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CN109437869B - 一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用 Download PDF

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CN109437869B CN201811325418.4A CN201811325418A CN109437869B CN 109437869 B CN109437869 B CN 109437869B CN 201811325418 A CN201811325418 A CN 201811325418A CN 109437869 B CN109437869 B CN 109437869B
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Abstract

本发明涉及一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用，所述渗透陶瓷粉料的原料包括：按质量计，粘土12～18%、钾钠砂40～60%、高温砂10～30%、叶腊石6～20%、增韧剂1.5～3.5%、助红剂2.0～4.0%、以及助黄剂0.3～0.6%。

Description

一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于陶瓷建材领域，具体涉及一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用。
背景技术
目前陶瓷渗透粉料，由于为了助发色，添加了较多的特殊化工料，一方面导致其浆料性能，粉料的强度、流动性、成型性能极差；其次该特殊化工料会极大地减小由该陶瓷渗透粉料制得的砖的尺码，增大收缩，影响砖形，特别是对生产大规格产品而言，在成型过程中对排气和布料均匀性以及烧成后的砖形造成较大的影响。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种渗透陶瓷粉料及其制备方法和应用，该渗透陶瓷粉料发色好，粉料湿强度较高，粉料干强度较低，具有较好的流动性和成型性能，能够减少收缩，改变面料和底料直接收缩的差异性，改善砖形。
第一方面，本发明提供一种渗透陶瓷粉料，所述渗透陶瓷粉料的原料包括：按质量计，粘土12～18％、钾钠砂40～60％、高温砂10～30％、叶腊石6～20％、增韧剂1.5～3.5％、助红剂2.0～4.0％、以及助黄剂0.3～0.6％。
与采用现有配方相比，本发明的渗透陶瓷粉料发色好，粉料湿强度较高(例如为0.55MPa以上)，粉料干强度较低(例如为0.80-0.95MPa)，具有较好的流动性和成型性能(没有分层)，能够减少收缩，改变面料和底料直接收缩的差异性，改善砖形(砖形控制在标准范围内)。本发明的渗透陶瓷粉料特别利于超大规格陶瓷板的二次布料以及利于各种颜色的产品开发。
较佳地，所述渗透陶瓷粉料的化学组成包括：按质量计，IL(烧失)：2.5～4.5％；SiO2：67～71％；Al2O3：17.5～19.5％；Fe2O3：0.1～0.5％；TiO2：0.05～0.5％；CaO：0.1～0.8％；MgO：0.3～0.8％；K2O：3.5～5.5％；Na2O：2.5～4.0％。
较佳地，所述增韧剂选自膨润土、蒙脱石中的至少一种。
较佳地，所述助红剂为活性二氧化硅，所述助黄剂为超细二氧化钛。
第二方面，本发明提供上述渗透陶瓷粉料的制备方法，包括：将原料制成浆料后喷雾造粒，得到渗透陶瓷粉料。
较佳地，所述浆料的水分为33～37wt％，流速为30～50秒，比重为1.62～1.67g/mL。
较佳地，所述渗透陶瓷粉料的水分为6～8.5％。
较佳地，所述渗透陶瓷粉料的颗粒级配为：30目上3～10％；30～60目75％以上；60～80目12％以内；80目下10％以内。
较佳地，所述渗透陶瓷粉料的流速小于60秒。
第三方面，本发明提供一种使用上述任一渗透陶瓷粉料制得的陶瓷砖。
该陶瓷砖的抗折强度可为41.66MPa以上，收缩率可为9.0-10.0％。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。以下各百分含量如无特别说明均指质量百分含量。
在此公开一种渗透陶瓷粉料。“渗透陶瓷粉料”是指用于制备陶瓷砖坯的面料，该粉料对渗透墨水有助于发色。
本公开的渗透陶瓷粉料通过调整原料配方，引入结合性好的增韧剂和叶腊石，可以提高粉料湿强度，减小收缩。具体而言，一般渗透面料的特性是收缩比普通大很多，且要要求颗粒比较细，如果控制不好，生产中会产生各种各样的缺陷。通过引入叶腊石和增韧剂有助于改善其物化性能。另外，本公开的渗透陶瓷粉料的原料优选为具有较高的白度。例如白度在68°以上。
本发明一实施方式的渗透陶瓷粉料的原料包括：按质量计，粘土12～18％、钾钠砂40～60％、高温砂10～30％、叶腊石6～20％、增韧剂1.5～3.5％、助红剂2.0～4.0％、以及助黄剂0.3～0.6％。该渗透陶瓷粉料具有较好的白度和湿强度，且收缩小。
粘土优选白度较高的粘土例如水洗粘土等。水洗可以提高白度。粘土可以起到提高渗透陶瓷粉料干燥强度和湿强度的作用。如果粘土含量太少，则粉料性能差，如果粘土含量太多，则粉料发色差。更优选实施方式中，粘土的含量为14～16％。
粘土可以选自水洗球土、龙岩球土等中的至少一种。
钾钠砂是指钾钠含量比高的砂，例如钾钠含量比可为12％以上。钾钠砂优选为水洗钾钠砂，这样具有更好的白度。钾钠砂可以起到降低配方烧结温度，有助于发色的作用。如果钾钠砂含量太少，则烧结温度比较高，不利于模数发色，如果钾钠砂含量太多，则烧结温度太低，白度不够，容易把底坯布料纹路漏出来。更优选实施方式中，钾钠砂的含量为40～50％。
钾钠砂可以选自钠长石粉、钾长石粉等中的至少一种。
高温砂是指烧结温度比较高的砂。高温砂中钾钠含量比较少。高温砂可以起到提供粉料白度，其次有利于莫来石晶相的形成的作用。如果高温砂含量太少，则烧结温度太低，白度不够，如果高温砂含量太多，则烧结温度太高，不利于烧成。更优选实施方式中，高温砂的含量为10～15％。
高温砂可以选自超白高温砂、高白钾砂、超白高铝砂等中的至少一种。
叶腊石可以起到提高白度，减小尺码收缩作用。如果叶腊石含量太少，则白度不够，尺码偏小，如果叶腊石含量太多，则烧结温度高，配方钾钠含量低，不利于发色。更优选实施方式中，叶腊石的含量为10-15％。
增韧剂可以增加粉料强度。如果增韧剂含量太少，则粉料湿强度不够，如果增韧剂含量太多，则粉料强度太大，容易起孔。
增韧剂可选自增韧比较好的高白膨润土、蒙脱石等中的至少一种。
助红剂可以助红色发色。助红剂例如可为活性二氧化硅，其添加少量即可起到助红作用。
助黄剂可以助黄色发色。如果助黄剂含量太少，则不利于红色和黄色发色，如果助黄剂含量太多，则砖坯变黄，不利于烧成。助黄剂例如可为超细二氧化钛(例如粒径为0.1mm)，其添加少量即可起到助黄作用。
一实施方式中，渗透陶瓷粉料的化学成分包括IL(烧失)：2.5～4.5％；SiO2：67～71％；Al2O3：17.5～19.5％；Fe2O3：0.1～0.5％；TiO2：0.05～0.5％；CaO：0.1～0.8％；MgO：0.3～0.8％；K2O：3.5～5.5％；Na2O：2.5～4.0％。
一实施方式中，渗透陶瓷粉料的水分为6％～8.5％，这样可以有效的保证粉料性能，水分太低虽然流动性好，但是面裂和分层，颗粒容易被破碎；水分太高，流动性不好，也容易分层和结团。
一实施方式中，渗透陶瓷粉料的颗粒级配为：30目上3～10％；30～60目75％以上；60～80目12％以内；80目下10％以内。该颗粒级配小，使得粉料流动性好。该颗粒级配保证了粉料强度，布料均匀性，不容易结团，也能确保分层没问题。
一实施方式中，渗透陶瓷粉料的流速小于60秒。这里的流速是指将8mm口径流速杯装满待测物，打开流速杯下面小孔，将待测物从开始到流尽后的时间记为待测物的流速。
本公开的渗透陶瓷粉料白度较好，颗粒级配小，流动性好，具有较高的湿强度，例如比现有渗透面料强度高一倍，输送过程中不易被破碎，特别利于超大规格陶瓷板的二次布料。而且，本公开的渗透陶瓷粉料收缩较小，相对一般的渗透面料，收缩要小1％左右，更利于控制好砖形。此外，本公开的渗透陶瓷粉料发色好，利于各种颜色的产品开发。
本发明一实施方式中，将渗透陶瓷粉料的各原料制成浆料后喷雾造粒，得到渗透陶瓷粉料。
一示例中，将各原料湿法球磨，得到浆料。浆料的水分可为34～37wt％，流速可为35～50秒，比重可为1.64～1.67g/mL。
将浆料用喷雾塔喷粉。喷粉后还可以进行过筛陈腐。
喷粉后粉料水分可为6～8.5％。粉料的颗粒级配可为：30目上3～10％；30～60目75％以上；60～80目12％以内；80目下10％以内。粉料流动性可小于60秒(8mm口径流速杯)。
本发明的渗透陶瓷粉料可用于制备陶瓷砖。以下，示例性说明该陶瓷砖的制备方法。
首先进行布料。具体而言，可以布底料和布渗透陶瓷粉料。其中底料可以采用本领域常用的底料。
然后干压成型，得到砖坯。成型压力可为25～30MPa。
在砖坯上打印图案。打印方式例如可为喷墨打印等。墨水可渗透进砖坯中。
然后可进行烧成，得到陶瓷砖。由于采用了本发明的渗透陶瓷粉料，因此，在烧成过程中底面料收缩差异小，更利于控制好砖形，而且发色好。例如，陶瓷砖的收缩率(即砖坯烧后的尺寸相对于模具尺寸减小的比率)可为9.0～10.0％，例如为9.5％～9.88％。
本发明具有如下有益效果：
1、粒子颗粒级配小，流动性好，湿强度比正常渗透面料强度高一倍，输送过程中不易被破碎，特别利于超大规格陶瓷板的二次布料；
2、砖形好：相对一般的渗透面料，收缩要小1％；在烧成过程中底面料收缩差异小，更利于控制好砖形；
3、发色好：该渗透面料发色好，利于各种颜色的产品开发，例如能开发一些颜色很红黑的版面。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
1、配方：水洗球土(购自茂名市茂南区光大公司)18％；钠长石粉(购自陶者陶瓷原料公司)15％；钾长石粉(购自全盈陶瓷原料公司)39％；超白高温砂(购自佛山市聚聚意达陶瓷原料有限公司)13％；叶腊石(购自佛山市精品荟贸易有限公司公司)：10％；增韧剂(具体为蒙脱石和膨润土混合，购自普尔公司)：2.15％；助红剂(活性二氧化硅，购自拜富公司)：2.5％；助黄剂(超细二氧化钛，购自昂泰色料有限公司)0.35％。
2、将各原料湿法球磨，得到浆料。浆料水分37％；流速35秒；比重1.64。
3、将浆料用喷雾塔喷粉，喷粉后粉料水分7.5％，颗粒级配30目上8％；30-60目76％；60-80目8％；80目下8％。粉料流动性55秒(8mm口径流速杯)。粉料的化学成分为：3.20％；SiO2：68.95％；Al2O3：18.61％；Fe2O3：0.28％；TiO2：0.08％；CaO：0.50％；MgO：0.17％；K2O：4.88％；Na2O：3.20％。通过如下方法测试粉料的湿强度：取150克粉料，用小压机(模具8cm*12cm，压力15MPa)保压15秒后，脱模。用抗折强度仪器测其强度。通过如下方法测试粉料的干强度：取150克粉料，用小压机(模具8cm*12cm，压力15MPa)保压15秒后，脱模，用烘箱130℃烘2小时后用抗折仪测其强度。经测试，粉料的湿强度为0.55MPa，高于普通渗透粉料的湿强度(0.30MPa)；干强度为0.9MPa，低于普通渗透粉料的干强度(1.0MPa)。
4、用所得的粉料制备陶瓷砖，具体步骤如下：该粉料作为面料，与底料进行薄法布料，即在布料过程中，该粉料布在底料上面，厚度大约占总厚度的10-15％；经压机压制成型，经干燥、打磨、喷墨、烧成、抛光制得陶瓷砖。
通过陶瓷抗折仪测试陶瓷砖的抗折强度。经测试，陶瓷砖的抗折强度为42.53MPa，收缩率为9.53％，低于普通渗透粉料的收缩率(10.5％)。
实施例2
1、配方：水洗球土(购自茂名市茂南区光大公司)16％；钠长石粉(购自陶者陶瓷原料公司)13％；钾长石粉(购自全盈陶瓷原料公司)42％；超白高温砂(购自佛山市聚聚意达陶瓷原料有限公司)10％；叶腊石(购自佛山市精品荟贸易有限公司公司)：13％；增韧剂(具体为蒙脱石和膨润土混合，购自普尔公司)：2％；助红剂(活性二氧化硅，购自拜富公司)：3.5％；助黄剂(超细二氧化钛，购自昂泰色料有限公司)0.5％。
2、将各原料湿法球磨，得到浆料。浆料水分35.5％；流速40秒；比重1.68。
3、将浆料用喷雾塔喷粉，喷粉后粉料水分7.0％，颗粒级配30目上5.0％；30-60目78％；60-80目8.5％；80目下8.5％。粉料流动性50秒(8mm口径流速杯)。粉料的化学成分为：3.40％；SiO2：70.19％；Al2O3：17.60％；Fe2O3：0.30％；TiO2：0.10％；CaO：0.40％；MgO：0.16％；K2O：4.80％；Na2O：3.10％。经测试，粉料的湿强度为0.60MPa，干强度为0.95MPa。
4、用所得的粉料制备陶瓷砖，具体步骤同实施例1。
经测试，陶瓷砖的抗折强度为44.36MPa，收缩率为9.88％。
实施例3
1、配方：水洗球土(购自茂名市茂南区光大公司)18％；钠长石粉(购自陶者陶瓷原料公司)13％；钾长石粉(购自全盈陶瓷原料公司)40％；超白高温砂(购自佛山市聚聚意达陶瓷原料有限公司)11.5％；叶腊石(购自佛山市精品荟贸易有限公司公司)：10％；增韧剂(具体为蒙脱石和膨润土混合，购自普尔公司)：1.5％；助红剂(活性二氧化硅，购自拜富公司)：3.0％；助黄剂(超细二氧化钛，购自昂泰色料有限公司)0.4％。
2、将各原料湿法球磨，得到浆料。浆料水分34％；流速50秒；比重1.65。
3、将浆料用喷雾塔喷粉，喷粉后粉料水分6.5％，颗粒级配30目上10％；30-60目77％；60-80目6％；80目下5.5％。粉料流动性57秒(8mm口径流速杯)。粉料的化学成分为：3.80％；SiO2：69.55％；Al2O3：18.2％；Fe2O3：0.0.26％；TiO2：0.11％；CaO：0.35％；MgO：0.12％；K2O：4.70％；Na2O：3.15％。经测试，粉料的湿强度为0.62MPa，干强度为0.92MPa。
4、用所得的粉料制备陶瓷砖，具体步骤同实施例1。
经测试，陶瓷砖的抗折强度为41.66MPa，收缩率为9.77％。

Claims (9)

1.一种渗透陶瓷粉料，其特征在于，所述渗透陶瓷粉料是助于渗透墨水发色的、用于制备陶瓷砖坯的面料；所述渗透陶瓷粉料的原料包括：按质量计，粘土12～18%、钾钠砂40～60%、高温砂10～15%、叶腊石6～20%、增韧剂1.5～3.5%、助红剂2.0～4.0%以及助黄剂0.3～0.6%；所述渗透陶瓷粉料的化学组成包括：按质量计，烧失：2.5～4.5%；SiO2：67～71%；Al2O3：17.5～19.5%；Fe2O3：0.1～0.5%；TiO2：0.05 ～0.5%；CaO：0.1～0.8%；MgO：0.3～0.8%；K2O：3.5～5.5%；Na2O：2.5～4.0%；
该渗透陶瓷粉料作为面料，与底料进行薄法布料，在布料过程中，该粉料布在底料上面，厚度占总厚度的 10-15%，经压机压制成型获得砖坯；所述渗透陶瓷粉料制备的陶瓷砖坯烧成后的尺寸相对于模具尺寸减少的比率为9.0～10.0%。
2.根据权利要求1所述的渗透陶瓷粉料，其特征在于，所述增韧剂选自膨润土、蒙脱石中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的渗透陶瓷粉料，其特征在于，所述助红剂为活性二氧化硅，所述助黄剂为超细二氧化钛。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的渗透陶瓷粉料的制备方法，其特征在于，包括：将原料制成浆料后喷雾造粒，得到渗透陶瓷粉料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浆料的水分为33～37wt%，流速为30～50秒，比重为1.62～1.67g/mL。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述渗透陶瓷粉料的水分为6～8.5%。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述渗透陶瓷粉料的颗粒级配为：30目上3～10%；30～60目75%以上；60～80目12%以内；80目下10%以内。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述渗透陶瓷粉料的流速小于60秒。
9.一种使用权利要求1至3中任一项所述的渗透陶瓷粉料制得的陶瓷砖。
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