一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法与流程

本发明涉及陶瓷抛釉砖技术领域，尤其涉及一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法。

背景技术：

陶瓷砖以其优越的性能和装饰效果，受到越来越多的消费者的青睐，并在人们的日常生活中得到广泛的应用。陶瓷砖作为室内装修最重要的组成部分，其性能的差异直接影响着应用范围。轻质陶瓷砖具有多孔的海绵体结构，密度小、隔音、隔热等特点，是新一代节能环保型的建筑陶瓷砖，在满足装饰需求的同时又不会增加楼面负重，因此得到了广泛使用。

但轻质陶瓷砖在烧制过程中产生大量气体而使所述釉层很容易产生釉面针孔和釉泡等缺陷，严重影响了轻质陶瓷砖的外观和防污性能。现有采取二次烧成的方法，先通过坯体的素烧排出大部分气体，再上釉进行二次烧制，虽可降低釉面针孔和釉泡等缺陷的发生率，但虽在现有的轻质陶瓷砖生产工艺上增加额外的生产环节，加大了生产难度；而且，由于两次烧制温度不同，在升温过程中坯体会产生大量气体，出现釉面针孔和釉泡等缺陷的可能性较高。

技术实现要素：

本发明旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法。本发明目的基于以下技术方案实现：

本发明提供了一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法，包括以下步骤：

s1、按以下重量配比称取原料：粘土20～40份，高岭土20～40份，左云土10～30份，砂10～30份，抛釉砖废渣10～30份，铝矾土10～30份，铝粉5～25份，二氧化钛5～25份，三氧化二硼5～25份，高温发泡剂2～10份；混合球磨，制备坯体浆料；所述高温发泡剂包括碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、氟盐、碱石灰、石墨、碳粉、聚苯乙烯中的一种或多种；

s2、将所述坯体浆料喷雾造粒、干压成型而获得坯体，或将所述坯体浆料压滤练泥、挤压成型而获得坯体；将所得坯体干燥，得到砖坯；

s3、在砖坯表面施底釉，所述底釉包括发泡材料；

s4、在砖坯表面施面釉；

s5、将施面釉后的砖坯干燥，烧成，抛光，即得。

本发明通过在砖坯设有铝粉、二氧化钛、三氧化二硼和高温发泡剂，自蔓延高温合成多孔陶瓷；同时原料中的抛釉砖废渣中含有碳化硅等为发泡物质，与高温发泡剂共同作用，经高温烧成产生气体，在砖坯内部形成发泡结构；在底釉设有发泡材料，与砖坯的发泡结构发生协同作用，形成交错分布的发泡结构网络。并且，本发明实现了废弃物的资源化综合利用，具有重大的社会经济效益和环保效益。所得抛釉砖的砖坯密度小、质量轻，强度高；釉面致密无缺陷，强度高，防污效果好。

优选地，步骤s1中所述原料和/或步骤s4中所述面釉中还包括添加剂0.5～5份，所述添加剂包括羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、三聚磷酸钠、草酸钠、磷酸钠、柠檬酸盐中的一种或多种。少量的添加剂在这里起到的作用如下：在球磨过程中起反絮凝作用，改善泥浆的悬浮性和流动性，得到更加均匀的坯体浆料。磷酸钠和三聚磷酸钠在高温下并不会参与任何反应，而且由于其熔点高，所以弥散在整个坯体内，在高温条件下，能够与烧结时形成的晶体紧密结合，大幅度提高抛釉砖的整体性和强度。

优选地，步骤s1中所述高温发泡剂的颗粒级配包括：0～50目10～30％，50～80目30～60％，80～150目20～40％。

优选地，步骤s2中所述干燥温度为60～150℃，干燥时间为1～5h。

优选地，步骤s3中所述底釉包括粘土12～25份，镁铝尖晶石12～25份，铝矾土5～10份，碳酸钡3～8份，发泡材料3～8份，氧化锌3～5份，硼酸3～5份，钛酸钡1～3份。底釉中引入高熔点的钛酸钡，进一步提升硬度。

优选地，步骤s3中所述发泡材料包括碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、氟盐中的一种或多种。

优选地，步骤s3中所述底釉的施釉量为100～200g/m²，熔融温度为1050～1120℃，烧成温度下的粘度为350～450pa·s。底釉的粘度较大，而且坯体和底釉的发泡膨胀是均匀的，气体无法冲破底釉层，并且底釉层上还施有面釉，抛釉砖表面不会产生缺陷。因此无需对所述坯体进行素烧来进行早期排气，实现一次烧成。

优选地，步骤s4中所述面釉包括镁铝尖晶石20～30份、碳酸钡15～25份、石英砂10～20份、高岭土8～15份、烧滑石5～10份、氧化锌3～5份、硼酸3～5份，二氧化钛3～5份，纳米二氧化硅3～5份，膨润土3～5份。

本发明的面釉，降低了二氧化硅的含量，以镁铝尖晶石的形式引入铝，促进釉面整体析晶，使釉层均匀分布大量高硬度的镁铝尖晶石晶体，从而达到提升釉面硬度及耐磨的效果。增加了配方中的碳酸钡含量，可以使得该全抛釉在烧成过程中形成更多的钡冰长石晶体，钡冰长石的摩氏硬度为6-6.5，使得釉面含有硬度高的晶体，其釉面也相应会表现出较高的摩氏硬度和耐磨性能。同时采用碱土金属钙、镁来代替配方中的部分钾、钠含量，可以有效提高釉面的硬度及耐磨性。高岭土、膨润土作为悬浮剂，能在水中溶胀分散成胶体级粘粒，可以改善泥浆的悬浮性，提高泥浆的粘接性，使原料中多种无机物紧密粘合在一起，增加了釉面的致密性和紧固性，从而提高抛釉砖的表面强度和防污性能。硼酸、氧化锌作为助熔剂促进原料熔融，降低抛釉砖的热损耗。悬浮剂和助溶剂使得发泡材料在釉料内分布的更加均匀、不易沉淀，所得抛釉砖的海绵体结构空隙分布均匀、不易出现大面积的孔洞，因此其结构强度更高。本发明所得抛釉砖的釉面更加致密、光滑，防污和自洁性能优良。二氧化钛吸收和散射紫外线能力强，是优良的紫外线屏蔽剂，可起到防老化的作用。光催化活性高，用于瓷砖可起到防污和抗菌的作用，使其表面具有极好的自洁效果。纳米二氧化硅具有很好的分散性和流变性，与纳米tio2共同作用提升了产品的自洁性能。

优选地，步骤s4中所述面釉的施釉量为200～400g/m²，熔融温度为1100～1300℃。面釉的施釉量的施釉量大于底釉，可有效封存气体，阻止釉面上鼓，使釉面更加平滑，釉面针孔更少，防止釉面开裂的发生，不会产生釉面缺陷。

优选地，步骤s5中：所述干燥温度为170～220℃；所述烧成温度为1100～1250℃，烧成周期为40～80min。

本发明可至少取得如下有益效果其中之一：

1、本发明在坯体配方和底釉配方中加入了高温发泡材料，所得抛釉砖具有多孔的海绵体结构，空隙多，具有质量轻强度高的优点；隔音、隔热性能优良；耐磨度达到5度，具有超高耐磨性。

2、本发明的制备方法为直接在砖坯表面上底釉和面釉，一次烧制完成，无需对所述坯体进行素烧；简化了生产工艺，降低制备难度。

附图说明

图1为本发明优选实施例的一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、按以下重量配比称取原料：粘土40份，高岭土20份，左云土30份，砂10份，抛釉砖废渣10份，铝矾土10份，铝粉5份，二氧化钛5份，三氧化二硼5份，高温发泡剂2份；按原料：球：水＝1：1.5：1，混合球磨2h制备坯体浆料；且高温发泡剂的颗粒级配包括：0～50目10％，50～80目60％，80～150目30％。

s2、将所述坯体浆料喷雾造粒、干压成型而获得坯体，将所得坯体60℃干燥5h，得到砖坯；

s3、在砖坯表面施底釉，底釉的施釉量为100g/m²，熔融温度为1050～1080℃，烧成温度下的粘度为350pa·s。所述底釉包括粘土25份，镁铝尖晶石12份，铝矾土10份，碳酸钡3份，碳酸钠3份，氧化锌3份，硼酸3份，钛酸钡1份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24h制备得到底釉。

s4、在砖坯表面施面釉，面釉的施釉量为200g/m²，熔融温度为1100～1160℃。所述面釉包括镁铝尖晶石30份、碳酸钡15份、石英砂20份、高岭土8份、烧滑石5份、氧化锌3份、硼酸3份，二氧化钛3份，纳米二氧化硅3份，膨润土3份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24制备得到面釉。

s5、将施面釉后的砖坯置于170℃干燥，最高烧成温度为1120℃，烧成周期为80min，抛光，即得。

实施例2

一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、按以下重量配比称取原料：粘土20份，高岭土40份，左云土10份，砂30份，抛釉砖废渣30份，铝矾土30份，铝粉25份，二氧化钛25份，三氧化二硼25份，碳酸氢钠5份，硫酸钠5份，羧甲基纤维素0.5份，磷酸钠0.5份。按原料：球：水＝1：1.5：1，混合球磨2h制备坯体浆料；且高温发泡剂的颗粒级配包括：0～50目30％，50～80目30％，80～150目40％。

s2、将所述坯体浆料压滤练泥、挤压成型而获得坯体；将所得坯体150℃干燥1h，得到砖坯；

s3、在砖坯表面施底釉，底釉的施釉量为200g/m²，熔融温度为1100～1120℃，烧成温度下的粘度为450pa·s。所述底釉包括粘土12份，镁铝尖晶石25份，铝矾土5份，碳酸钡8份，碳酸氢钠4份，硫酸钠4份，氧化锌5份，硼酸5份，钛酸钡1～3份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24h制备得到底釉。

s4、在砖坯表面施面釉，面釉的施釉量为400g/m²，熔融温度为1250～1300℃。所述面釉包括镁铝尖晶石20份、碳酸钡25份、石英砂10份、高岭土15份、烧滑石10份、氧化锌5份、硼酸5份，二氧化钛5份，纳米二氧化硅5份，膨润土5份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24制备得到面釉。

s5、将施面釉后的砖坯置于220℃干燥，最高烧成温度为1250℃，烧成周期为40min，抛光，即得。

实施例3

一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、按以下重量配比称取原料：粘土30份，高岭土30份，左云土20份，砂20份，抛釉砖废渣20份，铝矾土20份，铝粉10份，二氧化钛10份，三氧化二硼10份，硫酸氢钠3份，硝酸钠3份；按原料：球：水＝1：1.5：1，混合球磨2h制备坯体浆料；且高温发泡剂的颗粒级配包括：0～50目20％，50～80目50％，80～150目30％。

s2、将所述坯体浆料喷雾造粒、干压成型而获得坯体，或将所述坯体浆料压滤练泥、挤压成型而获得坯体；将所得坯体100℃干燥3h，得到砖坯；

s3、在砖坯表面施底釉，底釉的施釉量为150g/m²，熔融温度为1060～1100℃，烧成温度下的粘度为400pa·s。所述底釉包括粘土18份，镁铝尖晶石18份，铝矾土8份，碳酸钡5份，硫酸氢钠3份，硝酸钠2份，氧化锌4份，硼酸4份，钛酸钡2份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24h制备得到底釉。

s4、在砖坯表面施面釉，面釉的施釉量为300g/m²，熔融温度为1200～1250℃。所述面釉包括镁铝尖晶石25份、碳酸钡20份、石英砂15份、高岭土11份、烧滑石7份、氧化锌4份、硼酸4份，二氧化钛4份，纳米二氧化硅4份，膨润土4份，羧乙基纤维素1份，三聚磷酸钠1份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24制备得到面釉。

s5、将施面釉后的砖坯置于190℃干燥，最高烧成温度为1180℃，烧成周期为65min，抛光，即得。

实施例4

一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、按以下重量配比称取原料：粘土25份，高岭土35份，左云土15份，砂25份，抛釉砖废渣15份，铝矾土15份，铝粉10份，二氧化钛10份，三氧化二硼10份，氟化钠2.5份，石墨2.5份，羧甲基纤维素1份，草酸钠1.5份；按原料：球：水＝1：1.5：1，混合球磨2h制备坯体浆料；且高温发泡剂的颗粒级配包括：0～50目25％，50～80目40％，80～150目35％。

s2、将所述坯体浆料喷雾造粒、干压成型而获得坯体，或将所述坯体浆料压滤练泥、挤压成型而获得坯体；将所得坯体90℃干燥3h，得到砖坯；

s3、在砖坯表面施底釉，底釉的施釉量为120g/m²，熔融温度为1060～1110℃，烧成温度下的粘度为380pa·s。所述底釉包括粘土20份，镁铝尖晶石20份，铝矾土6份，碳酸钡4份，氟化钠2份，石墨2份，氧化锌4.5份，硼酸4.5份，钛酸钡2.5份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24h制备得到底釉。

s4、在砖坯表面施面釉，面釉的施釉量为200～400g/m²，熔融温度为1150～1200℃。所述面釉包括镁铝尖晶石22份、碳酸钡17份、石英砂12份、高岭土10份、烧滑石6份、氧化锌4份、硼酸4.5份，二氧化钛4.5份，纳米二氧化硅4.5份，膨润土4.5份，羧甲基纤维素1份，草酸钠1.5份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24制备得到面釉。

s5、将施面釉后的砖坯置于180℃干燥，最高烧成温度为1150℃，烧成周期为50min，抛光，即得。

实施例5

一种轻质高强纯色抛釉砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、按以下重量配比称取原料：粘土33份，高岭土32份，左云土22份，砂20份，抛釉砖废渣18份，铝矾土18份，铝粉16份，二氧化钛16份，三氧化二硼16份，碱石灰3份，聚苯乙烯3份，磷酸钠2份，柠檬酸钠1份；且高温发泡剂的颗粒级配包括：0～50目10～30％，50～80目30～60％，80～150目20～40％；按原料：球：水＝1：1.5：1，混合球磨2h制备坯体浆料。

s2、将所述坯体浆料喷雾造粒、干压成型而获得坯体，或将所述坯体浆料压滤练泥、挤压成型而获得坯体；将所得坯体110℃干燥2h，得到砖坯；

s3、在砖坯表面施底釉，底釉的施釉量为170g/m²，熔融温度为1080～1105℃，烧成温度下的粘度为420pa·s。所述底釉包括粘土20份，镁铝尖晶石18份，铝矾土7.5份，碳酸钡6份，碱石灰2.5份，聚苯乙烯2份，氧化锌4份，硼酸4.2份，钛酸钡2.2份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24h制备得到底釉。

s4、在砖坯表面施面釉，面釉的施釉量为320g/m²，熔融温度为1180～1230℃。所述面釉包括镁铝尖晶石26份、碳酸钡22份、石英砂15份、高岭土12份、烧滑石7份、氧化锌4份、硼酸4.2份，二氧化钛4.2份，纳米二氧化硅4份，膨润土4份，磷酸钠2份，柠檬酸钠1份；按原料：球：水＝1：1.5：1，球磨24制备得到面釉。

s5、将施面釉后的砖坯置于200℃干燥，最高烧成温度为1200℃，烧成周期为60min，抛光，即得。

对比例1

步骤s1中的高温发泡剂颗粒为80目，其余同实施例5。

对比例2

去除步骤s1中的抛釉砖废渣，其余同实施例5。

对比例3

去除步骤s3中的发泡材料，其余同实施例5。

对比例4

去除步骤s4中的碳酸钡，其余同实施例5。

对比例5

去除步骤s4中的二氧化钛，其余同实施例5。

对比例6

去除步骤s4中的二氧化钛、纳米二氧化硅，其余同实施例5。

对实施例1～5和对比例1～6所得抛釉砖进行抗折强度、体积密度和空气隔音量测试。结果列于表1。

表1

由表1数据可知，本发明所得抛釉砖具有较高的抗折强度、较低的体积密度和良好的隔音性能，具有质量轻、强度高的优点。其中：高温发泡剂的颗粒组成，碳酸钡，以及二氧化钛、纳米二氧化硅对抛釉砖的抗折强度影响较大；高温发泡剂的颗粒组成，抛釉砖废渣，发泡材料对抛釉砖的体积密度影响较大；高温发泡剂的颗粒组成，抛釉砖废渣，发泡材料，碳酸钡对抛釉砖的空气隔音量影响较大。

对实施例1～5和对比例1～6所得抛釉砖进行防污性能测试。结果列于表2。

方法如下：

1、防污：对产品表面进行滴墨处理，观察有无明显痕迹。

2、耐酸碱性能：按gb/t4100-2006国家标准进行耐酸耐碱测试。

表2

由表2数据可知，本发明所得抛釉砖经滴墨处理后无明显痕迹，防污性能好，且具有优良的耐酸碱性。其中：高温发泡剂的颗粒组成，抛釉砖废渣，发泡材料，对抛釉砖的防污性能无明显影响；碳酸钡，二氧化钛，纳米二氧化硅对抛釉砖的防污性能影响较大。碳酸钡可增强釉面的硬度和强度，提高所得抛釉砖的耐磨性，从而提高产品的防污性能；二氧化钛和纳米二氧化硅应用于釉层具有较好的自洁效果，从而提高产品的防污性能。

三、酸碱腐蚀后的防污性能

实施例1～5经过耐酸碱性能测试的抛釉砖，进行滴墨处理，仍然无明显痕迹，酸碱腐蚀后的防污性能未见下降。测试结果表明，本实施例的所述高防污的轻质陶瓷砖的耐酸耐碱性能好，具有较好的抗腐蚀性能。

对比例1～6经过耐酸碱性能测试的抛釉砖，进行滴墨处理，对比例1～3仍然无明显变化，其主要影响的是抛釉砖的体积密度及隔音性能。对比例4～6的痕迹更加明显，酸碱腐蚀后的防污性能进一步减弱。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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，均应包含在本发明的保护范围之内。