一种生态节能陶瓷釉面砖及其制备方法

摘要

一种生态节能陶瓷釉面砖及其制备方法，属于新型建筑材料领域，由坯料和釉料经一体化成型、烧成制得；所述坯料经下述步骤获得：坯体主料、成孔剂和粘结剂按质量比（55~85）:（5~20）:10~25）混合均化、陈伏至少24h，即得；所述釉料经下述步骤获得：釉体主料与粘合剂按质量比85~90）:（10~15）混合均化、陈伏至少24h，即得。本发明的生态节能陶瓷釉面砖的坯体采用粉煤灰、赤泥等工业废弃物，成本低，生态环保，锯齿状特殊过渡层构造，解决了传统施釉工艺坯釉结合性能差的缺陷，坯釉一体化成型，制备工艺简单，一次低温烧成，能够显著降低成本，该陶瓷釉面砖集装饰、防透水渗水、自保温等多种优异性能于一体。

权利要求

1.一种生态节能陶瓷釉面砖，其特征在于，由坯料和釉料经一体化成型、烧成制得；所述坯料经下述步骤获得：坯体主料、成孔剂和粘结剂按质量比（55 85）:（5 20）:（10 25）混~ ~ ~合均化、陈伏至少24h，即得；所述釉料经下述步骤获得：釉体主料与粘合剂按质量比（85~

90）:（10 15）混合均化、陈伏至少24h，即得，其中，所述坯体主料由粉煤灰和赤泥组成，两者~的质量比为（40 85）:（15 60）；所述成孔剂为石墨、锯末或聚苯乙烯微球；所述粘结剂由聚~ ~乙烯醇溶液和水玻璃组成，其质量比为（35 50）:（50 65），其中，聚乙烯醇溶液的浓度为5~ ~ ~

8wt%，水玻璃模数为2.0 3.2；所述釉体主料为由钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石~和赤泥组成，其质量比（25 40）:（6 15）:（20 32）:（1 6）:（4 10）:（2 6）:（10 25）；所述粘合~ ~ ~ ~ ~ ~ ~剂为5 8wt%的聚乙烯醇溶液。

~

2.权利要求1所述生态节能陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按比例配制坯料和釉料，待用；

（2）坯釉一体化成型：将计量好的坯料和釉料分别置于带锯齿状刮料板的陶瓷坯釉一体化成型装置中的坯料斗和釉料斗，将坯料布设于组合式凹模中，经锯齿状刮料板刮去多余坯料，同时形成锯齿状过渡层，然后再布设釉料，最后压制成型，成型压力10 60MPa，保压~时间30 90s；

~

（3）一次烧成：以3 5℃/min的速率升温至500～700℃、保温30 60min，再逐渐以5 10~ ~ ~℃/min的速度升温至烧成温度850～1050℃、保温60 120min，随炉冷却到200℃以下，出炉~即可。

说明书

一种生态节能陶瓷釉面砖及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于新型建筑材料领域，具体涉及一种生态节能陶瓷釉面砖的制备方法。

背景技术

[0002] 随着城镇化、新农村建设的推进，对内外墙陶瓷釉面砖的需求呈逐年增加的趋势，遗憾的是，目前应用最广泛的内外墙陶瓷釉面砖，釉质层下面的陶瓷基体均为致密结构，虽具有不透水和基体吸水率小的性能，但已无法满足现代建筑生态节能的要求，且生产使用的原材料多为粘土、石灰石等自然资源，消耗量巨大。在砖体生坯成型工艺上，虽采用坯、釉两次布料，一次压制成型，但没有对坯、釉之间的过渡区域做特殊处理，完全依赖烧成过程中坯、釉结合微区域的成分扩散，导致烧成后坯、釉间的结合力较弱，在稍受外力作用的情况下常出现斑块状剥落的缺陷。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种生态节能陶瓷釉面砖及其制备方法。

[0004] 基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

[0005] 一种生态节能陶瓷釉面砖，由坯料和釉料经一体化成型、烧成制得；所述坯料经下述步骤获得：坯体主料、成孔剂和粘结剂按质量比（55 85）:（5 20）:（10 25）混合均化、陈伏~ ~ ~至少24h，即得；所述釉料经下述步骤获得：釉体主料与粘合剂按质量比（85 90）:（10 15）混~ ~
合均化、陈伏至少24h，即得。所述坯体主料为粉煤灰和赤泥，其质量比（40 85）:（15 60）。
~ ~

[0006] 所述坯体主料由粉煤灰和赤泥组成，两者的质量比为（40 85）:（15 60）。~ ~

[0007] 所述成孔剂为石墨、锯末或聚苯乙烯微球。

[0008] 所述粘结剂由聚乙烯醇溶液和水玻璃组成，其质量比为（35 50）:（50 65），其中，~ ~聚乙烯醇溶液的浓度为5 8wt%，水玻璃模数为2.0 3.2。
~ ~

[0009] 所述釉体主料由钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥组成，其质量比（25 40）:（6 15）:（20 32）:（1 6）:（4 10）:（2 6）:（10 25）。~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

[0010] 所述粘合剂为5wt% 8wt%的聚乙烯醇溶液。~

[0011] 所述生态节能陶瓷釉面砖的制备方法，包括以下步骤：

[0012] （1）按比例配制坯料和釉料，待用；

[0013] （2）坯釉一体化成型：将计量好的坯料和釉料分别置于带锯齿状刮料板的陶瓷坯釉一体化成型装置中的坯料斗和釉料斗，将坯料布设于组合式凹模中，经锯齿状刮料板刮去多余坯料，同时形成锯齿状过渡层，然后再布设釉料，最后压制成型，成型压力10 60MPa，~保压时间30 90s；
~

[0014] （3）一次烧成：以3 5℃/min的速率升温至500～700℃、保温30 60min，再逐渐以5~ ~ ~10℃/min的速度升温至烧成温度850～1050℃、保温60 120min，随炉冷却到200℃以下，出~
炉即可。

[0015] 本发明的生态节能陶瓷釉面砖的坯体采用粉煤灰、赤泥等工业废弃物，成本低，生态环保，釉料配方中掺入了一定比例的赤泥等基体材料，以保证釉料与坯体具有良好的匹配性且烧成温度一致，通过添加无机颜料，可满足不同釉层颜色设计的要求，锯齿状的特殊过渡层构造，解决了传统施釉工艺坯釉结合性能差的缺陷，坯釉一体化成型，制备工艺简单，一次低温烧成，能够显著降低成本，该陶瓷釉面砖集装饰、防透水渗水、自保温等多种优异性能于一体。

附图说明

[0016] 图1是本发明中坯釉一体化成型装置的整体结构示意图；

[0017] 图2是图1中的去掉料斗支架和成型凸模后的俯视图；

[0018] 图3是图1的料斗支架的结构示意图；

[0019] 图4是图1中锯齿状刮料板与锯齿状刮料板支架的结构示意图；

[0020] 图5是图1中组合式凹模结构示意图；

[0021] 图6是陶瓷釉面砖生坯的坯釉一体化压制成型过程示意图；

[0022] 图7是本发明的生态节能釉面砖的结构示意图。

[0023] 附图中： 1、台座；2、凹模导轨；3、成型凸模；4、釉料斗；5、料斗支架；6、坯料斗；7、锯齿状刮料板支架；8、锯齿状刮料板；9、组合式凹模；10、传动链；11、齿轮轴；12、合页；13、销轴；14、紧固螺钉；15、限位槽；16、底板；17、前侧板；18、左侧板； 19、后侧板；20、右侧板；21、铰链；22、拉簧；23、固定螺栓；131、轴套；24、坯体层；25、锯齿状过渡层；26、釉质层；241、孔隙。

具体实施方式

[0024] 以下结构具体实施例对本发明的技术方案作进一步地详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此。

[0025] 下述实施例1至3中提及的带锯齿状刮料板的陶瓷坯釉一体化成型装置如图1至5所示，包括台座1、平行布设在台座1上的凹模导轨2和固定于台座1上的锯齿状刮料板支架7；台座1从左至右依次划分有第一工位 、第二工位 和第三工位 ，第一工位 对应的凹模导轨2上设有组合式凹模9，且组合式凹模9位于锯齿状刮料板支架7的左侧；第一工位 和第二工位 之间对应的凹模导轨2的上方设有料斗支架5，料斗支架5的左、右两端分别设有底部能开合的坯料斗6和釉料斗4，且坯料斗6位于组合式凹模9的正上方，釉料斗4位于第二工位 的正上方；第三工位 对应的凹模导轨2的正上方设有成型凸模3；所述的凹模导轨2上还设有能使凹模导轨2水平移动的传动系统；所述的锯齿状刮料板支架7上设有可上下移动的锯齿状刮料板8。

[0026] 所述组合式凹模9由底板16、前侧板17、后侧板19、左侧板20和右侧板18围合而成，左侧板20分为上、下板两部分，左侧板20下板的两端通过固定螺栓23分别固定在前侧板17、后侧板19上，且下板的顶面为锯齿状结构，该锯齿状结构与锯齿状刮料板8相配合，左侧板20上板的底面设有与下板顶面相配合的锯齿状结构，左侧板20的上、下板通过铰链21铰接，左侧板20的上板还设有用以将上板固定在前侧板17和后侧板19上的拉簧22。

[0027] 所述左侧板20和锯齿状刮料板8材质为耐磨合金钢。

[0028] 所述成型凸模3、及组合式凹模9中的底板12、右侧板18、前侧板17和后侧板19材质为模具钢。

[0029] 所述传动系统包括传动链10和和平行设置的两个齿轮轴11，所述齿轮轴11垂直设在两个凹模导轨2的两端，传动链10位于两个齿轮轴11之间且与凹模导轨2平行。

[0030] 所述锯齿状刮料板支架7的上端设有限位槽15，锯齿状刮料板8通过紧固螺钉14固定在锯齿状刮料板支架7的限位槽15内。

[0031] 所述坯料斗6、釉料斗4的底板通过合页12和后侧板19连接、通过轴套131、销轴13和前侧板17连接。

[0032] 使用时，如图1-6所示，将计量好的坯料和釉料预先装入坯料斗6、釉料斗4内，组合式凹模9在第一工位 时，拔掉坯料斗6的销轴13，坯料斗6内的坯料落入组合式凹模9，而后通过传动系统带动组合式凹模9在凹模导轨2上向右移动（此时，左侧板20的上板自然垂落，并未固定在前侧板17和后侧板19上，如图5中所示），在移动过程中由锯齿状刮料板8刮去多余的坯料，刮除结束后，组合式凹模9的左侧板20的上板在拉簧22的作用下固定在前侧板17和后侧板19上，待组合式凹模9沿凹模导轨2行进至第二工位 ，釉料斗4内的釉料落入组合式凹模9，完成釉料布设后，组合式凹模9沿凹模导轨2继续向右移动至第三工位 ，成型凸模4按预设工艺参数向下运动，合模、压制成型，保压完成后脱模，得到生坯。

[0033] 实施例1

[0034] 如图1至6所示，一种生态节能陶瓷釉面砖，由坯料和釉料经一体化成型、烧成制得；所述坯料经下述步骤获得：坯体主料由质量比为40:60粉煤灰和赤泥组成，粘结剂由5wt%的聚乙烯醇溶液和水玻璃（水玻璃模数为2.0）组成，其质量比为35:65，坯体主料、石墨和粘结剂按质量比65:18:17混合均化、陈伏至少24h，即得；所述釉料经下述步骤获得：釉体主料由质量比为27:13:22:6:6:4:22钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥组成，釉体主料与粘合剂按质量比85: 15混合均化、陈伏至少24h，即得。

[0035] 上述生态节能陶瓷釉面砖的制备方法，包括以下步骤：（1）将粉煤灰和赤泥按质量比40:60混匀，得到坯体主料；将5wt%的聚乙烯醇溶液和水玻璃（水玻璃模数为2.0）按质量比35:65混匀，得到粘结剂；坯体主料、石墨和粘结剂按质量比65:18:17混合均化、陈伏24 h得到坯料，将陈伏好的坯料称量5000g装入坯料斗6，将釉体主料钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥以质量比27:13:22:6:6:4:22均匀混合，而后将釉体主料与5wt%的聚乙烯醇溶液按质量比85:15混合均化、陈伏24 h得到釉料，将陈伏好的釉料称量1500g装入釉料斗4；（2）坯釉一体化成型：组合式凹模9在第一工位 时，拔掉坯料斗6的销轴13，坯料斗6内的坯料落入组合式凹模9，而后通过传动系统带动组合式凹模9在凹模导轨2上向右移动，在移动过程中由锯齿状刮料板8刮去多余的坯料，刮除结束后，组合式凹模9的左侧板20的上板在拉簧22的作用下固定在前侧板17和后侧板19上，待组合式凹模9沿凹模导轨2行进至第二工位 ，釉料斗4内的釉料落入组合式凹模9，完成釉料布设后，组合式凹模9沿凹模导轨2继续向右移动至第三工位 ，成型凸模4按预设工艺参数向下运动，合模、压制成型，成型压力25MPa，保压时间30s，保压完成后脱模，得到生坯；（3）一次烧成：以3℃/min的速率缓慢升温至600℃、保温45min，再逐渐升温至烧成温度1050℃、保温90min，随炉冷却到200℃以下，出炉。

[0036] 所得生态釉面砖的结构如图7所述，由下到上依次为坯体层24、锯齿状过渡层25和釉质层26，所述坯体层24内均布空隙241。按照《轻质陶瓷砖》（JC/T 1095-2009）的检测方法测得其表面质量良好，没有明显裂纹、分层，容重1.26 g/cm3，23 °C时的导热系数0.195 W/（m·K），吸水率3.5%，破坏强度1680 N，断裂模数13.7 MPa，抗冻性120次冻融循环无明显裂纹。

[0037] 实施例2

[0038] 如图1至6所示，一种生态节能陶瓷釉面砖，由坯料和釉料经一体化成型、烧成制得；所述坯料经下述步骤获得：坯体主料由质量比为85:15粉煤灰和赤泥组成，粘结剂由8wt%的聚乙烯醇溶液和水玻璃（水玻璃模数为3.0）组成，其质量比为50:50，坯体主料、锯末和粘结剂按质量比70:16:14混合均化、陈伏至少24h，即得；所述釉料经下述步骤获得：釉体主料由质量比为30:8:30:4:8:6:14钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥组成，釉体主料与粘合剂按质量比90: 10混合均化、陈伏至少24h，即得。

[0039] 上述生态节能陶瓷釉面砖的制备方法，包括以下步骤：（1）将粉煤灰和赤泥按质量比85:15混匀，得到坯体主料；将8wt%的聚乙烯醇溶液和水玻璃（水玻璃模数为3.0）按质量比50:50混匀，得到粘结剂；坯体主料、锯末和粘结剂按质量比70:16:14混合均化、陈伏24 h得到坯料，将陈伏好的坯料称量5000g装入坯料斗6，将釉体主料钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥以质量比30:8:30:4:8:6:14均匀混合，而后将釉体主料与8wt%的聚乙烯醇溶液按质量比90:10混合均化、陈伏24 h得到釉料，将陈伏好的釉料称量1500g装入釉料斗4；（2）坯釉一体化成型：组合式凹模9在第一工位 时，拔掉坯料斗6的销轴13，坯料斗6内的坯料落入组合式凹模9，而后通过传动系统带动组合式凹模9在凹模导轨2上向右移动，在移动过程中由锯齿状刮料板8刮去多余的坯料，刮除结束后，组合式凹模9的左侧板20的上板在拉簧22的作用下固定在前侧板17和后侧板19上，待组合式凹模9沿凹模导轨2行进至第二工位 ，釉料斗4内的釉料落入组合式凹模9，完成釉料布设后，组合式凹模9沿凹模导轨2继续向右移动至第三工位 ，成型凸模4按预设工艺参数向下运动，合模、压制成型，成型压力20MPa，保压时间45s，保压完成后脱模，得到生坯；（3）一次烧成：以4℃/min的速率缓慢升温至550℃、保温60min，再逐渐升温至烧成温度1020℃、保温120min，随炉冷却到200℃以下，出炉。

[0040] 所得生态釉面砖的结构如图7所述，由下到上依次为坯体层24、锯齿状过渡层25和釉质层26，所述坯体层24内均布空隙241。按照《轻质陶瓷砖》（JC/T 1095-2009）的检测方法测得其表面质量良好，没有明显裂纹、分层，容重1.32 g/cm3，23 °C时的导热系数0.208 W/（m·K），吸水率4.0%，破坏强度1720 N，断裂模数16.3 MPa，抗冻性120次冻融循环无明显裂纹。

[0041] 实施例3

[0042] 如图1至6所示，一种生态节能陶瓷釉面砖，由坯料和釉料经一体化成型、烧成制得；所述坯料经下述步骤获得：坯体主料由质量比为60:40粉煤灰和赤泥组成，粘结剂由6wt%的聚乙烯醇溶液和水玻璃（水玻璃模数为3.2）组成，其质量比为50:50，坯体主料、聚苯乙烯微球和粘结剂按质量比72:18:10混合均化、陈伏至少24h，即得；所述釉料经下述步骤获得：釉体主料由质量比为35:10:25:2:4:5:19钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥组成，釉体主料与粘合剂按质量比87: 13混合均化、陈伏至少24h，即得。

[0043] 上述生态节能陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将粉煤灰和赤泥按质量比60:40混匀，得到坯体主料；将6wt%的聚乙烯醇溶液和水玻璃（水玻璃模数为3.2）按质量比50:50混匀，得到粘结剂；坯体主料、成孔剂和粘结剂按质量比72:18:10混合均化、陈伏24 h得到坯料，将陈伏好的坯料称量5000g装入坯料斗6，将釉体主料钾长石、高岭土、石英、锌氧粉、硼砂、滑石和赤泥以质量比35:10:25:2:4:5:19均匀混合，而后将釉体主料与6wt%的聚乙烯醇溶液按质量比87:13混合均化、陈伏24 h得到釉料，将陈伏好的釉料称量1500g装入釉料斗4；（2）坯釉一体化成型：组合式凹模9在第一工位 时，拔掉坯料斗6的销轴13，坯料斗6内的坯料落入组合式凹模9，而后通过传动系统带动组合式凹模9在凹模导轨2上向右移动，在移动过程中由锯齿状刮料板8刮去多余的坯料，刮除结束后，组合式凹模9的左侧板20的上板在拉簧22的作用下固定在前侧板17和后侧板19上，待组合式凹模9沿凹模导轨2行进至第二工位 ，釉料斗4内的釉料落入组合式凹模9，完成釉料布设后，组合式凹模9沿凹模导轨2继续向右移动至第三工位 ，成型凸模4按预设工艺参数向下运动，合模、压制成型，成型压力15MPa，保压时间60s，保压完成后脱模，得到生坯；（3）一次烧成：以3℃/min的速率缓慢升温至650℃、保温90min，再逐渐升温至烧成温度1000℃、保温120min，随炉冷却到200℃以下，出炉。

[0044] 所得生态釉面砖的结构如图7所述，由下到上依次为坯体层24、锯齿状过渡层25和釉质层26，所述坯体层24内均布空隙241。按照《轻质陶瓷砖》（JC/T 1095-2009）的检测方法测得其表面质量良好，没有明显裂纹、分层，容重1.46 g/cm3，23 °C时的导热系数0.242 W/（m·K），吸水率3.8%，破坏强度1830 N，断裂模数15.8 MPa，抗冻性120次冻融循环无明显裂纹。