专利名称：一种陶瓷基微晶复合板的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑建材行业，材质属硅酸盐，是一种利用陶瓷基板和微晶颗粒料通过特定的生产工艺复合在一起的陶瓷基微晶复合板的生产工艺。
背景技术：
I、我国建筑陶瓷的背景和现况远在商代，我国劳动人民就用陶管作建筑物地下排水道，西周初期能烧制板瓦、筒瓦，战国初期，制作精美的铺地砖、栏杆砖和凹槽砖，“秦砖汉瓦”一直流传沿用至今。北魏已开始生产的建筑装饰用琉璃，到了今天，仍然是一种令人喜爱的高级建筑装饰材料。我国按用途划分，把用于建筑工程结构、建筑装饰的陶瓷制品归为一类，称为建筑 陶瓷。国标GB 9195-88中定义建筑陶瓷为用于建筑物饰面或作为建筑构件的陶瓷制品。近年来，人们家居空间的装饰走向多样化、个性化和时尚化、健康化、尊贵化，同时让整个市场不断发生巅覆性变化。材料环保、无辐射、易洁、抗菌、抗污防腐，绿色环保是人们的不断追求，而建筑陶瓷的环保健康化将受到前所未有的重视。技术的进步以及环保意识的觉醒，不断推动产品的环保性、健康性方面发生质的飞跃，这类材料可广泛应用于高级住宅、别墅、星级酒店的装修装饰中，对一些普通民宅肯定亦是理想的上上首选。目前我国不仅是建筑陶瓷的消费大国，也是生产大国，更是出口大国。2010年全年的建筑陶瓷总产量将接近80亿平方米，占全球总产量约64%，排在前四位分别是广东、福建、山东、四川。陶瓷砖出口达7多亿平方米，无论是产能和出口量均为全球首位。新的建筑陶瓷行业能耗标准不仅直接提高了建筑陶瓷行业的技术门槛，对建筑陶瓷企业提出更高的要求，甚至可能直接淘汰一批不达标的简陋的建筑陶瓷生产企业，制定相应配套措施，让节能减排措施落到实处，提高陶瓷产业准入门槛，淘汰落后产能，力促产业升级；加大技术革新力度，开发技术含量和附加值高的产品；树立品牌意识，改变低价竞销模式。科学技术的迅猛发展以及新材料、新技术、新设备、新工艺的不断运用，推动了建陶产品的开发，向着更高、更快、更好的方向发展，同时受设计、装饰理念的影响，其工艺设计和开发将会时装化、个性化、人性化、艺术化、自然化以及多功能化发展趋势。瓷砖产品已突破过去仅限于耐用和装饰的范围，朝着功能多样化的方向发展，这是许多大企业新产品开发的新方向。瓷砖表面的装饰效果，向立体方向发展已成为一种趋势，表面的花色更加清晰、逼真，视觉效果更具有立体化、精细化的特色，成了住宅空间的新主流美学。技术创新是建筑陶瓷行业的核心竞争力。技术的进步也在变革着传统意义上的瓷砖产品，包括瓷砖的厚度、规格与成型过程。技术上的进步和工艺上的突破，以及设计理念的改进，改变着瓷砖产品的规格和发展的趋势，而风格和流行趋势的变革也推动着技术上的革新，相互作用着的结果，便是开发理念和消费时尚的同步推进和提高。二者的这种相互作用和提高，也有力的推动着建陶工业和瓷砖产品的向前发展。陶瓷基微晶复合板有特殊的立体表面装饰效果，就是采用本发明的“晶粒”布料技术，随意造粒、岩相晶变、立体渗融、亮丽自洁，具有花岗岩的立体感和因烧结晶化过程而呈现的晶体纹理图案。陶瓷基微晶复合板就是表面媲美天然石材，性能超越天然石材，比石材多一份健康，比天然多一份绿色，是近年来建筑设计界一直追求的完美装饰材料，具备健康无辐射、色彩鲜活、超强防腐、抗污易洁、高光泽度、高硬度、强耐磨度、低吸水率，色差少、规格多样化和色彩丰富等诸多优点，晶体玲珑剔透，散发出一种高贵而不矜持，优雅却不媚俗的美玉气质，让空间增添时尚尊贵的艺术品味，将消费者引向健康与时尚的新时代。融豪阔、自然、经典、豪放、尊荣、豁达融于一体，装修装饰效果令人震撼，尊品独享，而又如清风明月般宜人，成为星级酒店、高档住宅、别墅、会所等场所装修装饰首选。2、陶瓷基微晶复合板技术现状陶瓷基微晶复合板，又称微晶陶瓷复合板，是以特定陶瓷基坯为基体，在特定的工艺技术条件下将微晶玻璃复合在特定陶瓷基坯表面一层厚3-5mm的新型高档建筑装修装饰复合材料，经二次烧结而成的高科技新产品，微晶玻璃陶瓷复合砖厚度一般在10 16mm。它作为装修装饰材料，具有优良的理化性能，微晶石复合板以其饰面层晶莹如玉的装饰效果、极高的光泽度、机械强度、不吸水、不吸污、抗冻裂、抗腐蚀、无放射性污染等优良品 质而将会越来越深受消费者青睐。经抛光后的板材表面具有美伦美幻、感观高雅的纹理和晶莹柔和的光泽，更会受到建筑设计界和业主的青睐。正是因为具有这些色泽美观、外表华丽、耐磨损、不退色、耐腐蚀、安全、环保、卫生、自洁等特殊性能，也将会成为二i^一世纪天然石材和陶瓷面砖的最佳替代产品，成为国际流行的环保建筑装饰新材料，被广泛应用于中高档级宾馆、饭店、商场、写字楼、车站、机场、住宅等建筑物中，用于内、外墙、地面、台面的装饰装潢以及市场上其它众多的中高档建筑如宾馆、商场、邮局、电信局、医院、银行、电力、城市建设等公共场所。陶瓷基微晶复合板的诞生将为现代建筑物提供了一种理想的装饰、装修用材。陶瓷基微晶复合板的生产工艺技术在全世界上目前也仅有中国具有该种技术，国外主要从中国进口，而且其出口价格不菲。陶瓷基微晶复合板从板材结合材质来说一般原则上是由两部分材质组成一是特定的陶瓷基坯；二是特定配方的微晶颗粒料。两种特定的材质通过采用“晶粒”布料技术工艺，放入晶化烧结窑炉中在特定的温度控制工艺完成烧结晶化过程，然后磨抛切加工处理，经检验合格，包装标志后即为陶瓷基微晶复合板成品。目前，生产陶瓷基微晶复合板的核心技术也只有中国人掌握，生产工艺复杂，技术含量高，行业门槛高，这一点在国内更能有效地防止行业跟进风、模仿风等等不良商业竞争，反而更好地促进企业市场竞争力和保持较好的利润空间。总之，陶瓷基微晶复合板以其独特优越的美感、高档质感、优良的理化性能指标以及“安全、健康、卫生”的环保性能将逐步被世界各国的建筑行业所认同，并广泛应用于地铁、宾馆、酒楼、机场、商业大厦等各类中高级场馆中。
发明内容
本发明就是利用特定的陶瓷基坯为基体，采用“晶粒”布料技术工艺，布上一层3 5mm的特定配方的微晶颗粒料，放入晶化烧结窑炉中按特定的温度制度工艺烧结晶化而成的由陶瓷基体和微晶颗粒料组成的复合板材，再经磨抛切工艺，经检验后，包装即为成品，生产陶瓷基微晶复合板，颜色可以根据微晶颗粒料添加着色剂进行调整，大大降低生产成本，缩短晶化保温时间，提高劳动生产率，节省能源，提高产能。采用把晶莹剔透特定细度的特种配方熔化而成的颗粒熔块料，均匀地布料于特定要求的陶瓷基板之上的技术，然后入窑按特定的温度要求烧成的具有一定厚度的陶瓷基特种熔块料形成的复合板砖，叫"晶粒"布料技术，该种晶料布料技术能达到各彩各色的艺术效果，晶粒布料技术达到顶级仿真效果，逼真还原天然石材之神韵，饰面玉质晶体玲珑剔透，具有优良立体化表面装饰效果，散发出一种高贵而不矜持，典雅豪派的晶玉之气。本发明就是充分利用“晶粒”布料技术，生产陶瓷基微晶复合板。"晶粒"布料技术不仅仅在陶瓷基微晶复合板中运用，亦可以在应用在建筑陶瓷中其它产品的生产工艺中，将会促进整个建筑陶瓷生产领域的深层次革命，进而将影响和改变整个市场终端的建筑陶瓷产品布局。本发明利用特定配方的微晶颗粒料为饰面层，特定要求的陶瓷基坯为基体层，采用“晶粒”布料技术，通过晶化烧结窑炉按特定的温度制度控制把微晶颗粒料和陶瓷基体烧结晶化成为一体的生产工艺，生产出陶瓷基微晶复合板，主要生产工艺包括下列步骤
一、特定组成的微晶颗粒料制备I.混合原料将原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均匀
石英砂(粉)粒度0.1 ~ 0.7mm45 58%
白云石砂(粉)粒度0.1~2.2mm0-25%
碳酸钙粒度0.1 ~ 2.2mm8 ~ 28%
工业纯碱3.5 10%
工业氧化铝3.0-8%工业硼砂0~5.5%
工业碳酸钡3.5 ~ 8.5%
工业氧化锌0 6.5%
澄清剂0-1%
氧化剂0-2.5%
着色剂0 ~ 5%其中所说的着色剂包括Cr203、CoO、CuO、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化猛、镉红、铺黄、砸粉等等对微晶板材具有着色效果的原料；2.高温熔化将上述混合好原料投入玻璃熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度1450 1580°C ；3.水淬由高温熔化炉流出的料柱直接用循环冷水淬成直径0 6mm的颗粒料；4.烘干筛分颗粒料经烘干线烘干后，直接筛分成一定颗粒度的微晶颗粒料备用。二、特定陶瓷基坯的选用原则I.陶瓷基坯的膨胀系数要与微晶颗粒料膨胀系数保持一致；2.陶瓷基坯的素烧温度要高于微晶颗粒料的晶化烧结温度；3.陶瓷基坯素烧后的热震性能尽可能与微晶颗粒料靠近；4.陶瓷基坯素烧后理化性能要稳定，不含与微晶颗粒料相污或反应的物质。三、“晶粒”布料技术
I备好的微晶颗粒料利用布料设备，均匀地布在陶瓷基板之上；2.微晶颗粒料的大小、颜色、布料厚度、幅面范围等根据生产灵活控制；3.微晶颗粒料可以单层或复层，甚至多层次布料，可以随意调整颗粒度大小或级配比例，制成不同的立体纹理，展现出不同的装饰效果；4.装模待晶化烧结，把陶瓷基坯和微晶颗粒料按“晶粒”布料在特制规格的模具中待用。四、晶化烧结窑炉热处理和磨抛切冷加工处理I.晶化烧结将上述布好粒料的模具放入晶化烧结窑炉内加热烧结晶化，晶化温度1110 1180°C，晶化保温时间10 100分钟；2.出窑在晶化烧结窑炉内按特定的温度制度退火，退火至温度不大于100°C，时间3 12小时，出窑冷却；
3.脱模出窑冷却，把模具内的半成品即陶瓷基微晶复合毛板脱模，待加工；4.加工处理对陶瓷基微晶复合毛板进行切割、研磨、抛光，检验包装为成品，待
隹口。本产品生产工艺是比较复杂的，生产环节多，生产过程控制尤为重要。通过采用了“晶粒”布料技术工艺，把微晶玻璃和陶瓷有机地结合在一起，形成了一种新型的具有两种产品优良特点的陶瓷基微晶复合板，该种晶料布料技术能达到各彩各色的艺术效果，饰面玉质晶体玲珑剔透，具有优良立体化表面装饰效果，散发出一种高贵而不矜持，典雅豪派的晶玉之气。"晶粒"布料技术不仅仅在陶瓷基微晶复合板中运用，亦可以在应用在建筑陶瓷中其它产品的生产工艺中。其生产工艺流程图如下
原料—混合—输送—熔融—水淬—烘干—筛分、
“晶粒”布料—入模—烧结晶化热处理一
陶瓷坯体压制—素烧—陶瓷基体,
退火出窑—脱模—切磨抛冷加工处理—检验—包装—成品用本发明的生产工艺生产的陶瓷基微晶复合板，微晶颗粒料热处理后结构主晶相为￠-硅灰石，该种陶瓷基微晶复合板的理化指标为
放射性核素限量符合GB6566-2001中A类产品要求 耐污染性不低于4级
镜面光泽度单值彡85光泽单位均值彡90光泽单位吸水率单值彡0.6% 均值彡0.5%
断裂模数单值彡32 MPa均值彡35 MPa
破坏强度均值彡3000N
抗热震性无裂纹或破损
抗裂性无裂纹、无剥落、无破损
抗冻性无裂纹、无剥落、无破损
抗冲击性无破损本发明中采用“晶粒”布料技术工艺，布上一层3 5mm的特定配方的微晶颗粒料，放入晶化烧结窑炉中按特定的温度制度工艺烧结晶化而成的由陶瓷基体和微晶颗粒料组成的复合板材，再经磨抛切工艺，经检验后，包装即为成品，生产陶瓷基微晶复合板，颜色可以根据特定配方中的微晶颗粒料添加着色剂进行调整，适宜自动化批量生产，大大降低生产成本，缩短晶化烧结时间，提高劳动生产率和产品附加值，节省能源，提高产能。下面结合实施例做进一步描述。实施例一
石英砂(粉)52%白云石砂8% 工业氧化铝5.5%
工业碳酸钡 4.5%工业纯碱5.4% 工业氧化碎3.4% 工业硼砂 2.7%氧化剂0% 澄清剂0.5%
碳酸钙 18%着色剂0%将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1550°C温度熔化成玻璃液，由窑炉出料口出来的玻璃液柱直接用循环水淬成6_以下的微晶颗粒料，然后烘干，筛分，通过“晶粒”布料技术工艺，陶瓷基体上均布一层厚3 5mm微晶颗粒料，连同模具摆放晶化烧结窑炉内按特定的温度曲线加热至1180°C进行晶化烧结热处理，晶化保温时间30分钟，然后退火冷却，冷却至100°C，时间6小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割等加工处理得到白色陶瓷基微晶复合板成品。实施例二
石英砂(粉)53%白云石砂 0% 工业氧化铝5.2%
工业碳酸钡 4.5%I业纯碱 4.4% 工业氧化锌4.2%
工业硼砂 2.2%氧化剂1% 澄清剂0.5%
碳酸钙25%着色剂0%将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1500°C温度熔化成玻璃液，由窑炉出料口出来的玻璃液柱直接用循环水淬成6_以下的微晶颗粒料，然后烘干，筛分，通过“晶粒”布料技术工艺，陶瓷基体上均布一层厚3 5mm微晶颗粒料，连同模具摆放晶化烧结窑炉内按特定的温度曲线加热至1160°C进行晶化烧结热处理，晶化保温时间50分钟，然后退火冷却，冷却至100°C，时间5. 5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割等加工处理得到白色陶瓷基微晶复合板成品。实施例三
石英砂(粉)48.8%白云石砂6.7% 工业氧化铝5.2%
工业碳酸钡 4.5%工业纯碱 4.8% 工业氧化锌3.8%
工业硼砂 2.2%氧化剂1% 澄清剂0.5%
碳酸钙 22%着色剂0.5%将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1480°C温度熔化成玻璃液，由窑炉出料口出来的玻璃液柱直接用循环水淬成6_以下的微晶颗粒料，然后烘干，筛分，通过“晶粒”布料技术工艺，陶瓷基体上均布一层厚3 5mm微晶颗粒料，连同模具摆放晶化烧结窑炉内按特定的温度曲线加热至1140°C进行晶化烧结热处理，晶化保温时间70分钟，然后退火冷却，冷却至100°C，时间6. 5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割等加工处理得到米黄色陶瓷基微晶复合板成品。
权利要求
1.一种陶瓷基微晶复合板的生产工艺，其特征在于包括下列步骤 1)、特定组成的微晶颗粒料制备 ①.混合原料将原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均匀石英砂(粉)粒度0.1 ~0.7mm45 ~ 58%白云石砂(粉)粒度0.1 ~ 2.2mmO ~ 25%碳酸钙粒度0.1 ~ 2.2mm8 ~ 28%工业纯碱3.5 ~ 10%工业氧化铝3.0 8%工业硼砂O 5.5%工业碳酸钡3.5 ~ 8.5%工业氧化锌0-6.5%澄清剂0-1%氧化剂0~2.5%着色剂O ~ 5% 其中所说的着色剂包括Cr2O3、CoO、CuO、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化猛、镉红、镉黄、硒粉等等对微晶板材具有着色效果的原料； ②.高温熔化将上述混合好原料投入玻璃熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度1450 1580 0C ； ③.水淬由高温熔化炉流出的料柱直接用循环冷水淬成直径O 6mm的颗粒料； ④.烘干筛分颗粒料经烘干线烘干后，直接筛分成一定颗粒度的微晶颗粒料备用。
2)、特定陶瓷基坯的选用原则 ①.陶瓷基坯的膨胀系数要与微晶颗粒料膨胀系数保持一致； ②.陶瓷基坯的素烧温度要高于微晶颗粒料的晶化烧结温度； ③.陶瓷基坯素烧后的热震性能尽可能与微晶颗粒料靠近；④.陶瓷基坯素烧后理化性能要稳定，不含与微晶颗粒料相污或反应的物质。
3)、“晶粒”布料技术 ①.备好的微晶颗粒料利用布料设备，均匀地布在陶瓷基板之上； ②.微晶颗粒料的大小、颜色、布料厚度、幅面范围等根据生产灵活控制； ③.微晶颗粒料可以单层或复层，甚至多层次布料，可以随意调整颗粒度大小或级配比例，制成不同的立体纹理，展现出不同的装饰效果； ④.装模待晶化烧结，把陶瓷基坯和微晶颗粒料按“晶粒”布料在特制规格的模具中待用。
4)、晶化烧结窑炉热处理和磨抛切冷加工处理 ①.晶化烧结将上述布好粒料的模具放入晶化烧结窑炉内加热烧结晶化，晶化温度1110 1180°C，晶化保温时间10 100分钟； ②.出窑在晶化烧结窑炉内按特定的温度制度退火，退火至温度不大于100°C，时间3 12小时，出窑冷却； ③.脱模出窑冷却，把模具内的半成品即陶瓷基微晶复合毛板脱模，待加工； ④.加工处理对陶瓷基微晶复合毛板进行切割、研磨、抛光，检验包装为成品，待售。
2.根据权利要求I所述的一种陶瓷基微晶复合板的生产工艺，其特征在于采用把晶莹剔透特定细度的特种配方熔化而成的颗粒熔块料，均匀地布料于特定要求的陶瓷基板之上的技术，然后入窑按特定的温度要求烧成的具有一定厚度的陶瓷基特种熔块料形成的复合板砖，叫"晶粒"布料技术工艺。
3.根据权利要求I所述的一种陶瓷基微晶复合板的生产工艺，其特征采用了“晶粒”布料技术工艺，把微晶玻璃和陶瓷有机地结合在一起，形成了一种新型的具有两种产品优良特点的陶瓷基微晶复合板，该种晶料布料技术能达到各彩各色的艺术效果，饰面玉质晶体玲珑剔透，具有优良立体化表面装饰效果，散发出一种高贵而不矜持，典雅豪派的晶玉之气。"晶粒"布料技术不仅仅在陶瓷基微晶复合板中运用，亦可以在应用在建筑陶瓷中其它产品的生产工艺中。本发明中采用“晶粒”布料技术工艺，布上一层3 5mm的特定配方的微晶颗粒料，放入晶化烧结窑炉中按特定的温度制度工艺烧结晶化而成的由陶瓷基体和微晶颗粒料组成的复合板材，再经磨抛切工艺，经检验后，包装即为成品，生产陶瓷基微晶复合板，颜色可以根据特定配方中的微晶颗粒料添加着色剂进行调整，适宜自动化批量生产，大大降低生产成本，缩短晶化烧结时间，提高劳动生产率和产品附加值，节省能源，提高产能。
4.根据权利要求I所述的一种陶瓷基微晶复合板的生产工艺，其特征在于其生产工艺流程是 原料―混合一输送一焰融—水丨卒—烘干—筛分、“晶粒”布料—入模—烧结晶化热处理— 陶瓷±$体压制—素烧—陶瓷基体/ ―退火出窑—脱模—切磨抛冷加工处理—检验—包装—成品 用本发明的生产工艺生产的陶瓷基微晶复合板，微晶颗粒料热处理后结构主晶相为β -硅灰石，该种陶瓷基微晶复合板的理化指标为 放射性核素限量符合GB6566-2001中A类产品要求 耐污染性不低于4级镜面光泽度单值彡85光泽单位均值彡90光泽单位吸水率单值彡0.6% 均值彡0.5% 断裂模数单值多32 MPa均值多35 MPa 破坏强度均值彡3000 N 抗热震性无裂纹或破损 抗裂性无裂纹、无剥落、无破损 抗冻性无裂纹、无剥落、无破损 抗冲击性无破损
全文摘要
本发明一种陶瓷基微晶复合板的生产工艺，利用特定配方的微晶颗粒料为饰面层，特定要求的陶瓷基坯为基体层，采用“晶粒”布料技术，通过晶化烧结窑炉按特定的温度制度控制把微晶颗粒料和陶瓷基体烧结晶化成为一体的生产工艺，生产陶瓷基微晶复合板。微晶颗粒料配方中包括石英砂(或粉)、白云石砂(粉)、碳酸钙(或粉)、工业氧化铝、工业纯碱、工业碳酸钡、着色剂、氧化剂及澄清剂，其主要生产工艺是将上述原料混拌均匀，放入熔化窑炉内经1450～1580℃熔化成玻璃液，再经循环水淬成0～6mm颗粒，然后烘干筛分，通过采用“晶粒”布料技术工艺，均布于特定的陶瓷基体之上，装入模具后放入晶化烧结窑炉内按特定温度制度在1110～1180℃范围内晶化烧结，晶化保温时间10～100分钟，然后退火出窑，经脱模、研磨、抛光、切割等加工处理、包装后即得陶瓷基微晶复合板成品，本发明中采用“晶粒”布料技术工艺，布上一层3～5mm的特定配方的微晶颗粒料，放入晶化烧结窑炉中按特定的温度制度工艺烧结晶化而成的由陶瓷基体和微晶颗粒料组成的复合板材，再经磨抛切工艺，经检验后，包装即为成品，生产陶瓷基微晶复合板，颜色可以根据特定配方中的微晶颗粒料添加着色剂进行调整，适宜自动化批量生产，大大降低生产成本，缩短晶化烧结时间，提高劳动生产率和产品附加值，节省能源，提高产能。
文档编号C03C10/14GK102795779SQ20111013884
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者赵保华, 陈国华, 梁东成, 陈海 申请人:淄博钰晶新型材料科技有限公司, 赵保华