一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷材料领域，本发明专利技术公开了一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体及其制备方法。该陶瓷岩板坯体以重量份数100份计，包括85

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷岩板作为建筑陶瓷行业的近年来的主推产品，已渐渐被市场所熟知，也成为了国内备受欢迎的家居建材。陶瓷岩板是由天然原料经过大吨位压机压制，在1200℃以上高温烧制而成。岩板是陶瓷砖逐渐向材料化发展的趋势性产品。作为家居领域的新物种，陶瓷岩板的应用性非常强，可以进行深度加工，既可以作为装饰材料，又可以作为结构主材来使用。但在加工、使用过程中，岩板经常出现切割、打孔开裂的情况，严重限制了其应用领域的拓宽。
[0003]目前现有技术为提高岩板坯体的强度和韧性主要是在现有坯体配方基础上外加部分晶须或者氧化铝、氧化锆等晶体。然而，外加晶须和晶体很难在坯体中分散均匀，并且坯体在低温快烧条件下难以保证坯体液相中莫来石生长足够的热力学和动力学条件，仅依靠外加的晶须和少量晶体难以形成网络状桥接，从而达到提高强度和断裂韧性的目标。因此岩板坯体如何在低温快烧条件下原位生长出连续三维网络状的莫来石晶须，以及如何使莫来石晶须能够均匀分布，从而有效提高岩板坯体的断裂韧性和强度以解决陶瓷岩板切割易开裂的问题，具有重要的实际价值。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体及其制备方法。本专利技术通过析晶诱导剂和晶体生长促进剂的添加及配方体系的优化，可使坯体在低温快烧条件下原位生长出三维网络状的莫来石晶须，有效地提高了岩板坯体的断裂韧性和强度，解决了陶瓷岩板切割易开裂的问题，提高了陶瓷岩板的可加工性能，有利于拓宽陶瓷岩板的应用场景。
[0005]本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术提供了一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体，以重量份数100份计，包括85
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90份坯体基料、2
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5份析晶诱导剂和6
‑
10份晶体生长促进剂。其中：所述坯体基料按重量份数100份计，包括12～20份水洗高岭土、5～8份球土、4～8份伊利土、15～25份叶腊石、20～45份印度钾长石、5～15份瓷石、1
‑
3份硅灰石和2～5份煅烧滑石。
[0006]所述析晶诱导剂包括α
‑
氧化铝粉、氧化锆粉和莫来石粉中的一种或几种组合。所述析晶诱导剂的细度为2
‑
10μm，D90＜10μm。
[0007]所述晶体生长促进剂为一种玻璃熔块，原料按重量份数100份计，包括15～25份碳酸锂、5～15份五氧化二钒、20～35份石英、2～15份磷酸钙、10～15份硼酸和15～25份碳酸钾。所述晶体生长促进剂的细度为D90＜2μm。
[0008]现有技术陶瓷中原位生长出莫来石，通常需要很高的烧结温度或者较长的烧结时间，本专利技术通过在陶瓷岩板坯体制备的过程中同时添加有特定配方的析晶诱导剂和晶体生长促进剂，可在建筑陶瓷坯体低温快烧(1180
‑
1240℃，65
‑
85min)的条件下即可实现莫来石晶体的原位快速生长。其中：析晶诱导剂添加可以保证岩板坯体结构中莫来石晶体生长有足够多且分散较为均匀的晶核位点，促使高温下莫来石晶体更容易围绕着该晶核位点生长。我们发现，析晶诱导剂的细度影响着晶核的数量和分布，从而影响莫来石晶体的分布。最终我们将其细度控制在2
‑
10μm，D90＜10μm范围内效果最佳。结晶过程中首先是形成晶核，再围绕着晶核生长。本专利技术添加的析晶诱导剂是作为莫来石生长的晶核，减少的晶核的形成过程。当粒度太小会导致高温阶段熔融减少或消失，粒度过大会造成晶体异常生长而变得粗大。另一方面，析晶诱导剂作为莫来石生长的晶核，添加量也较为关键，过多添加会提高坯体烧结温度，过少会减少晶核数量。
[0009]晶体生长促进剂的添加可降低体系反应温度，使得液相中熔融更多的二氧化硅与三氧化铝，为液相中原位莫来石的生长提供更多的铝源和硅源；此外，晶体生长促进剂中的锂和钒可以提高低温快烧条件下岩板坯体液相中莫来石晶体的生长速度。我们发现，晶体生长促进剂的细度控制影响着体系的反应温度及莫来石生长促进的效果。最终我们将其细度控制在D90＜2μm范围内效果最佳。晶体生长促进剂的作用是促进莫来石晶体围绕着晶核快速生长，粒度太大会影响其熔融反应进入液相，达到促进液相中莫来石生长的目的。另一方面，晶体生长促进剂的添加量也较为关键，添加量过多其组分会降低坯体烧成温度，坯体烧成过程易变形，过少难以起到促进莫来石生长的效果。
[0010]此外，本专利技术还对坯体配方体系进行了优化，其组成必须满足莫来石(3Al2O3·
2SiO2)充分生长的成分，主要满足硅铝的要求，但是硅铝比例过高又会提高坯体的烧成温度，因此需要优化，在本专利技术优化范围内效果较佳。
[0011]综上，本专利技术通过控制析晶诱导剂和晶体生长促进剂的添加量、细度及坯体配方体系的优化可以使得坯体在低温快烧条件下原位生长出三维网络状的莫来石晶须，有效地提高了岩板坯体的断裂韧性和强度。解决了现有技术通过坯体中直接外加晶须和晶体，造成难以分散均匀，并且在坯体低温快烧过程中晶体难以形成网络状桥接，从而达到提高强度和断裂韧性的目标。
[0012]第二方面，本专利技术提供了一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比称取晶体生长促进剂的各原料并混合，熔融，经水淬、粉碎、干燥后得到晶体生长促进剂。
[0013](2)按配比称取坯体基料的各组分的各原料混合后，加水，进行球磨，然后加入析晶诱导剂和晶体生长促进剂，继续球磨得到浆料。
[0014](3)浆料经过筛、除铁、喷雾干燥后获得坯体粉料。
[0015](4)坯体粉料陈腐处理后经干压成型、干燥、喷墨印花、上釉后烧成获得高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体。
[0016]作为优选，步骤(1)中，熔融温度为1300
‑
1350℃。
[0017]作为优选，步骤(2)中，第一次球磨的时间为10
‑
20h，第二次球磨的时间为1
‑
2h。
[0018]作为优选，步骤(2)中，加水45
‑
65wt％。
[0019]作为优选，步骤(4)中，陈腐处理的时间为40
‑
50h。
[0020]作为优选，步骤(4)中，烧成温度为1180
‑
1240℃，总烧成时间为60
‑
140min。
[0021]作为优选，步骤(4)中，最终所得建筑陶瓷岩板坯体的断裂韧性＞1.65MPa
·
m
1/2
，断裂模数≥75MPa。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：(1)本专利技术通过控制析晶诱导剂和晶体生长促进剂的添加量、细度及坯体基料配方体系的优化，可以使得坯体在低温快烧条件下原位生长出三维网络状的莫来石晶须，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体，其特征在于：以重量份数100份计，包括85
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90份坯体基料、2
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5份析晶诱导剂和6
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10份晶体生长促进剂；其中：所述坯体基料按重量份数100份计，包括12～20份水洗高岭土、5～8份球土、4～8份伊利土、15～25份叶腊石、20～45份印度钾长石、5～15份瓷石、1
‑
3份硅灰石和2～5份煅烧滑石；所述析晶诱导剂包括α
‑
氧化铝粉、氧化锆粉和莫来石粉中的一种或几种组合；所述晶体生长促进剂为一种玻璃熔块，原料按重量份数100份计，包括15～25份碳酸锂、5～15份五氧化二钒、20～35份石英、2～15份磷酸钙、10～15份硼酸和15～25份碳酸钾。2.如权利要求1所述的一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体，其特征在于：所述析晶诱导剂的细度为2
‑
10 μm，D90＜10 μm。3.如权利要求2所述的一种高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体，其特征在于：所述晶体生长促进剂的细度为D90＜2 μm。4.一种如权利要求1
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3之一所述高韧性高强度建筑陶瓷岩板坯体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按配比称取晶体生长促进剂的各原料并混合，熔融，经水淬、粉碎、干燥后得到晶体生长促进剂；（2）按配比...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德发，刘昆，樊叶利，张勇，刘云飞，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学德清诺贝尔陶瓷有限公司九江诺贝尔陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：