专利名称：一种装饰材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种装饰材料，属于无机非金属材料领域。
背景技术：
目前国内外市场上流行的建筑装饰板材主要有花岗岩、大理石、陶瓷，有孔微晶玻 璃、铝塑板、人造大理石等。花岗岩通体有气孔，有裂纹，易吸污，不易清洁，表面硬度不均 勻，易磨损，表面光泽不持久，易风化变质，色差大，多数具有较高的放射性，对人体的危害 大，且大量开采会严重破坏生态环境，造成水土流失，危害自然；大理石结构松散，强度低， 有裂纹和大量气孔，易吸污，不易清洁，表面硬度低，易磨损，不适于铺地，只适于装饰墙面， 耐酸碱性能差，大理石加工时一般需要背面贴树脂和丝网，正面用树脂添补孔、洞，抛光使 用后易褪色，光泽持久性能差，大量开采危害自然；建筑陶瓷分为有釉面的釉面砖和通体一 致的抛光玻化砖。釉面砖由坯体和釉面二层组成，膨胀系数差别大时，易发生龟裂，釉面剥 落，釉层一般较薄，硬度低，所以耐磨性能差，只适合装饰墙面，其规格小，表面有针孔。抛光 玻化砖表面和侧面有许多气孔，易吸脏，抗污能力差，目前国内几乎没有一块抛光玻化砖能 真正抵制茶水或墨水的污染，大规格的抛光玻化砖一般都具有黑心或夹层缺陷；有孔微晶 玻璃作为一种近几年才兴起的饰面材料，其致命的缺点就是气孔多，易变形，杂质斑点多， 表面有颗粒状，易吸污，不可翻新处理，严重影响其用途；铝塑板是铝板和塑料复合而成，表 面再镀或喷上一层装饰面料，其耐候性能差，易变形褪色；人造大理石是由树脂和填料经搅 拌，混合，低温烘干复合而成，色泽丰富，但表面硬度差，易磨损，变形和褪色。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装饰材料，属于无机非金属材料领域。该装饰材料采用合理的配方，并可以采用多种常规人造石材加工方法压制得到质 地致密坚硬的装饰材料，因质地致密，该装饰材料的断裂模数、干燥后压缩强度、莫氏硬度 等性能指标优于花岗岩、大理石。因配方合理采用低温助熔融性能良好的碱金属元素，碱 土金属元素氧化物，且质地致密，该装饰材料在成型过程中所有原料的粘合性好，通体不容 易产生气孔，克服了花岗岩、大理石、或抛光玻化砖、微晶玻璃砖形成过程中产生的裂纹、气 孔、杂质和色差等缺陷，具体表现在吸水率低，耐酸性、耐碱性、抗热震性良好，这意味该装 饰材料使用寿命长，耐脏易清洁，品质优良。本发明的技术方案为一种装饰材料，其中该材料的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的=SiO2 50-72% ；R2O 2-20% ；RO 5-40% ；Al2O3 2~15% ；其中 R2 为碱金属元素，R 为碱土金属元素。装饰材料，其中该材料的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的=SiO2 50-70% ；R2O 2-20% ；RO 5~40% ；Al2O3 2~15% ；其中 R2 为碱金属元素，R 为碱土金属元素。装饰材料，其中该材料的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的=SiO2 50-64% ；R2O 2-20% ；RO 5~40% ；Al2O3 2~15% ；其中 R2 为碱金属元素，R 为碱土金属元素。
装饰材料，其中=R2为碱金属元素中的Li、Na、K中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中R为碱土金属元素中的Mg、Ca中的任意一种或一种以上。装饰材 料，其中该材料的终产物还包括以氧化物净含量重量百分数的=Fe2O3 0-2% ；ZnO 0-7% ； BaO 0-6% ；TiO2 0-7% ；ZrO2 0~5% ；As3O2 0~2% ；B2O3 0~8% ；Sb3O2 :0_2%。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=LF2 0. 0001-8%，其中L为Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=LF2 0. 05-7%，其中L为Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=LF2 0. 1-6%，其中L为Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=LF2 0. 2-5%，其中L为Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=LF2 0. 4-4. 5%，其中L为Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=MF3 0. 0001-5%，其中M为As、Al、Sb中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=MF3 0. 05-5%，其中M为As、Al、Sb中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=MF3 0. 1-5%，其中M为As、Al、Sb中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=MF3 0. 2-4%，其中M为As、Al、Sb中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=MF3 0. 4-3. 5%，其中M为As、Al、Sb中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=NF4 0. 0001-5%，其中N为As、Sb中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=NF4 0. 05-5%，其中N为Zr、As中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=NF4 0. 1-5%，其中N为Zr、As中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=NF4 0. 2-4%，其中N为Zr、As中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟化物净含量重量百分数的=NF4 0. 4-3. 5%，其中N为&、As中的任意一种或一种以上。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟元素净含量重量百分数的F 0. 0001-7%。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟元素净含量重量百分数的F 0. 05-6%。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟元素净含量重量百分数的F0. 1-5%。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟元素净含量重量百分数的F 0. 2-4%。装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟元素净含量重量百分数的F 0. 4-3. 5%。装饰材料，其中该材料的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的=SiO2 50-65% ；R2O 4-15% ；RO 12-30% ；Al2O3 :0_8%。装饰材料，其中该材料的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的=SiO2 55-65% ；K2O 3-8% ；Na2O 2-7% ；CaO 5-15% ；MgO 9~25% ；Al2O3 :0_5%。装饰材料，其中该装饰材料的密度2. 52-3. 2克/立方厘米。装饰材料，其中该装饰材料的莫氏硬度6级-8级。装饰材料，其中该装饰材料的断裂模数60-180MPa。装饰材料，其中该装饰材料的干燥后压缩强度280-800Mpa。装饰材料，其中该装饰材料的密度2. 71-3. 0克/立方厘米。装饰材料，其中该装饰材料的莫氏硬度6级-7级。装饰材料，其中该装饰材料的断裂模数80-150MPa。装饰材料，其中该装饰材料的干燥后压缩强度300-500Mpa。装饰材料，其中该装饰材料的吸水率0-0. 4%。装饰材料，其中该装饰材料的吸水率0. 001-0. 3%。装饰材料，其中该装饰材料的吸水率0. 01-0. 2%。装饰材料，其中该装饰材料的吸水率0. 03-0. 1 %。装饰材料的制备方法，测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按终 产物以氧化物以及氟化物净含量重量百分数的比例选择原料配比；将混合好的原料粉碎成 粉末状，在1100-1400°C温度下加压压制得到密度为2. 6-3. 2克/立方厘米的坯料；将坯料 送入烘干装置进行烘干，得烘干料；将烘干料送入炉窑烧制，烧成温度在1250°C -1600
烧成时间2-100小时，得烧成料；再停止加热，待窑内温度自然降至600°C以下，将物料出 窑，然后冷却至室温，再进行抛光、切割、包装得成品终产物。装饰材料的制备方法，测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按终 产物以氧化物以及氟化物净含量重量百分数的比例选择原料配比；将混合好的原料放入 炉窑中，温度控制在1300-1600°C，直至熔融，再澄清；在600-1200°C温度下用辊压成型， 再从600°C逐步冷却至室温，得到透明的半成品终产物；再切割成各种长度规格，进窑，在 400-550°C条件下进行成核处理2-10小时，再在1120-1400°C作晶化处理2-10小时，然后冷 却至室温，再进行抛光、切割、包装得成品终产物。装饰材料的制备方法，测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按终 产物以氧化物以及氟化物净含量重量百分数的比例选择原料配比；原料经1300-1600°C的 温度熔融2-5小时、降温，在800-1200°C的区间挤、压、拉制成型，在600°C的区间热处理1 -8 小时，再从600°C逐步冷却至室温；再切割成各种长度规格，进窑，在400-550°C条件下作成 核处理2-10小时，再在1120-1400°C作晶化处理2-10小时，然后冷却，再进行抛光、切割、包 装。
装饰材料的制备方法，测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按终 产物以氧化物以及氟化物净含量重量百分数的比例选择原料配比；将原料放入高温窑中在 1500-1650°C温度下熔融为熔液，然后将该熔液从炉窑口放出，用高压泵输入冷却水急速冷 却，使液体变为水淬颗粒料，水淬颗粒料装入模具放入炉窑中在氮气气氛下进行烧结，烧结 温度，升温速度为20°C /分钟，升温至1300-1600°C，保温2_4小时，然后冷却至600°C以下 出炉；在600°C下保温2小时，然后冷却至室温，再进行抛光、切割、包装得成品终产物。装饰材料的制备方法，测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按 终产物以氧化物以及氟化物净含量重量百分数的比例选择原料配比；将原料放入喂料机 中，经皮带输送送入大型球磨机中混和，研碎均勻，放入搅拌池中搅拌，用柱塞泵将料送入 600°C左右的喷雾塔中干燥，将料放入料仓中陈腐，用大型压砖机压制成型，送入200°C以下 的辊道干燥窑中干燥40分钟，再送入辊道窑中烧成，烧成温度900--1200°C，烧成时间8小 时左右，再抛光、切割、包装。装饰材料的制备方法测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按 终产物以氧化物以及氟化物净含量重量百分数的比例选择原料配比；将原料放入喂料机 中，在密闭的搅拌机中混合均勻，逐渐加入到1200--1600°C的高温熔化炉或玻璃双弦窑 或马蹄焰窑或横火焰窑等中熔化均勻，历时2天以上，再经浮法成型工艺成型，在窑尾切 割成半成品终产物。半成品终产物再放入辊道窑或隧道窑或梭式窑中热处理，成核温度 400—1000°C，晶化温度600—1200°C，历时8小时，再冷却至常温，抛光、切割、包装。本发明的优点在于本发明的装饰材料质地晶莹、光洁、亮丽，色泽柔和自然，无色 差，通体无气孔，无杂质、斑点，不吸污，绿色环保，硬度高，抗折，抗压，抗冲击，抗风化，不褪 色，耐高温，耐磨损，耐腐蚀，并且可随意翻新处理。本发明的装饰材料的生产工艺比较简 单，克服了天然石材和人造石材的缺陷，是一种理想的装饰材料，降低了人们对天然石材的 需求和开采，对保护自然、保护环境、美化生活起到了良好的作用。本发明的装饰材料组方设计时，按某一范围配比确认终产物以氧化物净含量重量 百分数的Si02、R20、R0。当选用不同质地的矿石为原料时，例如长石(长石是钾、钠、钙、钡 等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物)、透辉石、硅灰石、菱镁矿、滑石、方解石、高岭土、萤 石、粘土、石英、白云石等。可先测试分析其矿样中Si02、R20、R0的品位，再按终产物的配比 来调整原料各组分的用量，因此终产物的配比确认后，尽管原料来源不同，品位不同，原料 千变万化，当按一定的Si02、R2O, RO配比确认组分后，都能得到性能优良的装饰材料。由于很多天然矿石中都含有Si02、R2O, R0,因此SiO2与R20、RO的配比构成了原料 的主要成份，而挑选R2O是因为如果原料中若含有适量的K20、Na20、等碱金属氧化物可以有 助熔作用，可在较低熔融温度下制备装饰材料，可节约能源。同时MgO、CaO等形式的R0; K2O, Na2O等形式的R2O也是本发明终产物结构组成的一部分。Al2O3也是矿石中的一种常见成份；Al2O3常与SiO2结合以铝硅酸盐的形式存在矿 石中，在本发明的组方中；Al2O3不是必要的成份，即使其含量为0，也不影响本发明终产品 的性能，但由于Al2O3存在于很多天然矿石中，因此本发明选择原料时，有时很难避免Al2O3 的存在，但本发明终产物将Al2O3的含量控制在10%以下是区别本发明与其他人造石材、陶 瓷制品的显著标志，例如，人造石材中Al2O3含量彡15%，陶瓷制品中Al2O3含量彡17%。Ba、Mg、Ca、Sr、Zn、Ga、Al、Sb、Zr、As等元素的氟化物也有良好的助溶作用，特别是CaF2(又称萤石)形式的助熔剂，价格低廉，来源广泛，可以降低原料的熔化温度。当缺 少CaF2等氟化物时，本发明的装饰材料在生产过程中将多消耗能源，但并不影响装饰材料 的终产品的性能，但萤石等氟化物作为优选方案还可以降低熔融矿液的粘度，有利于提高 矿液的均化与澄清，减少气孔。氟化合物的引进还有利于终产品的抗热震性能的提高。在矿石和材料领域终产品中氟化合物通常以金属氟化物的形式表达，这成为 该领域认可的表达方式。例如发明名称“透红外光的含氟化物锗酸盐玻璃”的授权专利 02111140中以Ba、Mg、Ca、Sr、Zn、Ga、Al、Sb、Zr、As等元素的氟化物形式与氧化物形式表 述一种玻璃的产品组成。因氟化合物的引进主要是为了降低生产成本，减少能源消耗，Ba、Mg、Ca、Sr、Zn、 Ga、Al、Sb、Zr、As等元素的氟化物作为原料都有助于减少能源消耗，具体的金属氟化合物种 类的变化不影响节约能源的良好作用。既然氟化合物与金属的结合形式不影响节约能源的良好作用，本发明尝试用一种 简洁的方式描述本发明的装饰材料，其中该材料的终产物还包括以氟元素净含量重量百 分数的:F 0-8% ；或 F 0. 05-7% ；或 F 0. 1-6% ；或 F 0. 2-5% ；或 F 0. 4-4. 5%0同样的Fe2O3广泛存在于多种天然矿石中，因此虽然可以不选择Fe2O3，但其作为杂 质形式存在很难避免，当其含量控制在7%以下，不影响装饰材料终产品性能。同样的ZnO、BaO, TiO2可以是人为添加的，也可以是因原料本身带来的，但它们并 不是本发明所必须的，当其含量控制在7%以下，不影响装饰材料的性能。尽管原料中的B元素多以硼酸盐的形式出现，例如，硼砂、四水硼砂、硼酸钠钙、硼 酸钙、硼酸镁。但在矿石领域B元素常以氧化物B2O3形式表达。这成为矿石领域中的通用 表达方式。ZrO2^AsO2的引进可以是矿石原料中带来的，也可以人为后来添加的，Zr02、As02作 为添加剂，有助于提高产品的耐高温，耐腐蚀性，其抗热震性能好。当本发明的终产物配比确定后，多项实施例表明不同原料出发都能得到性能良好 的装饰材料。这证明以终产物中氧化物以及优选的氧化物、氟化物含量的形式限定本发明 是有依据的，终产品的性能与终产品的成份配比密切相关，而与原料的变化关联性小。当本发明的终产物配比确定后。应用不同方法，可以得到性能良好的装饰材料，这 证明终产物的成份配比决定了终产物的性能。不同方法的区别在于生产成本，生产能耗和 生产设备有一定差异，但这并不影响终产物的性能。本发明的终产物除了配比是最重要的技术指标，另外一项最重要的技术指标是其 致密的密度，传统的石材花岗石、大理石、陶瓷砖，微晶砖的密度很少有超过2. 7克/立方 厘米，而本发明的装饰材料可以达到2. 52克/立方厘米，优选的密度可达2. 71克/立方厘 米，3. 0克/立方厘米，3. 2克/立方厘米。本发明的装饰材料的致密度与终产物的配方决定了其他优良性能(1)、密度2. 52-3. 2克/立方厘米；优选密度2. 71-2. 9克/立方厘米；按GB/ T3810. 3-1999 检测。(2)、断裂模数> 60Mpa ；按 GB/T3810. 4-1999 检测。(3)、干燥后压缩强度> 280Mpa ；按 GB/T9966. 1-2001 检测。
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(4)、吸水率0-0. 4%;吸水率0. 001-0. 3%;吸水率0. 01-0. 2%;吸水率0. 03-0. 1% 按 GB/T9966. 3-2001 检测。(5)、放射性符合 GB6566-2001 标准。(6)、莫氏硬度大于6级，达到7级、8级。(7)、耐酸性1. 0 %硫酸溶液室温浸泡650小时，外观无变化。按GB/ T3810. 13-1999 检测。(8)、耐碱性1.0%氢氧化钠溶液室温浸泡650小时，外观无变化。按GB/ T3810. 13-1999 检测。(9)、抗热震性将IOOmmX IOOmmX 18mm的产品放在比室内水温高100°C的恒温烘 箱中30分钟，取出放入相当于产品20倍以上体积的水中，冷却后取出观察表面无裂纹、崩 落等现象，且敲其声音无变化。按本发明所定的此标准检测。本发明的装饰材料与传统的花岗石，大理石，陶瓷抛光砖对比如下
权利要求
一种装饰材料，其特征在于该材料的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的SiO250 72％；R2O2 20％；RO5 40％；Al2O30 10％；其中R2为碱金属元素，R为碱土金属元素。
2.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于R2为碱金属元素中的Li、Na、K中的任 意一种或一种以上。
3.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于R为碱土金属元素中的Be、Mg、Ca中的 任意一种或一种以上。
4.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于该材料的终产物还包括以氧化物净含 量重量百分数的=Fe2O3 0. 0001-7% ;ZnO :0-7%;Ba0 :0-7%;Ti02 :0-7%;Zr02 :0-8%;As02 0-2% ；B2O3 :0-7%。
5.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于该材料的终产物还包括以氟化物净含 量重量百分数的=LF2 0.0001-7%，其中1^为彻、1%、01、51~、211中的任意一种或一种以上。
6.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于该材料的终产物还包括以氟化物净含 量重量百分数的MF3 0.0001-5%，其中M为Ga、Al、Sb中的任意一种或一种以上。
7.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于该材料的终产物还包括以氟化物净含 量重量百分数的NF4 0.0001-5%，其中N为&、As中的任意一种或一种以上。
8.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于该材料的终产物包括以氧化物净含量 重量百分数的:Si02 50-65% ；R2O 4-15% ；RO 12-30% ；Al2O3 0~8% 0
9.如权利要求1所述的装饰材料，其特征在于该材料的终产物包括以氧化物净含量 重量百分数的Si02 :55-65 % ；K2O 3-8 % ；Na2O 2~7 % ；CaO 5-15% ；MgO 9-25 % ；Al2O3 0-5%。
10.权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9所述的任意一项装饰材料的制备方法，其特征在于 测量原料中氧化物以及氟化物的含量，再按比例折算，按终产物以氧化物以及氟化物净含 量重量百分数的比例选择原料配比；将混合好的原料粉碎成粉末状，在1100-1400°C温度 下加压压制得到密度为2. 6-3. 2克/立方厘米的坯料；将坯料送入烘干装置进行烘干，得烘 干料；将烘干料送入炉窑烧制，烧成温度在1250°C -1600°C，烧成时间2-100小时，得烧成 料；再停止加热，待窑内温度自然降至600°C以下，将物料出窑，然后冷却至室温，再进行抛 光、切割、包装得成品终产物。
全文摘要
本发明涉及一种装饰材料，属于无机非金属材料领域。本发明的终产物包括以氧化物净含量重量百分数的SiO250-72％；R2O2-20％；RO5-40％；Al2O30-10％；其中R2为碱金属元素，R为碱土金属元素。还可以包括Fe2O30.0001-7％；ZnO0-7％；BaO0-7％；TiO20-7％；ZrO20-8％；AsO20-2％；B2O30-7％以及氟化物。该装饰材料采用合理的配方，因质地致密，该装饰材料的断裂模数、干燥后压缩强度、莫氏硬度等性能指标优于花岗岩、大理石。
文档编号C04B35/14GK101962288SQ20101028655
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者朱晓明 申请人:江西金枫玉石有限公司