微晶玻璃板材的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种建筑材料生产工艺，具体公开了一种微晶玻璃板材的生产方法。本发明专利技术采用一定量的二氧化钛(由钛白粉提供)和五氧化二磷(由磷酸氢钙提供)作为复合晶核剂，通过控制核化与晶化温度参数而得到不同颜色和花纹的微晶玻璃板材。本发明专利技术的优点是：实现基于同一配方采用全电容压延法通过控制晶化温度生产不同颜色和花纹的微晶玻璃板材；同一个配方调整晶化热处理工艺后，可得到灰色、黄色和红色等色系颜色，并能够获得灰色、黄色和红色的斑点花纹产品。所得到的微晶玻璃强度为50～80MPa，符合国家建材标准。

【技术实现步骤摘要】
微晶玻璃板材的生产方法
本专利技术涉及一种建筑材料的生产方法，尤其是一种压延法生产微晶玻璃板材的方法。
技术介绍
微晶玻璃又叫做玻璃陶瓷，兼具了玻璃和陶瓷的优异性能。其性能优于天然石材和陶瓷砖，具有机械强度高、耐化学腐蚀性强，热稳定性好等优点，能够适应恶劣的使用环境，近年来在国际上发展迅速。2012年1月，国家工信部公布的《十二五新材料产业发展规划》，将压延微晶玻璃列入重点发展的无机非金属新材料目录，对今后压延微晶玻璃在基础新材料领域的应用有重要指导意义。长期以来，花岗岩作为室内外建筑装饰石材被人们进行广泛的开采，由于使用需求不同，需要对所开采的花岗岩进行进一步加工。石材开采以及石材加工过程中所产生的大量的花岗岩废渣既对环境是严重的污染，也是一种天然资源的浪费。所以用花岗岩为主原料来生产微晶玻璃板材是一个变废为宝的课题，既能减少环境污染，又能够生产出具有高附加值的微晶玻璃板材。目前生产微晶玻璃板材方法主要有烧结法和压延法两种。传统微晶玻璃生产采用烧结法工艺，烧结法最大的优点是能够制备出不同花色的微晶玻璃以适应于市场需求，但是烧结法工艺在微晶玻璃生产中面临的能耗高问题一直是制约微晶玻璃快速发展和规模化生产的关键瓶颈。并且烧结法工艺生产微晶玻璃还要使用价格昂贵的有色金属氧化锌原材料，使很多微晶玻璃企业的生产成本一直居高不下，同时烧结法生产工艺效率低，产品有气孔，平整度较差，使得目前烧结法工艺的微晶玻璃企业经营状况举步维艰。本公司全国首创的全电熔压延法生产微晶玻璃新工艺已获国家专利技术专利(专利名称：利用花岗岩废弃物生产微晶玻璃装饰板材的方法，专利号：ZL200910216248.0)，填补了国内空白。采用全电熔压延生产微晶玻璃，微晶玻璃的单位产品能耗和万元工业增加值能耗将大幅度降低，还可以为国家节约大量的有色金属氧化锌贵重材料。本技术的专利技术，顺应了我国新材料产业的发展趋势和不断扩大应用领域的要求。早期的全电容压延法只能生产出单一颜色的微晶玻璃，而目前本公司已成功研发出利用废弃花岗岩采用全电容压延法生产黑色、米黄色、咖啡色、粉红色、绿色等多种颜色的微晶玻璃板材的方法，极大的满足了市场的需求，为全电容压延生产微晶玻璃板材的方法的进步和推广做出了贡献。当前典型的全电容压延法生产微晶玻璃板材的步骤如下：(1)选取生产原料：生产原料主要为花岗岩、菱镁矿(或轻烧镁)、重钙粉(或白云石)、磷酸氢钙(或磷酸二氢钙)、着色剂；(2)原料熔化：将生产原料混合，加入占原料总质量约2％的水，混合3～5分钟，将原料送入全电熔窑的熔化池，控制熔化温度为1350～1500℃，得到熔化玻璃液；(3)澄清和均化：熔化玻璃液在熔化池中进行澄清和均化，澄清和均化的温度通常为1400～1450℃，澄清和均化的时间通常为7～8h，得到均化玻璃液。(4)压延成型：均化玻璃液经流液洞、上升道进入料道，温度降为1250～1300℃，经料道降温后，进入压延机压延成型为玻璃板，成型温度通常为1150～1270℃。(5)退火：成型后的玻璃板进行退火处理，玻璃板在退火炉中经过阶段缓慢降温至35～50℃，得到退火基础玻璃板。通常不同原料和不同要求的微晶玻璃退火的温度控制点有所不同。(6)晶化：将退火基础玻璃板送入晶化窑依次进行核化、晶化，完成晶化后降温出窑，得到晶化板。通常不同原料和不同要求的微晶玻璃核化、晶化的温度控制点有所不同。(7)将晶化板进行打磨、抛光，得到微晶玻璃板材产品。但是目前生产不同颜色微晶玻璃的方法是往制作配方中加入着色剂，例如在本公司授权公告号为CN103232164B的专利文件中通过往配方中加入二氧化锰作为着色剂来生产咖啡色微晶玻璃。但该生产方法需要加入不同的着色剂来获得不同颜色的微晶玻璃产品，因此一种配方通常只能生产一种颜色的微晶玻璃，使得产品颜色单一，一般一条生产线只能制备出一种颜色的微晶玻璃，不能完全满足市场对多品种、多花色微晶玻璃的需求。因此研究同一配方熔制后的玻璃，经过控制其后期的晶化热处理过程而得到不同色系颜色以及斑纹的微晶玻璃对生产多品种、多花色的微晶玻璃具有重要意义。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种微晶玻璃板材的生产方法。本专利技术所采用的技术方案包括以下步骤：A、按照下述重量份数量取原材料：花岗岩45～75份、轻烧镁8～20份、白云石5～15份、磷酸氢钙5～15份、钛白粉3～10份、碳酸钾0～5份、碳酸钠0～5份、碳酸钡0～2份、石英砂0～20份、氢氧化铝0～10份；B、原料熔化，得到熔化玻璃液；C、澄清和均化，得到均化玻璃液；D、压延成型，得到成型玻璃板；E、退火：将成型玻璃板送至退火炉，在630～700℃下保温20～30min，接着以1～5℃/min的降温速率降温至530～570℃，再按5～15℃/min的降温速率降温至250～300℃，最后经过30～60min冷却至温度为40～50℃，出窑得到退火基础玻璃板；F、晶化：将退火基础玻璃板送入晶化窑进行热处理，在5～120min内将温度升高至700～800℃，并且在此温度下保温5～120min进行核化；之后在5～120min内将温度升高至900～1100℃，并在此温度下保温5～120min进行晶化；之后在5～180min内将温度降至40～50℃，出窑得到晶化板；A、将晶化板进行打磨、抛光，得到微晶玻璃板材产品。专利技术人在长期从事全电容压延法生产微晶玻璃的研究中发现，将二氧化钛和五氧化二磷作为晶核剂在一定的核化和晶化条件下能有效促进RCMAS(R为碱金属或碱土金属氧化物，C为氧化钙，M为氧化镁，A为氧化铝，S为二氧化硅)体系微晶玻璃的析晶，但该方面的研究尚无报到，本专利技术即是公开了专利技术人对此进行的部分研究成果。其主要原理是当一定量的二氧化钛(由钛白粉提供)和五氧化二磷(由磷酸氢钙提供)作为晶核剂时，可促使退火基础玻璃板产生分相，然后核化和晶化过程中通过对温度的控制使得不同颜色的晶体从不同相中长出。在晶化过程中在不同的温度下会产生不同结晶体，而这些不同温度下的产生的结晶体所呈现的颜色不同，因此专利技术人提出可以以二氧化钛和五氧化二磷作为复合晶核剂通过控制晶化温度而制造不同颜色的微晶玻璃板材。专利技术人通过大量实验发现，由于五氧化二磷和二氧化钛体系的引入，使得退火基础玻璃板呈现微乳浊状态(P2O5本身为一种常用的乳浊剂，在玻璃熔融温度降低时，析出10～100nm的结晶或无定型的微粒，与周围玻璃的折射率不同，产生光散射，使玻璃形成不透明的乳浊状态)，发生分相(由于通过显微镜观察基础玻璃中并无晶体出现，因此乳浊是由分相引起：当硅酸盐玻璃中引入电荷高、场强大的阳离子时，由于其对玻璃结构有较大的积聚作用，可加速玻璃分相的进行。P5+的电场强度大于Si4+的电场强度，引入P5+后，硅酸盐网络中的部分桥氧被P5+夺取，使Si―O―Si键断裂，形成富磷硅氧聚集体。这些聚集体与基质硅酸盐玻璃相的组成、密度相差较大，难于与基质形成均匀的玻璃，而是以液滴状均匀分散在基质硅酸盐玻璃中。而在粘度大的系统中，液液分相形成的球滴可能会合并粘连，结合成乳浊状的形貌)，形成富Si4+、Al3+相和富P5+、Ca2+、Mg2+、Ti4+相，从而形成了低聚合度玻璃结构，这为核化过程中离子的迁移提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
微晶玻璃板材的生产方法，包括以下步骤：A、按照下述重量份数量取原材料：花岗岩45～75份、轻烧镁8～20份、白云石5～15份、磷酸氢钙5～15份、钛白粉3～10份、碳酸钾0～5份、碳酸钠0～5份、碳酸钡0～2份、石英砂0～20份、氢氧化铝0～10份；B、原料熔化，得到熔化玻璃液；C、澄清和均化，得到均化玻璃液；D、压延成型，得到成型玻璃板；E、退火：将成型玻璃板送至退火炉，在630～700℃下保温20～30min，接着以1～5℃/min的降温速率降温至530～570℃，再按5～15℃/min的降温速率降温至250～300℃，最后经过30～60min冷却至温度为40～50℃，出窑得到退火基础玻璃板；F、晶化：将退火基础玻璃板送入晶化窑进行热处理，在5～120min内将温度升高至700～800℃，并且在此温度下保温5～120min进行核化；之后在5～120min内将温度升高至900～1100℃，并在此温度下保温5～120min进行晶化；之后在5～180min内将温度降至40～50℃，出窑得到晶化板；G、将晶化板进行打磨、抛光，得到微晶玻璃板材产品。

【技术特征摘要】
1.微晶玻璃板材的生产方法，包括以下步骤：A、按照下述重量份数量取原材料：花岗岩45～75份、轻烧镁8～20份、白云石5～15份、磷酸氢钙5～15份、钛白粉3～10份、碳酸钾0～5份、碳酸钠0～5份、碳酸钡0～2份、石英砂0～20份、氢氧化铝0～10份；B、原料熔化，得到熔化玻璃液；C、澄清和均化，得到均化玻璃液；D、压延成型，得到成型玻璃板；E、退火：将成型玻璃板送至退火炉，在630～700℃下保温20～30min，接着以1～5℃/min的降温速率降温至530～570℃，再按5～15℃/min的降温速率降温至250～300℃，最后经过30～60min冷却至温度为40～50℃，出窑得...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永前，秦小平，秦刚，罗友明，王刚琳，
申请(专利权)人：四川一名微晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51