超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法

专利名称：超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法。
背景技术：
上世纪六十年代后期，微晶玻璃的研究取得突破性进展，各种具优异性能的微晶玻璃制品开始工业化生产，一些国家的科学家开始研究开发微晶玻璃饰面材料，如前苏联开发成功地“矿渣微晶玻璃”、捷克斯洛伐克以玄武岩作原料生产地“人造玄武岩”和美国开发成功地“人造蛋白石”等等。如较早的专利《用鹅髓岩制造低膨胀微晶玻璃的方法》，专利号87108208，仅限于熔化、成型、析晶得到的微晶玻璃；八十年代末生产了烧结法制备微晶玻璃厚板(20mm以上)，用于高档建筑的装饰，如《微晶玻璃型饰面材料的制造》，专利号89107010，采用了硅灰石结晶的微晶玻璃板材。此后微晶玻璃的制造技术得到了迅速发展，《利用隧道窑及梭式窑生产大规格微晶玻璃板材的生产工艺》，专利号96114107，制造出了大规格的微晶玻璃；一种微晶玻璃陶瓷复合板材及其制造方法，专利号03109190.3，介绍了在陶瓷基体上制造微晶玻璃陶瓷复合板的方法，取得了新突破，大幅度地降低了成本，应用于建材行业；专利号为00124492的超薄型微晶玻璃板的生产方法，属于较好的一种，但仍存在产品强度不够高，生产产品合格率低等问题，并且烧结温度高，生产成本高。
市场上尺寸大的板材厚度仍较大，如尺寸800×800mm的板材，厚度均在20mm以上，生产时需消耗大量的矿物原料，烧结需要消耗大量的能源，造成很大的浪费。而厚度低于5mm以下的板材，长度或直径小于300mm，尺寸增大不仅强度无法保证，而且生产工艺也无法满足要求。

发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，简单可行，容易实施，生产的产品规格大，强度高，生产合格率高，生产成本低。
本发明所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，包括配料、熔融制备玻璃颗粒料备用，在微晶玻璃托板上施加隔离层，在隔离层上铺放玻璃颗粒料，经晶化烧结后得毛坯，再经过机械加工制成产品，其玻璃颗粒料为玻璃纤维颗粒料，由玻璃颗粒料外加5～20％重量比的陶瓷纤维组成，用作墙地砖用或吊顶用微晶玻璃板。
在玻璃纤维颗粒料铺放完后，最好再铺放一层普通的玻璃颗粒料。也就是说，玻璃颗粒料的铺放分两次进行，依次铺放玻璃纤维颗粒料即铺底玻璃颗粒料和普通的玻璃颗粒料，铺底玻璃颗粒料由玻璃颗粒料外加5～20％重量比的陶瓷纤维组成，用作吊顶用的微晶玻璃板或用介电性能和抗热冲击基板。
在铺底玻璃颗粒料中添加有陶瓷纤维，大大增强了产品的强度，可以增大产品尺寸规格，保证了产品质量，加工容易，产品合格率高，生产成本低。
将毛坯连同微晶玻璃托板一起送入研磨抛光生产线进行研磨抛光——同体研磨抛光，防止断裂，提高产品生产合格率。
本发明中陶瓷纤维可以为适宜的任意陶瓷纤维，优选硅酸铝纤维和硅灰石纤维等。
为了保证更好的产品强度，玻璃颗粒料的重量颗粒级配优选为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm10-20％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm15-25％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm15-25％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm40-50％。
玻璃托板为各种耐火托板，如陶瓷板、碳化硅板和莫来石板等。
隔离层为耐火涂层，如二氧化硅和氧化铝涂层等，涂层厚度为0.3-0.8mm；也可以为厚度为0.4-0.6mm的陶瓷纤维纸。
生产控制的烧成温度为1050～1150℃，较低，烧成时间为90～360分钟。
本发明能够制作厚度为2～5mm，单边长度或直径600～1000mm的大尺寸超薄微晶玻璃烧结板，以800×800×2mm为代表。
本发明适宜各种微晶玻璃材质，如分别以β-硅灰石、锂灰石、氧化铁等为主结晶相的微晶玻璃。
由上看出，本发明超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，简单可行，容易实施，生产的产品尺寸大，厚度小，且强度高，生产合格率高，生产成本低，利于推广应用。
本发明微晶玻璃烧结板，可代替目前使用的厚度较大的微晶玻璃板或微晶玻璃陶瓷复合板用于地面以及室内外墙贴面装饰；由于微晶玻璃具有良好的透光性，可用于室内吊顶装修；由于该产品导热系数好、耐热冲击性能优良、不吸污，也可广泛适用于电磁炉和电子行业的专用介电性能和抗热冲击基板。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1以β-硅灰石为主结晶相的微晶玻璃，其化学重量百分组成为SiO258％，Al2O33.5％，CaO 18％，MgO 3％，Fe2O30.1％，K2O 1.5％，Na2O 13％，ZnO 2％，余量为杂质。配料后，经高温熔化，水淬制成玻璃颗粒料，分选后分成两部分，一部分作为铺底微晶玻璃颗粒料，在其中加入10％的硅酸铝纤维，混合均匀，作为玻璃纤维颗粒A；另一部分作为玻璃颗粒B直接使用。用高温烧成的陶瓷板作托盘，托盘基面用水调二氧化硅粉均匀涂抹，二氧化硅粉厚度在0.4mm或直接使用0.5mm厚的陶瓷纤维纸铺放在托盘基面。用布料器将玻璃纤维颗粒A铺在涂有二氧化硅粉的陶瓷板上，均匀分布，再铺上玻璃颗粒B，然后经过5次陶瓷滚筒或不锈钢滚筒依次压延，以使布料致密，然后在隧道窑中烧成，烧成温度1120±10℃，烧成时间300分钟，等托盘出炉冷却后取出。取出后将微晶玻璃板与托盘同体送入研磨抛光生产线进行研磨抛光，切割制成厚度为4mm的800×800mm的白色微晶玻璃薄板，用于墙面装饰或住房吊顶装饰。
其中，玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm15％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm20％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm20％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm45％。
实施例2以锂灰石为主结晶相的微晶玻璃，其化学重量百分组成为SiO265％，Al2O317％，CaO 2％，MgO 1％，Fe2O30.1％，Na2O 3％，Li2O 4％，B2O32％，ZnO 4％，余量为杂质。配料后，经高温熔化，水淬制成玻璃颗粒料，在其中加入15％的硅酸铝纤维，混合均匀，得到玻璃纤维颗粒料。用高温烧成的莫来石板作托盘，托盘基面用水调氧化铝粉均匀涂抹，二氧化硅粉厚度在0.35mm，或使用0.4mm厚陶瓷纤维纸铺放在托盘基面。用布料器将玻璃纤维颗粒料铺在涂有氧化铝粉的莫来石板上，均匀分布，然后经过4次陶瓷滚筒或不锈钢滚筒依次压延，然后在隧道窑中烧成，烧成温度1125±5℃，烧成时间200分钟，等托盘出炉冷却后取出。取出后将微晶玻璃板与托盘同体送入研磨抛光生产线进行研磨抛光制得产品。将大板产品切割制成厚度为3mm的150×150mm的白色微晶玻璃薄板，用于电磁炉和电子行业的专用介电性能和抗热冲击基板。
其中，玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm12％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm20％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm18％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm50％。
实施例3以β-硅灰石和氧化铁为主结晶相的微晶玻璃，其化学重量百分组成为SiO258％，Al2O35.5％，CaO 7％，MgO 3％，Fe2O312％，K2O 1.5％，Na2O 11％，ZnO 2％。配料后，经高温熔化，水淬制成玻璃颗粒料，分选后分成两部分，一部分作为铺底微晶玻璃颗粒料，在其中加入8％的硅酸铝纤维，混合均匀，作为玻璃纤维颗粒A；另一部分作为玻璃颗粒B直接使用。用高温烧成的陶瓷板作托盘，托盘基面用水调二氧化硅粉均匀涂抹，二氧化硅粉厚度在0.4mm，或使用0.4mm厚陶瓷纤维纸铺放在托盘基面。用布料器将玻璃纤维颗粒A铺在涂有二氧化硅粉的陶瓷板上，再铺上玻璃颗粒B，然后经过4次陶瓷滚筒或不锈钢滚筒依次压延，以使布料致密，然后在烧成温度1120±10℃的温度下烧结，烧成时间250分钟，等托盘出炉冷却后取出。取出后将微晶玻璃板与托盘同体送入研磨抛光生产线进行研磨抛光制得产品。切割制成厚度为3mm的150×150mm的黑色微晶玻璃薄板，用于电磁炉和电子行业的专用介电性能和抗热冲击基板。
其中，玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm18％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm18％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm22％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm42％。
实施例4以β-硅灰石为主结晶相的微晶玻璃，其化学重量百分组成为SiO258％，Al 2O33.5％，CaO 18％，MgO 3％，Fe2O30.1％，K2O 1.5％，Na2O 13％，ZnO 2％，余量为杂质。配料后，经高温熔化，水淬制成玻璃颗粒料，分选后分成两部分，一部分作为铺底微晶玻璃颗粒料，在其中加入16％的硅灰石纤维，混合均匀，作为玻璃纤维颗粒A；另一部分作为玻璃颗粒B直接使用。用高温烧成的陶瓷板作托盘，托盘基面用水调二氧化硅粉均匀涂抹，二氧化硅粉厚度在0.4mm。用布料器将玻璃纤维颗粒A铺在涂有二氧化硅粉的陶瓷板上，再铺上玻璃颗粒B，然后经过3次陶瓷滚筒或不锈钢滚筒依次压延，以使布料致密，然后在隧道窑中烧成，烧成温度1120±5℃，烧成时间280分钟，等托盘出炉冷却后取出。取出后将微晶玻璃板与托盘同体送入研磨抛光生产线进行研磨抛光制得产品。切割制成厚度为2mm的800×800mm的微晶玻璃薄板。
其中，玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm15％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm20％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm20％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm45％。
实施例5以β-硅灰石和氧化铁为主结晶相的微晶玻璃，其化学重量百分组成为SiO258％，Al2O35.5％，CaO 7％，MgO 3％，Fe2O312％，K2O 1.5％，Na2O 11％，ZnO 2％。配料后，经高温熔化，水淬制成玻璃颗粒料，分选后分成两部分，一部分作为铺底微晶玻璃颗粒料，在其中加入11％的硅酸铝纤维，混合均匀，作为玻璃纤维颗粒A；另一部分作为玻璃颗粒B直接使用。用高温烧成的碳化硅板作托盘，使用0.4mm厚陶瓷纤维纸铺放在托盘基面。用布料器将玻璃纤维颗粒A铺在碳化硅板上，再铺上玻璃颗粒B，然后经过5次陶瓷滚筒依次压延，然后在烧成温度1120±10℃的温度下烧结，烧成时间120分钟，等托盘出炉冷却后取出。取出后将微晶玻璃板与托盘同体送入研磨抛光生产线进行研磨抛光制得产品。切割制成厚度为3mm的150×150mm的黑色微晶玻璃薄板，用于电磁炉和电子行业的专用介电性能和抗热冲击基板。
其中，玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm18％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm22％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm16％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm44％。
实施例6以β-硅灰石为主结晶相的微晶玻璃，其化学重量百分组成为SiO258％，Al2O33.5％，CaO 18％，MgO 3％，Fe2O30.1％，K2O 1.5％，Na2O 13％，ZnO 2％，余量为杂质。配料后，经高温熔化，水淬制成玻璃颗粒料，其中加入13％的硅酸铝纤维，混合均匀，得到玻璃纤维颗粒料。用高温烧成的陶瓷板作托盘，托盘基面用水调二氧化硅粉均匀涂抹，二氧化硅粉厚度在0.4mm或直接使用0.5mm厚的陶瓷纤维纸铺放在托盘基面。用布料器将玻璃纤维颗粒料铺在涂有二氧化硅粉的陶瓷板上，均匀分布，然后经过5次陶瓷滚筒或不锈钢滚筒依次压延，以使布料致密，然后在隧道窑中烧成，烧成温度1130±10℃，烧成时间300分钟，等托盘出炉冷却后取出。取出后将微晶玻璃板与托盘同体送入研磨抛光生产线进行研磨抛光，切割制成厚度为4mm的800×800mm的白色微晶玻璃薄板，用于墙面装饰或住房吊顶装饰。
其中，玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm15％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm20％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm20％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm45％。
权利要求
1.一种超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，包括配料、熔融制备玻璃颗粒料备用，在微晶玻璃托板上施加隔离层，在隔离层上铺放玻璃颗粒料，经晶化烧结后得毛坯，再经过机械加工制成产品，其特征在于玻璃颗粒料为玻璃纤维颗粒料，由玻璃颗粒料外加5～20％重量比的陶瓷纤维组成。
2.根据权利要求1所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于玻璃纤维颗粒料铺放完后，再铺放一层玻璃颗粒料。
3.根据权利要求1所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于将毛坯连同微晶玻璃托板一起送入研磨抛光生产线进行研磨抛光。
4.根据权利要求1所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于陶瓷纤维为硅酸铝纤维或硅灰石纤维。
5.根据权利要求1所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于玻璃颗粒料的重量颗粒级配为0.2mm≤颗粒直径d＜0.5mm10-20％0.5mm≤颗粒直径d＜1.2mm15-25％1.2mm≤颗粒直径d＜2.0mm15-25％2.0mm≤颗粒直径d≤3.0mm40-50％。
6.根据权利要求1所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于微晶玻璃托板为陶瓷板、碳化硅板或莫来石板。
7.根据权利要求6所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于隔离层为二氧化硅或氧化铝涂层。
8.根据权利要求6所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于隔离层为陶瓷纤维纸。
9.根据权利要求1所述的的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于烧成温度1050～1150℃，烧成时间90～360分钟。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，其特征在于超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的厚度为2～5mm，单边长度或直径600～1000mm。
全文摘要
本发明涉及一种超薄大尺寸微晶玻璃烧结板的制造方法，包括配料、熔融制备玻璃颗粒料备用，在微晶玻璃托板上施加隔离层，在隔离层上铺放玻璃颗粒料，经晶化烧结后得毛坯，再经过机械加工制成产品，其特征在于玻璃颗粒料为玻璃纤维颗粒料，由玻璃颗粒料外加5～20％重量比的陶瓷纤维组成；玻璃纤维颗粒料铺放完后，最好再铺放一层玻璃颗粒料；将毛坯连同微晶玻璃托板一起送入研磨抛光生产线进行研磨抛光。本发明微晶玻璃烧结板，可代替目前使用的厚度较大的微晶玻璃板或微晶玻璃陶瓷复合板，用于地面以及室内外墙贴面装饰及吊顶装修，也可广泛适用于电磁炉和电子行业的专用介电性能和抗热冲击基板。
文档编号C03C6/00GK1843990SQ20061004366
公开日2006年10月11日 申请日期2006年4月15日 优先权日2006年4月15日
发明者石汝军, 陈家仪, 樊震坤, 常咸星, 邵书青, 赵林 申请人:山东硅苑新材料科技股份有限公司, 北京晶雅石科技有限公司