一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法技术

本发明专利技术提供一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其原料中使用莫来石和堇青石为降低膨胀系数材料、使用锂瓷石为强助融剂，原料经造粒、成型后入窑烧成获得低膨胀系数瓷质板材，烧成温度为1100℃～1250℃，烧成周期为40～180分钟；上述莫来石的用量按质量百分数计算为5%～15%；上述堇青石的用量按质量百分数计算为10%～25%；上述锂瓷石的用量按质量百分数计算为1%～5%；余量为公知的陶瓷原料，用量配比根据烧成制度按赛格尔式计算获得。本方法制备的低膨胀系数瓷质板材热膨胀系数低，抗折强度大，可以拓宽建筑陶瓷产品的应用。使用本方法制备的瓷质板材可以用于灶台台面、门面板材、柜体板材等多种场景。

A Method for Preparing Low Expansion Coefficient Ceramic Plate

【技术实现步骤摘要】
一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法
本专利技术涉及陶瓷材料生产技术，具体为一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法。
技术介绍
瓷质砖通常作为墙面或地面的装饰材料，其具有硬度高、防火、装饰效果丰富等特点，而且色泽纹理可预先设计。瓷质砖的生产工艺成熟，通常以黏土、长石、砂等为主要原料经过高温烧结制成。作为一种大批量的工业化产品，其生产工艺包括球磨造粒、冲压成型、烧成、抛磨切割等工序，烧成工序通常选用烧成速度快产能高的辊道窑烧成，烧成温度为1000℃～1250℃，烧成周期为40～180分钟。按照国家标准，瓷质砖的吸水率≤0.5%，烧结程度高，防污性能良好。而目前工艺生产的建筑陶瓷材料膨胀系数较大，以100℃～400℃的膨胀系数计算，常规瓷质砖为170～210×10-7/℃，这对于作为墙地砖应用是可以适用的，但随着建筑陶瓷材料应用场景的拓展，除了作为墙面或地面装饰材料外，灶台面板、柜体面板、门板等家装领域均开始尝试应用陶瓷材料，但常规的建筑陶瓷材料的膨胀系数较大，而且受到外力冲击容易折断破碎。当然，烧结温度高于1300℃的特种陶瓷可以很好的解决此问题，但特种陶瓷造价高，难以在建筑陶瓷中转用。因此如何降低建筑陶瓷的膨胀系数并提高其抗折强度是本领域研发热点。注：膨胀系数也称为热膨胀系数或线弹性系数，表示材料膨胀或收缩的程度。
技术实现思路
针对
技术介绍
提出的问题，本专利技术提供一种低膨胀系数瓷质板材及制备方法，我们通过在原料中添加莫来石和堇青石来降低瓷质砖的膨胀系数、并提高瓷质砖的抗折强度，使之具有良好的抗热震性和抗冲击性。一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其原料中使用莫来石和堇青石为降低膨胀系数材料、使用锂瓷石为强助融剂，原料经造粒、成型后入窑烧成获得低膨胀系数瓷质板材，烧成温度为1100℃～1250℃，烧成周期为40～180分钟；上述莫来石的用量按质量百分数计算为5%～15%；上述堇青石的用量按质量百分数计算为10%～25%；上述锂瓷石的用量按质量百分数计算为1%～5%；余量为公知的陶瓷原料，用量配比根据烧成制度按赛格尔式计算获得。根据烧成制度按赛格尔式计算原料配比可参阅图书《釉及色料》，作者（日）素木洋一。莫来石陶瓷和堇青石陶瓷的烧结温度高，不适合当作原料用于普通建筑陶瓷生产，对此，本方案选用锂瓷石作为强助融剂，通过莫来石和堇青石复配，烧结后获得低膨胀系数瓷质板材。优选地，上述莫来石为针状莫来石。优选地，上述莫来石和堇青石的粒径≤325目。优选地，上述莫来石的用量按质量百分数计算为8%～10%，上述堇青石用量按质量百分数计算为12%～18%，上述锂瓷石的用量按质量百分数计算为1%～3%。优选地，上述原料中矿物种类≥9种。优选地，上述粉料的性能如下：颗粒级配：+20目0%～0.5%，-20目～+40目54.5%～75%，-40目～+60目15%～40%，-60目～+100目3%～20%，-100目0%～2%。优选地，上述原料中还含有Y2O3，Y2O3的用量按质量百分数计算为0.1%～1%。优选地，上述Y2O3的用量按质量百分数计算为0.3%～0.9%。优选地，上述原料的按质量百分数计算配比如下：仁和石粉：1%～7%，衡阳钾钠砂：7%～12%，北海石粉：15%～25%，南方黑泥：10%～20%，莫村中温砂：5%～12%，广西藤县砂：7%～20%，江西滑石：1%～4%，膨润土：1%～3%，针状莫来石：5%～15%，堇青石：10%～25%，Y2O3：0.3-0.9%，锂瓷石：1%～3%。和现有技术相比，本方法制备的低膨胀系数瓷质板材的膨胀系数低，抗折强度大，可以拓宽建筑陶瓷产品的应用。本方法制备的瓷质板材可以用于灶台台面、门面板材、柜体板材等多种场景。具体实施方式本专利技术提供一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其原料中使用莫来石和堇青石为降低膨胀系数材料、使用锂瓷石为强助融剂，原料经造粒、成型后入窑烧成获得低膨胀系数瓷质板材，烧成温度为1100℃～1250℃，烧成周期为40～180分钟；上述莫来石的用量按质量百分数计算为5%～15%；上述堇青石的用量按质量百分数计算为10%～25%；上述锂瓷石的用量按质量百分数计算为1%～5%；余量为公知的陶瓷原料，用量配比根据烧成制度按赛格尔式计算获得。建筑陶瓷生产工艺基本已经固定，对于使用粉料冲压成型的产品，通常包括原料混料球磨、喷雾造粒、冲压成型、烧成、抛磨切割等工序，其中混料球磨是将各种原料混合加水球磨制成泥浆，主要目的是将各种原料混合均匀；喷雾造粒使用喷雾干燥塔将球磨获得的浆料制成粉料颗粒，粉料需要有一定要求的颗粒配比和比重，以保证其流动性和后续冲压过程中的排气；冲压成型是将粉料冲压制成所需的泥坯；烧成是将泥坯进行烧结；通常，建筑陶瓷的烧成温度≤1250℃，烧成周期不同窑炉会有所不同，以辊道窑为例，通常为几十到上百分钟不等；切割抛磨是为了获得光洁平整、尺寸符合要求的建筑陶瓷制品，当然为了获得丰富装饰效果，也可以在制品表面进行装饰，装饰方式包括但不限于施釉、布撒熔块、印花、喷墨打印等。建筑陶瓷产品的原料比较丰富，硅、铝、钠、钾是构成其的主要元素，当然还有锂、钙、镁、铁、钛等。生产建筑陶瓷的原料通常包括：黏土（含有大量的硅、铝元素，且可以提高球磨泥浆的悬浮性）、钾钠长石（除了硅、铝元素外，还含有一定量的钾、钠元素，具有助融的作用）、砂（主要组分是二氧化硅，提供硅元素，调节组分中的硅铝比），当然，还有一些常见的矿物，例如可以引入大量镁元素且具有一定助融效果的滑石等。此外，报废的陶瓷砖经破碎后获得的废砖粉等也可以作为陶瓷生产的原料，因此，建筑陶瓷生产用原料种类繁多，且构成复杂。对此，可以根据原料化学组分大致推算出其烧结温度，这就是赛格尔式。赛格尔式将原料组分换算成氧化物的摩尔数，根据相应比例确定其烧成温度，对应地，由烧成温度也查阅《釉及色料》，作者（日）素木洋一，获得各种氧化物的摩尔比，最后根据所使用原料的化学分析构成确定大致的配比。当然，这种方式获取的为理论结果，使用氧化物作为原料与矿物原料会有很大的区别，陶瓷原料多为矿物原料，本身即为混合物，在其内的低温熔融组分或对烧结有一定影响，这点需要实际应用中根据经验灵活应对。在建筑陶瓷中，莫来石物相多为一次莫来石，二次莫来石较少（一次莫来石是指由原料引入的莫来石物相；二次莫来石是指原料烧结反应中生成的莫来石物相），这主要与建筑陶瓷的烧成制度有关，在建筑陶瓷的低温快烧体系中，难以生成二次莫来石，但将莫来石以原料方式加入配方组分中会大大提高其烧结温度。堇青石也同样难以在建筑陶瓷烧结过程合成，其烧结温度也较高，大量作为原料引入会使得烧成温度大大提高。莫来石优选使用莫来石纤维，针状的莫来石纤维可以提高制品的强度和韧性。在此条件下，莫来石仅有少量熔融分解，多数以一次莫来石形式保留，纤维状的莫来石会在固溶体中相互交错，形成嵌套结构，这样在遇到外力冲击时，其可以很好的吸收和缓冲，并且，即使出现细微的裂纹，这些裂纹也难以形成贯穿的大裂纹，细碎的纹理可以进一步吸收冲击的应力，使制品获得较好的弹性。本专利技术通过控制莫来石和堇青石的用量，并选用合适的强助融剂，在1100℃～1250℃烧成获得低膨胀系数瓷质板材。此类瓷质板材在（100℃～400℃）的膨胀系数为100～1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其特征在于，原料中使用莫来石和堇青石为降低膨胀系数材料、使用锂瓷石为强助融剂，所述原料经造粒、成型后入窑烧成获得低膨胀系数瓷质板材，烧成温度为1100℃～1250℃，烧成周期为40～180分钟；所述莫来石的用量按质量百分数计算为5%～15%；所述堇青石的用量按质量百分数计算为10%～25%；所述锂瓷石的用量按质量百分数计算为1%～5%；余量为公知的陶瓷原料，用量配比根据烧成制度按赛格尔式计算获得。

【技术特征摘要】
1.一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其特征在于，原料中使用莫来石和堇青石为降低膨胀系数材料、使用锂瓷石为强助融剂，所述原料经造粒、成型后入窑烧成获得低膨胀系数瓷质板材，烧成温度为1100℃～1250℃，烧成周期为40～180分钟；所述莫来石的用量按质量百分数计算为5%～15%；所述堇青石的用量按质量百分数计算为10%～25%；所述锂瓷石的用量按质量百分数计算为1%～5%；余量为公知的陶瓷原料，用量配比根据烧成制度按赛格尔式计算获得。2.如权利要求1所述的一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其特征在于，所述莫来石为针状莫来石。3.如权利要求2所述的一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其特征在于，所述莫来石和所述堇青石的粒径≤325目。4.如权利要求1所述的一种低膨胀系数瓷质板材的制备方法，其特征在于，所述莫来石的用量按质量百分数计算为8%～10%，所述堇青石用量按质量百分数计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国涛，杨景琪，邓仕豪，
申请(专利权)人：广东金意陶陶瓷集团有限公司，佛山金意绿能新材科技有限公司，佛山市三水金意陶陶瓷有限公司，景德镇金意陶陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44