗、耐高温、化学上耐腐蚀、不导电、而且不可燃。以这种方法生产的合成的建筑材料和装饰材料优于天然的、昂贵的材料，例如花岗岩，大理石或凝灰石。本专利技术基于DE 44 16 489 C1的这种已知的方法。本专利技术的目的是使用这种方法生产烧结玻璃板或烧结玻璃陶瓷板，这种板具有视觉良好的表面质量，否则只能以昂贵的技术复杂的研磨和抛光操作材能达到。本专利技术另一目的是降低烧结操作的最高温度。根据本专利技术，利用下列措施实现这种目的，即从开头所述的方法开始，将烧结助剂以金属四氯化物、金属氯氧化物、金属醇盐或水解产物的溶液形式加到混合物中。本专利技术的措施在于产生惊人的效果，即使用甚至少量的上述溶解的化合物可以使烧结温度下降约130K，有利地导致能量费用的节省，因此使得整个过程更经济，技术上更简单。使用特性，例如强度会仍保持不变或在表面质量和呈平板形状的成形体发生变形和弯曲的可能性方面甚至能得到改进。因此已经发现，例如由用四氯化物添加剂生产的烧结玻璃陶瓷制作的平板与没有加入这种添加剂生产的平板相反，在700℃时，不会发生变形，特别不会发生弯曲，这种情况非常有利。上述的添加剂增加了所使用的玻璃颗粒的烧结活性。它由改进玻璃的平稳流动所表明，正如所产生的平板表面光泽的增加和平整度的改进所显示的。根据迄今已经进行过的试验，甚至可使用粒度上限达10毫米(以前的标准颗粒＜5毫米)的较粗的玻璃颗粒来进行本专利技术方法的生产，而不会对抗拉抗弯强度产生有害影响。已经发现，各种金属的四氯化物或金属的氯氧化物或金属的醇盐或其水解产物均可使用。特别着重含有周期系第四第五副族金属和锡的化合物，例如锡、钒或锆的四氯化物或氯氧化物或醇盐或它们的水解产物。优选使用四氯化钛(TiCl4)，因为试验表明，该化物能提供特别明显的效果。原则上，溶液可以是水溶液。可是，已经发现，上述的添加剂，特别是四氯化钛，如果当其溶解在乙醇或其它的醇中作为烧结助剂加入时是特别有效的。由于这个原因，溶液这个词也可理解为是悬浮体和胶体体系。金属醇盐可以以溶液的形式加入。金属醇盐也可仅在醇溶液中利用在其中的金属反应而形成。添加剂可占总批料的80-600ppm。作为实例，甚至以80-250ppm，优选地大约160ppm加入低含量的四氯化物，可以观察到所需要的最高烧结温度显著地降低。大面积板的烧结温度可以从990℃降低到900℃，而对于材料的强度不会有任何有害的影响。以这种方法所产生的板的表面的光泽和平整度接近抛光表面的质量。即使加入160ppm的TiCl4，就会出现显著的视觉效果，TiCl4最好以溶解的形态引入的。添加剂，特别是＞400ppm的四氯化物添加剂使得有可能生产具有完全平整的但是不透明的表面的平板，否则这种表面只能利用另外的加工步骤，例如喷砂或磨削来实现。烧结玻璃材料的上述平稳流动是利用上述添加剂的相应的二氧化物产生的，该二氧化物在某些情况下是在烧结的温度下，利用所加的化合物，特别是四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产用作高强度的建筑材料和装饰材料的成形烧结玻璃或烧结玻璃陶瓷体的方法，这些材料与天然石材类似，可用于室内外门面，墙壁和楼面的覆层，由按重量计含８５－９８％的碎玻璃、０－１４．７％的矿物组分和总量为０．３－５％的细添加剂的混合物组成，该方法包括下列加工步骤－将平的、均匀厚层的混合物引入耐热模具中－在模具中于６０－１００℃的温度下干燥－以至少０．５－３．０Ｋ／ｍｉｎ的速率加热该层到烧结温度－保持该温度至少２０分钟－以至少０．５－３．０Ｋ／ｍｉｎ的速率冷却 该层到室温其特征在于，烧结助剂以金属四氯化物、金属氯氧化物、金属醇盐或其水解产物的溶液形式加到混合物中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：N格洛伊利希，
申请(专利权)人：玻璃陶瓷钢及金属结构工业配件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]