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高铝瓷质抛光砖的研制高铝瓷质抛光砖的研制 （广东省蒙娜丽莎建筑陶瓷工程技术研究开发中心５２８０００） 摘要本文打破瓷质抛光砖坯体中常规氧化铝含量１７％～２２％的界限，将坯体中的氧化铝含量提高到２８％左右。试验证明产品经抛光后不仅白度超过７０°，而且强度也有了较大的提高。 关键字 瓷质抛光砖，铝含量，白度，强度 １前言 前硅酸锆增白体系的白度。产品一经推出，就在市场上引起强烈反响。 近年来，国内外陶瓷墙地砖市场普通砖产品趋于饱和，市场同质化严重，利润的下降迫使各厂家纷纷着手研发高新品种的产品以抢占市场。白色是永恒的美，所以白色砖种也一直是研发的热点。目前市面上的瓷质的白度，通常使用大量硅酸锆，导致抛光砖为达到６０ 产品放射性超标。本研究通过将坯体中的氧化铝含量从１７％～２２％提高到２８％左右，同时引入适量烧滑石及锂瓷石，以达到既能低温快烧又可以配合氧化铝实现复合增白的目的，使产品白度超过７０°，远远超过了目 表１ ２试验用原料及坯体配方 本实验所用原料化学成分及原料工艺性能分别见表１和表２。 通过正交试验及计算机辅助设计优化，我们最终选择的坯体化学组成为（ｗｔ％）：ＳｉＯ２５８％～６１％；Ａｌ２Ｏ３２７％～２９％； Ｆｅ２Ｏ３＋ＴｉＯ２＜１％；ＣａＯ２．５％～３．２％；ＭｇＯ３％～４％；Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ２．５％～４％。原料配方见表３。 所用原料化学成分（ｗｔ％） ＳｉＯ２ 白球土氢氧化铝铝矾土煅烧高岭土烧滑石低温砂特级硅灰石锂瓷石 Ａｌ２Ｏ３３３．５９５８．８２８５．５７４５．３４０．０４２０．３６０．８３２１．３４ Ｆｅ２Ｏ３０．６７０．０８０．６１０．４５０．１２０．０８０．１５０．０３ ＴｉＯ２０．３２－０．９４０．７６０．２６－０．０６０．０８ ＣａＯ０．５２２．１１１．０１０．３２３．１０１．８２４０．９０．１５ ＭｇＯ０．２２０．０５－０．２３３０．７６０．１２１．６５０．２４ Ｋ２Ｏ０．１６－０．８４０．１１０．１６６．５６－３．５２ Ｎａ２Ｏ０．２１０．５２０．２２０．２００．１２４．３９０．２２．４５ Ｌｉ２Ｏ－－－－－－－１．９ Ｉ．Ｌ１２．９３３３．４６０．２４０．３２０．３６０．９４２．２３１．５５ ５１．２７３．４２７．８８５１．２１６２．６６６５．７３５２．２９６６．１２ １６ ＦＯＳＨＡＮＣＥＲＡＭＩＣＳ 表２ 原料名称白球土氢氧化铝铝矾土煅烧高岭土烧滑石低温砂特级硅灰石锂瓷石 外观黑褐色白色细粉状浅褐色粉末白色粉状白色细粉状灰白色粒状白色粉状浅灰褐色粒状 原料工艺性能 Ｖｏｌ．１６Ｎｏ．７（ＳｅｒｉａｌＮｏ．１１５） 烧后白度及外观（１２００℃、７５ｍｉｎ） ７８°，未烧结，泛黄９０°，未烧结８０°，未烧结，泛黄褐色 ９０°，未烧结９２°，未烧结６６°，已烧结，表面光亮 ８８°，未烧结８５°，已烧结 表３ 原料名称 白球土 氢氧化铝 铝矾土 坯体配方范围（ｗｔ％）煅烧高岭土 烧滑石 特级硅灰石 锂瓷石 低温砂 含量２２～２７５～８８～１２８～１２８～１２４～６４～８２０～２６ ３试验结果与讨论 ＜３０目 表４压制成形用粉料颗粒级配（ｗｔ％） ３０～６０目≥７０ ６０～８０目≤１２ ＞８０目≤５ ３．１配方设计 本配方采用助熔作用强的ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ和Ｌｉ２Ｏ作为复合熔剂，利用多碱效应来降低烧成温度。特别是烧滑石对Ａｌ２Ｏ３的熔解性强，同时本身又具有乳浊增白作用；锂瓷石铁、钛含量低、白度高、熔剂性强，利于产品致密化与低温快烧；较高含量的Ａｌ２Ｏ３使体系烧成时高温液相粘度增大、熔融范围宽，有利于烧成；加入适量的硅灰石还可以抵消部分坯体烧成收缩，以保证制品尺码准确； ６～１２ ３．３产品烧结范围及烧成工艺 较高的Ａｌ２Ｏ３含量使体系烧成时高温液相粘度增大、熔融范围变宽，故其烧结范围较普通坯体有很大的拓宽。本实验采用德国耐驰型号为ＤＩＬ４０２ＰＣ的热膨胀仪测试，结果见图１所示。其中曲线１是本实验坯体的烧结范围，烧结点为１２６８℃，烧结范围１２５１～１２９３℃；曲线２为普通坯体烧结范围，其烧结点１２６５℃，烧结范围１２５４～ Ｆｅ２Ｏ３及ＴｉＯ２含量要尽量低，因为它们对窑炉气氛较为敏 感，既影响产品的白度，又易引起产品色差。 氧化铝由于可以增加坯体内莫来石晶相量，进而增加产品强度，用其代替硅酸锆，实现了环保增白和增强产品力学性能的双重效果。 ３．２工艺参数 湿法球磨时间为１２ｈ；球磨细度：２５０目筛余＜０．５％；泥浆比重：１．７０～１．７５；粉料成形水分控制在６．０％～ ６．８％；粉料容重不低于０．９８ｇ／ｃｍ３；粉料颗粒级配见表４。 粉料在５０００ｔ力泰压机上以４２０００Ｎ压力压制成 ８００ｍｍ×８００ｍｍ的大砖。 图１
本实验坯体与普通坯体烧结范围之比较 ２００６年第７期（第１１５期）佛山陶瓷１７ １２７６℃（根据经验实际烧结温度比测试温度要低９０℃左 右）。可见高铝质坯体烧结范围有４２℃，比普通坯体烧结范围要宽２０℃，有利于烧成。 产品烧成工艺与普通微粉砖相似（烧成曲线见图２）。最高烧成温度为１２００℃，烧成周期６５ｍｉｎ。在高温瓷化阶段适当的保温有助于莫来石晶相的形成，从而有利于提高产品的力学性能。 ４结论 本研究打破瓷质抛光砖坯体中常规氧化铝含量１７％ ～２２％的界限，将坯体中的氧化铝含量提高到２８％左右，同 时引入适量烧滑石使产品白度超过７０°。同时体系中较高的氧化铝含量增加了坯体内莫来石晶相量，进而提高了产品力学性能。 参考文献 １刘康时等．陶瓷工艺原理［Ｍ］．广州：华南理工大学出版社，１９９０ 图２ 烧成曲线示意图 ２杨剑，徐庆芝．低温快烧瓷质玻化砖配方的研制与生产［Ｊ］．陶 瓷，２００３（２）：４２～４３ ３．４产品各项性能指标 吸水率≤０．０５％；莫式硬度≥７；抗折强度高达 ３李家驹等编著．日用陶瓷工艺学［Ｍ］．武汉：武汉工业大学出版 社，１９９２ ６８．５ＭＰａ，远远超过普通瓷质砖的标准（４５ＭＰａ）；耐急冷急 热性：１３０～２０℃急冷急热循环１０次不出现炸裂或裂纹；白度７１°（Ｌ﹡＝９０．４５，ａ﹡＝０．５３，ｂ﹡＝４．５０，北京康光仪器有限公司白度仪测试）；抛后打超洁亮特殊防污蜡，光泽度可以达到８５°以上。 ４孙义忠．大规格渗花抛光砖的研制与生产［Ｊ］．陶瓷，２００３（２）：４０～４１ ５曾华生，朱振峰等．玻化砖渗彩釉渗入过程及渗透层显微结构 初探［Ｊ］．陶瓷工程，１９９８，３２（１）：８～１１ ＳｔｕｄｙｏｎＨｉｇｈＡｌｕｍｉｎａＰｏｒｃｅｌａｉｎＴｉｌｅ ＷａｎｇＱｉｎｇｇａｎｇ ＭｕＪｕｎ ＦｏｓｈａｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８０００）
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