一种超白岩板及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种超白岩板及其制备方法，属于陶瓷砖生产制造技术领域。


背景技术：

2.随着岩板在市场的推广应用，消费者对岩板的品质要求越来越高，特别是除了要满足岩板的基本性能以外，还对岩板的白度和质感等提出更高要求。当前岩板的白度偏低，一般在60度左右。为了提高岩板白度，多数陶瓷厂家使用硅酸锆增白剂，可是硅酸锆的价格昂贵，且硅酸锆具有放射性，会影响消费者的身体健康。也有部分厂家使用高白面釉对坯体进行覆盖或采用二次布料的方式将含有大量硅酸锆的坯料作为面料，但是这会造成底面不协调，降低陶瓷产品档次。中国专利cn109133624a和中国专利cn109020525a使用高白面釉提高坯体白度，这无法达到表里如一的高品质要求。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提供一种超白岩板及其制备方法，所述岩板在不使用面釉的情况下，通过在坯体中原位生成高折射率的钙长石进行增白。
4.第一方面，本发明提供一种超白岩板。所述超白岩板的坯体矿物组成包括：以质量百分比计，粘土35-45％、钙质原料10-20％、中温砂37-55％、氧化铝2-6％；所述坯体在高温烧成中原位生成高折射率的钙长石；所述超白岩板的坯体白度为80度以上。
5.较佳地，所述坯体的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 60-65％、al2o
3 19-24％、cao 2-6％、mgo 0.3-1％、k2o 2-2.5％、na2o 2-2.5％。
6.较佳地，所述坯体的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 60-65％、al2o
3 19-24％、fe2o
3 0.05-0.1％、tio
2 0.15-0.25％、cao 2-6％、mgo 0.3-1％、k2o 2-2.5％、na2o 2-2.5％、烧失4-5％。
7.较佳地，所述坯体的烧后物相组成包括：以质量百分比计，玻璃相45-55％、钙长石10-15％、刚玉10-15％、莫来石15-20％、石英10-20％。
8.较佳地，所述氧化铝为片状氧化铝；优选地，所述片状氧化铝的厚度为60-150nm，径向尺寸为300-700nm。
9.较佳地，所述钙质原料为硅灰石和/或高钙熔块。
10.较佳地，所述高钙熔块的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 50-55％、al2o
3 22-26％、cao 15-20％、mgo 1-3％、k2o 1-5％、na2o 1-3％。
11.第二方面，本发明提供上述任一项所述的超白岩板的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：使用坯体粉料制备超白岩板的坯体；在超白岩板的坯体表面喷墨打印设计图案；在喷墨打印设计图案后的坯体表面施保护釉；将施保护釉后的坯体烧成，抛光，得到所述超白岩板。
12.较佳地，所述制备方法不包括喷墨打印设计图案前在坯体表面施面釉的步骤。
13.较佳地，所述坯体粉料的颗粒级配包括：以质量百分比计，30目以上15-20％，30-60目≥68％；60-80目≤8％，80目以下≤6％。
14.较佳地，最高烧成温度为1160-1180℃，烧成周期为100-150min。
具体实施方式
15.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。在没有特殊说明的情况下，各百分含量指质量百分含量。以下示例性说明所述超白岩板及其制备方法。
16.准备坯体矿物组成。所述超白岩板的坯体矿物组成包括：以质量百分比计，粘土35-45％、钙质原料10-20％、中温砂37-55％、氧化铝2-6％，所述坯体在高温烧成中原位生成高折射率的钙长石。若钙质原料的添加量小于10％，则钙质原料无法与其他原料原位反应析出足够含量的钙长石来对坯体增白。钙质原料的添加量大于20％，则会导致助熔熔剂含量过多而引起坯体过烧，导致坯体力学性能变差。同样地，若氧化铝的含量低于2％，会导致坯体的力学性能变差；但是若氧化铝的含量高于6％，氧化铝属于高温材料，添加后将会提高坯体温度，引起坯体吸水率增加。
17.本发明在坯体中引入氧化铝的目的是提高坯体强度，同时依靠氧化铝的高白度和高折射率对坯体进一步增白。由此本发明的技术方案中对氧化铝的形状和尺寸具有特殊要求。所述氧化铝优选为片状氧化铝。本发明之所以使用片状氧化铝而非使用其他形状的例如圆形或者近圆形的氧化铝颗粒，理由是：片状氧化铝是异向生长，裂纹在扩展过程中，碰到异向生长的晶粒，会发生裂纹偏转，因而延长了裂纹在材料中的扩展路程，消耗了更多的能量，提高坯体强度；而且异向生长的晶粒会在裂纹尖端后部形成桥联区，可使宏观裂纹在穿过晶粒时受阻，提高强度。进一步地，所述片状氧化铝的厚度为60-150nm，径向尺寸为300-700nm。氧化铝的折射率较高，对光具有散射作用，将纳米尺寸的片状氧化铝使用在坯体中能够提高坯体白度。另外，粒径较小的氧化铝可以更加高效地填充在坯体的空隙中并提高坯体强度。一些实施方式中，所述氧化铝的径向尺寸为500nm。
18.所述钙质原料包括但不限于硅灰石和/或高钙熔块。现有技术中通常在坯体中使用硅灰石来降低坯体的烧成温度。本发明之所以使用硅灰石，目的是：以硅灰石作为高钙原料，从而使得硅灰石在高温烧成环境下与坯体的其他矿物组成原位反应生成高折射率的钙长石。研究发现，在实验中也可以使用特定组成的高钙熔块。例如，所述高钙熔块的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 50-55％、al2o
3 22-26％、cao 15-20％、mgo 1-3％、k2o 1-5％、na2o 1-3％。作为示例，所述含钙熔块的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 50-55％、al2o
3 22-26％、fe2o
3 0.1-0.2％、tio
2 0.01-0.03％、cao 15-20％、mgo 1-3％、k2o 1-5％、na2o 1-3％、烧失0.01-0.05％。
19.所述坯体的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 60-65％、al2o
3 19-24％、cao 2-6％、mgo 0.3-1％、k2o 2-2.5％、na2o 2-2.5％。只有保证坯体中具有足够的氧化钙，才能使得上述钙成分原位形成钙长石，而非以玻璃相的形式存在。作为示例，所述坯体的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 60-65％、al2o
3 19-24％、fe2o
3 0.05-0.1％、tio
2 0.15-0.25％、cao 2-6％、mgo 0.3-1％、k2o 2-2.5％、na2o 2-2.5％、烧失4-5％。所述组成的铁钛
1.5％、烧失：4-5％。此时能够进一步提高坯体的强度，例如烧后坯体断裂模数为60-65mpa。钙质原料如前所述。
33.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。
34.实施例1
35.超白岩板的制备方法包括以下步骤：
36.步骤1：根据岩板的坯体矿物组成称量各原料。所述超白岩板的坯体矿物组成包括：以质量百分比计，粘土35-45％、高钙熔块10-20％、中温砂37-55％、片状氧化铝2-6％。所述高钙熔块的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 50-55％、al2o
3 22-26％、cao 15-20％、mgo 1-3％、k2o 1-5％、na2o 1-3％。片状氧化铝的厚度为60-150nm，径向尺寸为300-700nm。
37.步骤2.将称料后的原料加水球磨、喷粉造粒、得到坯体粉料。将坯体粉料压机压制获得岩板坯体。所述岩板的坯体化学组成包括：以质量百分比计，sio2：60-65％、al2o3：19-24％、fe2o3：0.05-0.1％、tio2：0.15-0.25％、cao：2-6％、mgo：0.3-1％、k2o：2-2.5％、na2o：2-2.5％、烧失：4-5％。
38.步骤3.在坯体表面喷墨打印设计图案。
39.步骤4.在喷墨打印设计图案后的坯体表面喷保护釉。所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，以质量百分比计，sio2：45-50％、al2o3：18-22％、fe2o3：0.08-0.15％、tio2：0.1-0.2％、cao：0.1-0.3％、mgo：4-6％、bao：10-13％、zno：2-4％、k2o：4-5％、na2o：1-2％、烧失：4-6％。保护釉的比重为1.3-1.6g/cm3，施釉量为400-500g/m2。
40.步骤5.将喷保护釉后的坯体烧成。最高烧成温度为1160-1180℃，烧成时间为100-150min。
41.步骤6.将烧成后的岩板抛光、打包。
42.根据行业标准gbt23266-2009对岩板的吸水率进行测试。根据行业标准gbt23266-2009对岩板的断裂模数进行测试。
43.实施例1的岩板的吸水率为0.02-0.05％、断裂模数为55-60mpa、烧后收缩率为9-11％，白度为80-82度，切割时不会产生破裂。
44.对比例1
45.与实施例1基本相同，区别仅在于：使用高铝的生铝矾土替代氧化铝。
46.烧后的坯体强度降低，断裂模数降低至35-40mpa，这可能是由于生铝矾土有机物较多，煅烧过程中导致坯体的体密度降低，以及生铝矾土的活性较低。
47.对比例2
48.与实施例1基本相同，区别仅在于：使用颗粒状的氧化铝替换片状氧化铝。
49.烧后的坯体强度降低，断裂模数降低至45-50mpa，这是由于片状氧化铝具有一定的方向性，坯体断裂过程中具有更好的增强作用。
50.对比例3
51.与实施例1基本相同，区别仅在于：片状氧化铝的径向尺寸为3-5μm。
52.片状氧化铝的径向尺寸过大，坯体增强效果差，烧后坯体断裂模数为45-50mpa。这是因为：氧化铝粒径相对较大，比表面积低，粉体活性较低，配方的温度较高，导致吸水率增加，坯体致密性降低，最终断裂模数降低。
53.实施例2
54.超白岩板的制备方法包括以下步骤：
55.步骤1：根据岩板的坯体矿物组成称量各原料。所述超白岩板的坯体矿物组成包括：以质量百分比计，粘土35-45％、高钙熔块10-20％、中温砂37-55％、片状氧化铝2-6％。所述高钙熔块的化学组成包括：以质量百分比计，sio
2 50-55％、al2o
3 22-26％、cao 15-20％、mgo 1-3％、k2o 1-5％、na2o 1-3％。片状氧化铝的厚度为60-150nm，径向尺寸为300-700nm。
56.步骤2.将称料后的原料加水球磨、喷粉造粒、得到坯体粉料。所述坯体粉料作为底料。采用二次布料的方式，在底料的表面布一层膨胀系数小的面料，在收缩过程中对表面产生压应力提高坯体的强度。面料的矿物组成包括：以质量百分比计，粘土：35-45％、高钙熔块：10-20％、中温砂：7-34％、烧滑石1-3％、煅烧高岭土：20-25％。面料的化学组成包括：以质量百分比计，sio2：60-65％、al2o3：26-29％、fe2o3：0.05-0.1％、tio2：0.15-0.25％、cao：2-6％、mgo：1-1.5％、k2o：1.5-2％、na2o：1-1.5％、烧失：4-5％。压机压制获得岩板坯体。
57.步骤3.在坯体表面喷墨打印设计图案。
58.步骤4.在喷墨打印设计图案后的坯体表面喷保护釉。所述保护釉的化学组成包括：以质量百分比计，以质量百分比计，sio2：45-50％、al2o3：18-22％、fe2o3：0.08-0.15％、tio2：0.1-0.2％、cao：0.1-0.3％、mgo：4-6％、bao：10-13％、zno：2-4％、k2o：4-5％、na2o：1-2％、烧失：4-6％。保护釉的比重为1.3-1.6g/cm3，施釉量为400-500g/m2。
59.步骤5.将喷保护釉后的坯体烧成。最高烧成温度为1160-1180℃，烧成时间为100-150min。
60.步骤6.将烧成后的岩板抛光、打包。
61.面料的膨胀系数为7-7.5
×
10-6
/k，底料膨胀系数为8.5-9
×
10-6
/k。烧后坯体断裂模数为60-65mpa。