专利名称：一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法。
背景技术：
大红色釉尤其如国旗颜色的大红色釉，它亮丽如镜、灿若朝阳、呈色鲜红、润泽光亮，是陶瓷颜色釉中最为名贵的釉种之一，这种大红色代表吉祥、富贵，象征喜庆，是历来人们都喜欢的颜色，但这种如国旗颜色的大红色釉陶瓷产品，最难烧制，它在高温中呈色极不稳定，在烧制中对窑室的气氛又十分敏感，稍有变异便不能达到预期的效果，所以要得到比较纯正的如国旗颜色的大红色釉陶瓷制品十分不易。历代多少陶瓷技术人员为了大批量烧制这一名贵釉种，付出大量心血，只是在不断地探索过程中偶尔能烧出一两件产品，但大批量生产往往不能成功。但在低温中(低于1000°c)，这种大红颜色较稳定，易控制，但低温烧成的陶瓷产品铅、镉溶出量又达不到要求，在使用过程中会对人的身体健康造成伤害。因此如能在高温釉面砖生产中开发出这种如国旗颜色的大红色釉面砖产品并使之产业化，必 将会丰富釉面砖的独特装饰效果及提高企业的竞争力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法，在不对现有釉面砖的生产工艺做出重大改变的基础上，重点对坯料的组成、底、面釉熔块的组成、底、面釉中不同性能熔块的优选及配比、面釉加工工艺、底釉的配方组成、素坯吸水率、烧成温度等进行调整与优化，从而使烧制的国旗大红色釉面砖釉面颜色鲜艳夺目、亮丽如镜、颜色纯正如国旗颜色、润泽光亮、灿若朝阳、装饰效果及艺术美感强；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现本发明的一种国旗大红色釉面砖的配方，其中素坯体按以下重量百分比组分配制SiO2 68 73 %，Al2O3 14 17 %，CaO+MgO 6 11 %，K2CHNa2O I 3 %，Fe203+Ti02 I 2%，其余辅助原料I 2. 5% ;底釉按以下重量份组分配制熔块b 28 32份，石英粉3 6份，硅酸锆4 7份，长石粉4 7份，氧化铝粉4 7份,烧滑石26 30份,煅烧高岭土 6 9份,高岭土 8 11份,外加羧甲基纤维素钠O. 05 O. I份，三聚磷酸钠O. 4 O. 6份，水37 40份；面釉按以下重量份组分配制熔块a 80 90份，熔块b 10 20份，外加高岭土 2 4份，镉硒红包裹色料3 5份，羧甲基纤维素钠O. 03 O. 05份，三聚磷酸钠O. 2 O. 4份，水37 40份；其中熔块a按以下重量百分比组分配制SiO2 65 67%，Al2O3 6 8%，CaO 9 11%，MgO O. I O. 3%, K2O 3 5%，Na2O O. 5 1%，ZnO 3 5%，SrO O. 5 I. 5%, PbO O. 5 2%，B2O3 I 3% ;其中熔块b按以下重量百分比组分配制SiO2 59 61%，Al2O3 4 6%，Ca0 7 9%，Mg0 I ~ 3 %, K2O 2 ~ 4 %,Na2OO. 5 1%，ZnO 5 7%，Li2O O. I O. 5%, TiO2 O. 5 2%，SrO O. 5 I. 5%, ZrO25 7%, B2O3 4 6%, P2O5 O. I O. 5% ;本发明还涉及一种国旗大红色釉面砖的制备方法，其包括以下步骤A、素坯体的制备素坯体的组分的重量百分比为
SiO2 68 73 %，Al2O3 14 17 %，CaO+MgO 6 11 %，K2CHNa2O I 3 %，Fe203+Ti02 I 2%，其余辅助原料I 2. 5% ;将含有上述组分的粘土、钾长石和钠长石及石英的混合砂、硅灰石原料、石灰石原料、陶瓷砖冷加工废渣以及辅助原料，再加入适量的水经球磨细碎成细度为250目筛，筛余为2% 4%，含34 36%水分的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含6. 5 7. 5%水分的粉料，在300 400公斤/厘米2此压力下自动液压机成型，干燥窑干燥，辊道窑烧成，最高烧成温度为1080°C 1140°C，烧成周期40 70分钟，烧成后吸水率为18. 8 19. 8%的陶瓷素坯体；B、底釉的制备(重量份)将熔块b 28 32份，石英粉3 6份，硅酸锆4 7份，长石粉4 7份，氧化铝粉4 7份，烧滑石26 30份，煅烧高岭土 6 9份，高岭土 8 11份，外加羧甲基纤维素钠O. 05 O. I份,三聚磷酸钠O. 4 O. 6份,水37 40份混合磨成细度为325目筛,筛余为O. 2% O. 3%的釉浆，过筛除铁储存即得底釉；C、面釉的制备(重量份)将熔块a 80 90份，熔块b 10 20份，外加高岭土 2 4份，羧甲基纤维素钠O. 03 O. 05份，三聚磷酸钠O. 2 O. 4份，水37 40份混合磨成细度为325筛，筛余为O. 35% O. 45%的釉浆，再加入3 5份的镉硒红包裹色料，混磨5 8分钟，放浆经过筛除铁储存即得面釉；其中熔块a的制备熔块a的组分重量百分比为=SiO2 65 67% ,Al2O3 6 8%，CaO 9 11%，MgOO. I O. 3%，K2O 3 ~ 5%, Na2O O. 5 1%，ZnO 3 5%，SrO O. 5 I. 5%，PbO O. 5 2%, B2O3 I 3% ;将含上述这些组分的、粒度小于150目的石英、钾钠长石、滑石、纯碱、氧化锌、碳酸钙、碳酸锶、红铅丹、硼酸原料，按照上述组分范围配料，混合机混合，熔块池窑熔制，熔制的温度范围1520°C 1540°C，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块a;熔块b的制备熔块b的组分重量百分比为Si02 59 61%，Al2O3 4 6%，CaO 7 9%，MgOI 3%，K2O 2 4%，Na2O O. 5 1%，ZnO 5 7%，Li2O O. I O. 5%, TiO2O. 5 2%，SrO O. 5 I. 5%, ZrO2 5 7%, B2O3 4 6%, P2O5 O. I O. 5% ;将含上述这些组分的、粒度小于150目的石英、钾钠长石、滑石、纯碱、氧化锌、碳酸钙、碳酸锶、锆英砂、磷灰石、硼酸、锂瓷石、钛白粉原料，按照上述组分范围配料，混合机混合，熔块池窑熔制，熔制的温度范围1520°C 1540°C，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块b ；D、产品的制备及烧成将步骤A得到的素坯体，先施步骤B得到的底釉，施釉量约为O. 7kg/m2 (含水釉浆重)，待底釉刚刚干时再施步骤C得到的面釉，施釉量约为I. 18kg/m2(含水釉浆重)，且淋完面釉后，釉面应在30秒内干透，然后经过洗边、印花或不印花，进入辊道窑釉烧，在115°C 1130°C的温度中烧制，时间45 65分钟，经过磨边、烘干工序，即可制成成品。其中所述的陶瓷砖冷加工废渣为陶瓷抛光废渣、抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污水泥废渣。 所述的钾长石和钠长石及石英的混合砂包括高温砂(含较多石英、钾长石)、中温砂、低温砂(含较多钠长石)。所述的其余辅助原料包括水玻璃、五水偏硅酸钠。所述的粘土包括黑泥、白泥、灰泥。本发明的一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法，通过优化坯料的组成，底、面釉熔块的组成，底、面釉中不同性能熔块的优选及配比，面釉加工工艺，底釉的配方组成，素坯吸水率，烧成温度等，采用优化了坯料组成及坯体烧成温度，尤其是在坯体配方中添加了一定量的陶瓷冷加工废渣，这些废渣主要是陶瓷抛光废渣，抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污水泥废渣，这些废渣不但降低了生产成本，达到了节能减排的目的，同时抛光废渣，抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污水泥废渣又是素坯体吸水率，表面透气性及疏水性均匀优良的保证。因为釉面砖生产中均是采用钟罩进行施釉的，根据微积分原理，钟罩施釉会造成两边的釉会略厚过中间的釉，通常不加陶瓷冷加工废渣的素坯体因边缘的导角作用而会造成素坯体四边的致密度与中间的致密度相差较大，从而使素坯体四边的吸水率，表面透气性及疏水性差异较大，因此采用钟罩施完釉的产品因四边与中间的干透时间差异大而形成边框。当施这些国旗大红色釉时，会因这些边框而造成颜色差异，同时因边缘的釉干透时间长，釉中的色料会因长时间停留而与基釉分离，造成边缘出现泛白现象，从而影响整个产品红色釉的发色效果。而陶瓷抛光废渣，抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污水泥废渣中含有大量抛光砖及釉面砖在磨边和抛光过程中消耗的磨头屑，这些磨头屑的成份中含有大量的碳化硅及树脂，这些碳化硅与树脂在高温中会产生大量的气体，这些气体在排放时，会在坯体表面形成许许多多的小气孔，这些小气孔会随着气体的不断排放而留在素坯体的表面，形成开口的小气孔，从而保证了素坯体四边的吸水率,透气性,疏水性与中间均匀一致。因此用这些添加了陶瓷冷加工废渣后的素坯体施这种国旗大红色釉时，其四边的干透时间与中间基本一致，不会形成边框，同时这些素坯体表面的开口小气孔又是釉浆中水份流向坯体中部的良好通道，而保证施面釉的半成品在30秒之内釉面完全干透，而不会因干透时间过长而造成釉中的色料与基釉分离而形成浮白现象。但是素坯体的烧成温度又要适合，过低会因气体排放不完全而残留在素坯体中，造成施釉时出现针孔，甚至在釉烧窑时，二次大量气体排放易使釉面产生针孔、釉泡、溶洞等缺陷，如温度过高，会使素坯体出现发泡而造成玻坯，因为经过分析、化验，这些废渣在经1140°C以上高温时，会因碳化硅气体剧烈反应而造成坯体发泡变形，因此添加陶瓷冷加工废渣的坯体最佳烧成温度为1080°C 1140°C。面釉组成的优化是国旗大红色釉面砖烧制的关键，众所周知，在众多的能使陶瓷制品获得大红色装饰效果的色剂中，唯独以硫硒化镉为发色剂的色料能产生色泽最鲜艳，发色最纯正的装饰效果，但由于硫硒化镉热稳定性差，在空气中加热时，超过500°C即开始分解，高于800°C时会完全分解而变黑，甚至完全失去红颜色，因此现在市场上的镉硒红色料为了稳定发色均是以ZrSO4细小晶体包裹硫硒化镉晶体发色团，但即使如此，这种包裹型的镉硒红色料呈色也不稳定，在烧制中对窑室的气氛十分敏感，稍有变异便不能达到预期的效果。同时ZnSO4细小晶体在超过1000°C高温时又极易与硫硒化镉晶体发色团分离，从而失去保护硫硒化镉晶体发色团的作用，所以在高温中要得到比较纯正的大红釉陶瓷器十分不易，即使偶尔有一两件刚好在温度，气氛适宜处窑位能制得，但第二次相同部位往往又失败，更不用说象釉面砖这样高于1110°C烧成，又是大规模化生产，因此要想获得理想的大红色釉面砖更是难上加难。本申请人通过数百次试验发现，要使包裹型镉硒红色料在1115 °C 1130°C的温度下发出如国旗鲜红纯正的大红色，对基础釉的配方组成尤为关键，在本发明中，面釉熔块b中加入了适量的锆英砂，因为锆英砂的加入，可稳定包裹型镉硒红 色料中的锆英石晶体在高温中不易分解，从而隔断空气的氧化作用，阻滞硫硒化镉的挥发，使硫硒化镉发色纯正。在本发明面釉熔块a、熔块b中均加入适量的碳酸锶，因为SrO可以使Si/Al比范围加宽，同时在高温中还可以消除镉硒色料表面受氧化而造成的朦胧状态，从而使颜色鲜艳。在本发明的面釉熔块b组成中，还加入了适量的氧化钛，因为TiO2分子在高温中会形成一种含钛的气化膜，这些气化膜包裹在镉硒红色料周围而形成一种有效的保护膜，从而防止镉硒红色料被氧化，从而降低了镉硒红色料对窑炉气氛的敏感度，使发色纯正。众所周知少量的Li20、Pb0、P205均对红色的发色有促进作用，使颜色更艳丽、更娇润，因此在本发明的面釉熔块中，添加了适量的锂瓷石、红铅丹、磷灰石，以保证产品的大红色发色更稳定、艳丽、娇润。由于如国旗颜色的大红色釉陶瓷釉，为了使高温中发色稳定、鲜艳、娇润、亮丽。对面釉的组成要求较严格，而单一熔块在组成中难于达到效果，经过历来无数的陶瓷技术研究人员研究发现，有些化学成份哪怕只是含量达O. 01%甚至更少均会对红色发色有影响，而如此少的化学成份在单一熔块配方中难以实现，因为在配料及混料过程中的误差均不止O. 01 %，况且单一釉料中化学成份越多，釉料越复杂，生产越难控制，因此本发明在面釉配方组成中采用两种完全不同性能的熔块，并优化两种熔块的配比，从而试制出在高温中使镉硒红色料发色稳定、纯正、鲜艳、娇润、亮丽、灿若朝阳、象征富贵吉祥的如国旗颜色的大红色釉面砖产品。由于包裹型镉硒红色料是以ZrSiO4细小晶体包裹硫硒化镉晶体发色团结构所组成的，在加工过程中，球磨机内高铝球石长时间的研磨会破坏这种包裹型结构，因此本发明在面釉加工过程中先将基础釉球好，再加入色料在短时间内混球均匀即可，从而不会对色料的结构造成破坏。由于包裹型镉硒红色料在高温中对窑室的气氛要求较严，因此本发明中底釉配方组成中煅烧过的滑石、高岭土占的比例较多，这样可以大大减少在高温中釉料成分中的气体排放量，使窑炉气氛稳定，对镉硒红色料的发色起到有利作用。本发明提供的一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法有如下优点(I)由于优化了坯料的组成、面釉熔块的化学组成、面釉中不同性能熔块的优选及配比、面釉加工工艺、底釉的配方组成、素坯的吸水率及烧成温度，从而使包裹型镉硒红色料在高温中(1115°C 1130°C )发色纯正、鲜艳夺目、亮丽如镜、灿若朝阳、润泽光亮如国旗大红颜色，使产品的装饰效果及艺术美学水平大为提高。(2)该产品表面平整度、断裂模数、吸水率、摩擦系数、耐酸碱性、抗热震性、铅镉溶出量均达到 GB/T4100-2006、GB6566-2011 及 HJ/T297-2006 标准要求。(3)坯体配方中使用了大量的陶瓷冷加工废渣，使得生产成本低，又达到了节能减排的目的。(4)采用现有的釉面砖生产工艺，使大红色发色对窑炉烧成气氛的敏感度大大降低，易于实现产业化规模。
图I为制备本发明的国旗大红色釉面砖的生产工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例I本发明的一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法，首先制备素坯体，按表I的坯体配方化学组成成分选取相应比例的、粒度小于3毫米的黑泥、白泥、灰泥、高温砂(含较多的石英、钾长石)、中温砂、低温砂(含较多的钠长石)、抛光废渣、污水泥废渣、硅灰石、石灰石以及外加适量比例的水玻璃、五水偏硅酸钠，进行配料；再加入适量的水经球磨细碎成细度为250目筛，筛余为2% 4%，含34 36%水分的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含6. 5 7. 5%水份的粉料，在300 400公斤/厘米2此压力下自动液压机压制成型，经干燥入160米长辊道窑烧成，最高烧成温度1080°C 1140°C。烧成周期为40 70分钟，最后得吸水率为18. 8 19. 8%的陶瓷素还体备用；表I、坯体配方化学组成成分表(重量百分比，％ )
权利要求
1.一种国旗大红色釉面砖的配方，其特征在于 素坯体按以下重量百分比组分配制 SiO2 68 73%，Al2O3 14 17%，CaO+MgO 6 11%，K2CHNa2O I ~ 3%, Fe203+Ti02I 2%，其余辅助原料I 2. 5% ; 底釉按以下重量份组分配制 熔块b 28 32份，石英粉3 6份，硅酸锆4 7份，长石粉4 7份，氧化铝粉4 7份，烧滑石26 30份,煅烧高岭土6 9份,高岭土8 11份,外加羧甲基纤维素钠O. 05 O.I份，三聚磷酸钠O. 4 O. 6份，水37 40份； 面釉按以下重量份组分配制 熔块a 80 90份，熔块b 10 20份，外加高岭土 2 4份，镉硒红包裹色料3 5份，羧甲基纤维素钠O. 03 O. 05份，三聚磷酸钠O. 2 O. 4份，水37 40份； 其中熔块a按以下重量百分比组分配制 SiO2 65 67%，Al2O3 6 8%，CaO 9 11%，MgO O. I O. 3%, K2O 3 ~ 5%, Na2OO. 5 1%，ZnO 3 5%，SrO O. 5 I. 5%, PbO O. 5 2%，B2O3 I 3% ; 其中熔块b按以下重量百分比组分配制 SiO2 59 61%，Al2O3 4 6%，CaO 7 9%,MgO I 3%，K2O 2 4%，Na2OO. 5 I %, ZnO 5 ~ 7%, Li2O O. I O. 5%，TiO2 O. 5 2%，SrO O. 5 I. 5%，ZrO2 5 7%，B2O3 4 6%, P2O5 O. I O. 5%。
2.根据权利要求I所述的国旗大红色釉面砖的配方，其特征在于 所述的其余辅助原料包括水玻璃、五水偏硅酸钠。
3.一种国旗大红色釉面砖的制备方法，其特征在于 其包括以下步骤 A、素坯体的制备 素坯体的组分的重量百分比为 SiO2 68 73%，Al2O3 14 17%，CaO+MgO 6 11%，K2CHNa2O I ~ 3%, Fe203+Ti02I 2%，其余辅助原料I 2. 5% ; 将含有上述组分的粘土、钾长石和钠长石及石英的混合砂、硅灰石原料、石灰石原料、陶瓷砖冷加工废渣以及辅助原料，再加入适量的水经球磨细碎成细度为250目筛，筛余为2% 4%，含34 36%水分的浆料，经除铁过筛喷雾干燥制成含6. 5 7. 5%水分的粉料，在300 400公斤/厘米2此压力下自动液压机成型，干燥窑干燥，辊道窑烧成，最高烧成温度为1080°C 1140°C，烧成周期40 70分钟，烧成后吸水率为18. 8 19. 8%的陶瓷素坯体； B、底釉的制备(重量份) 将熔块b 28 32份，石英粉3 6份，硅酸锆4 7份，长石粉4 7份，氧化铝粉4 7份,烧滑石26 30份,煅烧高岭土 6 9份,高岭土 8 11份,外加羧甲基纤维素钠O.05 O. I份，三聚磷酸钠O. 4 O. 6份，水37 40份混合磨成细度为325目筛，筛余为O.2% O. 3%的釉浆，过筛除铁储存即得底釉； C、面釉的制备(重量份) 将熔块a 80 90份，熔块b 10 20份，外加高岭土 2 4份，羧甲基纤维素钠O. 03 O.05份，三聚磷酸钠O. 2 O. 4份，水37 40份混合磨成细度为325筛，筛余为O. 35% O.45%的釉浆，再加入3 5份的镉硒红包裹色料，混磨5 8分钟，放浆经过筛除铁储存即得面釉； 其中 熔块a的制备 熔块a的组分重量百分比为=SiO2 65 67% ,Al2O3 6 8%，CaO 9 ll%，MgO O. I O.3%, K2O 3 5%，Na2O O. 5 1%，ZnO 3 5%，SrO O. 5 I. 5%, PbOO. 5 2%，B2O3I 3% ; 将含上述这些组分的、粒度小于150目的石英、钾钠长石、滑石、纯碱、氧化锌、碳酸钙、碳酸锶、红铅丹、硼酸原料，按照上述组分范围配料，混合机混合，熔块池窑熔制，熔制的温度范围1520°C 1540°C，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块a ; 熔块b的制备 熔块b的组分重量百分比为Si02 59 61%，Al2O3 4 6%，CaO 7 9%，MgO I 3%, K2O 2 ~ 4%, Na2O O. 5 1%，ZnO 5 ~ 7%, Li2O O. I O. 5%，TiO2O. 5 ~ 2%, SrOO.5 I. 5%, ZrO2 5 7%, B2O3 4 6%, P2O5 O. I O. 5% ; 将含上述这些组分的、粒度小于150目的石英、钾钠长石、滑石、纯碱、氧化锌、碳酸钙、碳酸锶、锆英砂、磷灰石、硼酸、锂瓷石、钛白粉原料，按照上述组分范围配料，混合机混合，熔块池窑熔制，熔制的温度范围1520°C 1540°C，然后水淬成熔块颗粒，烘干即得熔块b ; D、产品的制备及烧成 将步骤A得到的素坯体，先施步骤B得到的底釉，施釉量约为O. 7kg/m2 (含水釉浆重)，待底釉刚刚干时再施步骤C得到的面釉，施釉量约为I. 18kg/m2 (含水釉浆重)，且淋完面釉后，釉面应在30秒内干透，然后经过洗边、印花或不印花，进入辊道窑釉烧，在1115°C 1130°C的温度中烧制，时间45 65分钟，经过磨边、烘干工序，即可制成成品。
4.根据权利要求3所述的国旗大红色釉面砖的制备方法，其特征在于 所述的陶瓷砖冷加工废渣为陶瓷抛光废渣、抛光砖和釉面砖生产过程中各种废水处理后的污水泥废渣。
5.根据权利要求3所述的国旗大红色釉面砖的制备方法，其特征在于 所述的钾长石和钠长石及石英的混合砂包括高温砂、中温砂、低温砂。
6.根据权利要求3所述的国旗大红色釉面砖的制备方法，其特征在于 所述的其余辅助原料包括水玻璃、五水偏硅酸钠。
7.根据权利要求3所述的国旗大红色釉面砖的制备方法，其特征在于 所述的粘土包括黑泥、白泥、灰泥。
全文摘要
本发明的一种国旗大红色釉面砖的配方及其制备方法，在不对现有釉面砖的生产工艺做出重大改变的基础上，重点对坯料的组成、底、面釉熔块的组成、底、面釉中不同性能熔块的优选及配比、面釉加工工艺、底釉的配方组成、素坯吸水率、烧成温度等进行调整与优化，从而使烧制的国旗大红色釉面砖釉面颜色鲜艳夺目、亮丽如镜、颜色纯正如国旗颜色、润泽光亮、灿若朝阳、装饰效果及艺术美感强；同时该技术具备较强的普适性，易于在行业内推广。
文档编号C04B35/14GK102826872SQ20121034969
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年8月17日
发明者梁桐灿, 谭铝光, 余国明, 欧家瑞 申请人:广东宏陶陶瓷有限公司, 广东宏威陶瓷实业有限公司