具有玻璃折射率的透光陶瓷板及其制备方法与流程

本发明属于陶瓷，特别涉及一种具有玻璃折射率的透光陶瓷板及其制备方法。

背景技术：

1、陶瓷板因其装饰美观、性能优越、应用范围广，已经成为建陶行业发展的新赛道。陶瓷板相比普通瓷砖尺寸大，居家装饰铺贴缝少，整体感觉强，加上产品的加工性能突出，可用于地面、墙面、门板柜板、茶桌茶台等领域的应用，一推出市场就深受广大消费的喜爱。同时该品类产品的厚度比普通瓷砖要薄，可以降低建筑物荷重、节约建筑空间，还可以减少废气排放，更加符合国家倡导的绿色环保理念，所以各企业都争先研发这一品类的新产品。透光陶瓷板就是这一领域比较有代表性的新产品，由于其既有常规陶瓷板的加工性能和装饰效果，又能给人玲珑剔透的玉石视觉效果，突破了传统瓷砖、普通常规岩板、石材的应用边界，为建筑设计提供了更为广泛的创作空间。

2、玻璃之所以透明，从晶体结构来看，它是单一相为主，光入射以后对光的吸收、散射小，光线容易通过，损失小，所以它透光性好。而陶瓷是多相结构的物质，很难做到单一物相，所以要想做到透明，就需要使各相的折射率尽可能接近，与主物相的折射率差值尽可能小。陶瓷的主物相为玻璃相，折射率在1.48～1.54之间，所以陶瓷板其它物相的折射率越接近玻璃相的折射率且双折射率越小，产品的透光性就越好。

3、现有透光陶瓷板的物相中大部分晶体的折射率都在1.56以上，同时还含有较多高折射率如莫来石一类的物质，这一类物质与陶瓷坯体主物相玻璃相的折射率有较大差值，对产品的透光性有直接影响，所以现在技术生产的透光陶瓷板普通存在透光性不足的问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提供一种既有常规陶瓷板优异的加工性能，又有突出透光效果和较好产品强度的具有玻璃折射率的低吸水率透光陶瓷板及其制备方法。

2、本发明的技术解决方案是所述具有玻璃折射率的透光陶瓷板，其特殊之处在于，所述透光陶瓷板坯体按重量百分比由以下组份组成：高钾熔块20％～30％，高纯钾长石15％～20％，钾沸石3％～6％，锂基膨润土5～10％，水洗高岭土10～20％，硅藻土5％～10％，细磨石英粉5％～10％，碳酸钡3％～6％，磷酸二氢铝1％～5％，硅灰石3％～6％，烧滑石0％～5％，方解石0％～5％，坯体增强剂0.5～2.0％，解胶剂0.3％～1.0％。

3、本发明配方中所述的高钾熔块、高纯钾长石和钾沸石中含有丰富的钾离子，通过k2o与sio2和ai2o3在高温烧成时反应生成透长石，透长石是钾长石中的稀有品种，具有良好的化学稳定性和高透光性，使制备的透光陶瓷板透光效果好且透光率在40％以上，增加了陶瓷板的装饰性；同时高温烧成后形成的透长石晶相，可降低膨胀系数，有效解决烧成过程中的砖型变形缺陷，并促进坯体快速烧结；坯体的透明度和坯体的晶相与玻璃相折光率之间的差值有关；透长石晶相的折射率与玻璃相折射率接近，明显提高坯体的透明度；所述钾沸石具有多孔的网状结构和颗粒小的特点，引入钾沸石既可提高配方中的钾含量，提高透光陶瓷板的透明度，又有利于增强透光陶瓷板坯体的可塑性。

4、作为优选：所述高钾熔块化学成分按重量百分比由以下组份组成：sio260.93％、al2o3 13.70％、fe2o3 0.08％、cao 2.98％、mgo 0.18％、k2o 15.91％、na2o 2.69％、bao3.46％，tio2 0.04％、loss 0.03％。

5、本发明所述的高钾熔块，原料纯度高杂质少，高温烧制制成熔块后，提高了反应活性，引入配方后有利于快速参与反应，生成透长石和玻璃相物质；对玻璃相而言，玻璃相k+离子的折光率值明显高于na+离子的折光率(rk+＝8.25，rna+＝4.75)，故k2o更有利于提高坯体的透光度；同时，k+离子半径(133pm)比na+离子半径(97pm)大，k-o键比na-o键强弱，因而k+离子相对于na+离子对si-o键的键强度影响较小，对玻璃网络结构的变化影响也较弱；高钾熔块在高温下熔融成长石玻璃，填充于砖坯颗粒之间，能溶解石英类矿物，减少砖坯内的气孔，使砖坯致密，有助于提高透光陶瓷板的强度和透明度；钾长石融化玻璃相的粘度是钠长石融化玻璃相粘度的5倍，而且随着温度升高，钾长石玻璃相粘度降低的幅度远小于钠长石玻璃相，即含钾长石的陶瓷坯体的抗变形能力远大于含钠长石的陶瓷坯体。

6、作为优选：所述高纯钾长石，k2o含量大于13％，fe2o3含量小于0.1％，tio2含量小于0.05％。

7、本发明配方中所用的高纯钾长石铁、钛杂质含量低，对白度影响小，有利于提升坯体的透光率。

8、作为优选：所述锂基膨润土颗粒粒径d50＜0.5μm，fe2o3含量小于0.15％，白度在65度以上；所述水洗高岭土fe2o3含量小于0.10％，白度在70度以上；所述细磨石英粉，粒径为d50在7μm-10μm之间，fe2o3含量小于0.1％；所述坯体增强剂为聚乙烯醇溶液、聚乙烯酰胺中的一种或多种组合；所述解胶剂包括三聚磷酸钠、水玻璃、偏硅酸钠、六聚磷酸钠、聚羧酸的一种或者多种组合而成。

9、作为优选：所述硅藻土为经擦洗法或酸浸法处理后的精制硅藻土，粒径为1μm-10μm，fe2o3含量0.15％～0.20％，ph值7～8。

10、本发明所述的硅藻土是含硅的可塑性大熔炉，代入配方可提高透光性能，并增强透光陶瓷板坯体的可塑性，有利于提升产品的成型性能。

11、作为优选：所述磷酸二氢铝为液体磷酸二氢铝，p2o5质量百分比含量大于30％，fe2o3质量百分比含量小于0.01％，比重1.46～1.48。

12、本发明所述的磷酸铝以液态进入，比固态引入更能提高坯体的透明度；磷酸铝在1000～1200℃时由晶态逐渐变液相，进入坯体中后，由于磷酸铝折射率低，加上磷酸盐与硅酸盐分相，导致二者间存在光散射，折射率相差极小；同时液体的磷酸二氢铝包裹晶体界面，可以减少微气孔，使坯体致密度提高，并且氧化铁与磷酸根形成六配位基团，降低坯体着色，可提升陶瓷板坯体的白度，所以配方中引入磷酸二氢铝，可从多方面增强坯体的透光度。

13、本发明的另一技术解决方案是所述具有玻璃折射率的低吸水率透光陶瓷板的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

14、⑴将高钾熔块、锂基膨润土、水洗高岭土、硅藻土、钾沸石、细磨石英粉、高纯钾长石、碳酸钡、磷酸二氢铝、坯体增强剂，解胶剂和水混合，球磨得到坯体浆料；

15、⑵将浆料进行除铁过筛；

16、⑶将除铁过筛后的浆料进行喷雾制粉，得到粉料；

17、⑷将粉料压制成型；

18、⑸将成型后的坯体进行干燥，得到干燥后坯体；

19、⑹将干燥后坯体进行表面装饰；

20、⑺将表面装饰后坯体的进行底部底浆涂布；

21、⑻将涂布底浆后的坯体进行高温烧成；

22、⑼将烧成后的制品进行抛光、磨边得到具有玻璃折射率的低吸水率透光陶瓷板。

23、作为优选：步骤⑴所述的球磨得到的坯体浆料含水率为35％～40％；步骤⑵所述的浆料除铁，使用吸铁介质场强为≥20000gs的电磁除铁机，采用多台串联或并联的组合方式；料浆经325目筛网过筛后的筛余量为0.5～1.0％；步骤⑶所述的喷雾制粉，使用孔径1.0mm～1.8mm的喷嘴片组合，雾化压力2mpa～3mpa，得到粉料的颗粒级配为20目筛上占比为3％～6％，20目～40目之间的颗粒占比为20％～25％，40目～60目之间的颗粒占比为35％～40％，60目～80目之间的颗粒占比为20％～25％，80目以下占比为4％～8％。

24、作为优选：步骤⑷所述的压制成型，采用system皮带式或sacmi辊压式无模成型压机进行压制成型，压制最大压力400kg/cm2，砖坯背纹厚度为0.15mm～0.20mm；步骤⑸所述的干燥，时间为80～100分钟；干燥后的生坯残余水分≤0.5％；步骤⑺所述的底浆涂布，用氧化铝或氧化镁质底浆，底浆加工用印油为熔剂进行球磨调制，比重1.2～1.3，采用辊筒印刷方式布施，布施量为30～60g/m2；步骤⑻所述的高温烧成，采用的窑炉长度在400m以上，宽度为2.2m，烧成温度1200～1250℃，烧成时间100～120分钟，烧成后产品吸水率≤0.1％；所述步骤⑼将烧成后的制品进行抛光。

25、作为优选：所述抛光包括砖底部抛光和装饰面抛光；砖底部抛光工艺参数为：抛光机压力0.3～0.6mpa，抛光速度10～15m/min，抛光磨块搭配为：100目弹性磨块10～15组，300目弹性磨块15～25组，600目弹性磨块15～20组，1000目弹性磨块5～10组，1500目弹性磨块5～10组，抛光切削量0.1～0.2mm；装饰面抛光，抛光工艺参数为：抛光机压力0.1～0.4mpa，抛光速度10～15m/min，抛光磨块搭配为：300目弹性磨块5～10组，400目弹性磨块15～23组，600目弹性磨块10～25组，800目弹性磨块5～10组，1000目弹性磨块5～10组，1500目弹性磨块5～10组，2000目弹性磨块5～10组抛光切削量0.1～0.3mm。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果:

27、⑴本发明采用k2o-na2o-bao-al2o3-sio2体系配方进行高温烧成，反应生成的晶相与陶瓷板主物相折射率一致(折射率在1.48～1.54之间，双折射率在0.01以下)且含较少的高折射率物质，产品致密度高吸水率低(吸水率在0.1％以下)，从而使产品既有常规陶瓷板优异的加工性能，又有突出的透光效果和较好的产品强度与韧性。

28、⑵本发明通过在配方中引入高钾熔块、高纯钾长石和钾沸石，利用k2o与sio2和ai2o3在高温烧成时反应生成透长石，使透光陶瓷板的透光率在40％以上，同时高温烧成后形成的透长石晶相，不仅可降低膨胀系数，有效解决烧成过程中的变形缺陷，促进坯体快速烧结，而且透长石晶相的折射率与玻璃相折射率接近，可明显提高坯体的透明度，同时高钾熔块在高温下熔融成长石玻璃，填充于砖坯颗粒之间，能溶解石英等其它矿物，减少砖坯内的气孔，提升砖坯致密性；另外在坯体中引入磷酸二氢铝液体，能够降低折射率差、提高坯体致密度和白度，从多方面增强坯体的透光率，使透光陶瓷板具有较强的机械强度和较好的透光功能。

29、⑶本发明利用钾沸石、硅藻土具有多孔的网状结构和颗粒小的特点，引入配方中提高钾和硅的含量，提升透光陶瓷板的透明度的同时，又有利于增强透光陶瓷板坯体的可塑性。

30、⑷本发明制备的透光陶瓷板，经正反面抛光处理后，表面平整光洁，产品透光效果好且透光率大于68％，增强了陶瓷砖的装饰性，提升了产品的档次，能更好的满足消费者的需求。