專利名稱:一種裝飾材料的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種裝飾材料,屬于無機非金屬材料領域。
背景技術:
目前國內外市場上流行的建筑裝飾板材主要有花崗巖、大理石、陶瓷,有孔微晶玻 璃、鋁塑板、人造大理石等。花崗巖通體有氣孔,有裂紋,易吸污,不易清潔,表面硬度不均 勻,易磨損,表面光澤不持久,易風化變質,色差大,多數具有較高的放射性,對人體的危害 大,且大量開采會嚴重破壞生態環境,造成水土流失,危害自然;大理石結構松散,強度低, 有裂紋和大量氣孔,易吸污,不易清潔,表面硬度低,易磨損,不適于鋪地,只適于裝飾墻面, 耐酸堿性能差,大理石加工時一般需要背面貼樹脂和絲網,正面用樹脂添補孔、洞,拋光使 用后易褪色,光澤持久性能差,大量開采危害自然;建筑陶瓷分為有釉面的釉面磚和通體一 致的拋光玻化磚。釉面磚由坯體和釉面二層組成,膨脹系數差別大時,易發生龜裂,釉面剝 落,釉層一般較薄,硬度低,所以耐磨性能差,只適合裝飾墻面,其規格小,表面有針孔。拋光 玻化磚表面和側面有許多氣孔,易吸臟,抗污能力差,目前國內幾乎沒有一塊拋光玻化磚能 真正抵制茶水或墨水的污染,大規格的拋光玻化磚一般都具有黑心或夾層缺陷;有孔微晶 玻璃作為一種近幾年才興起的飾面材料,其致命的缺點就是氣孔多,易變形,雜質斑點多, 表面有顆粒狀,易吸污,不可翻新處理,嚴重影響其用途;鋁塑板是鋁板和塑料復合而成,表 面再鍍或噴上一層裝飾面料,其耐候性能差,易變形褪色;人造大理石是由樹脂和填料經攪 拌,混合,低溫烘干復合而成,色澤豐富,但表面硬度差,易磨損,變形和褪色。
發明內容
本發明的目的在于提供一種裝飾材料,屬于無機非金屬材料領域。該裝飾材料采用合理的配方,并可以采用多種常規人造石材加工方法壓制得到質 地致密堅硬的裝飾材料,因質地致密,該裝飾材料的斷裂模數、干燥后壓縮強度、莫氏硬度 等性能指標優于花崗巖、大理石。因配方合理采用低溫助熔融性能良好的堿金屬元素,堿 土金屬元素氧化物,且質地致密,該裝飾材料在成型過程中所有原料的粘合性好,通體不容 易產生氣孔,克服了花崗巖、大理石、或拋光玻化磚、微晶玻璃磚形成過程中產生的裂紋、氣 孔、雜質和色差等缺陷,具體表現在吸水率低,耐酸性、耐堿性、抗熱震性良好,這意味該裝 飾材料使用壽命長,耐臟易清潔,品質優良。本發明的技術方案為一種裝飾材料,其中該材料的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的=SiO2 50-72% ;R2O 2-20% ;RO 5-40% ;Al2O3 2~15% ;其中 R2 為堿金屬元素,R 為堿土金屬元素。裝飾材料,其中該材料的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的=SiO2 50-70% ;R2O 2-20% ;RO 5~40% ;Al2O3 2~15% ;其中 R2 為堿金屬元素,R 為堿土金屬元素。裝飾材料,其中該材料的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的=SiO2 50-64% ;R2O 2-20% ;RO 5~40% ;Al2O3 2~15% ;其中 R2 為堿金屬元素,R 為堿土金屬元素。
裝飾材料,其中=R2為堿金屬元素中的Li、Na、K中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中R為堿土金屬元素中的Mg、Ca中的任意一種或一種以上。裝飾材 料,其中該材料的終產物還包括以氧化物凈含量重量百分數的=Fe2O3 0-2% ;ZnO 0-7% ; BaO 0-6% ;TiO2 0-7% ;ZrO2 0~5% ;As3O2 0~2% ;B2O3 0~8% ;Sb3O2 :0_2%。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=LF2 0. 0001-8%,其中L為Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=LF2 0. 05-7%,其中L為Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=LF2 0. 1-6%,其中L為Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=LF2 0. 2-5%,其中L為Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=LF2 0. 4-4. 5%,其中L為Ba、Mg、Ca、Zn中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=MF3 0. 0001-5%,其中M為As、Al、Sb中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=MF3 0. 05-5%,其中M為As、Al、Sb中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=MF3 0. 1-5%,其中M為As、Al、Sb中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=MF3 0. 2-4%,其中M為As、Al、Sb中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=MF3 0. 4-3. 5%,其中M為As、Al、Sb中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=NF4 0. 0001-5%,其中N為As、Sb中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=NF4 0. 05-5%,其中N為Zr、As中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=NF4 0. 1-5%,其中N為Zr、As中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=NF4 0. 2-4%,其中N為Zr、As中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟化物凈含量重量百分數的=NF4 0. 4-3. 5%,其中N為&、As中的任意一種或一種以上。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟元素凈含量重量百分數的F 0. 0001-7%。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟元素凈含量重量百分數的F 0. 05-6%。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟元素凈含量重量百分數的F0. 1-5%。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟元素凈含量重量百分數的F 0. 2-4%。裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟元素凈含量重量百分數的F 0. 4-3. 5%。裝飾材料,其中該材料的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的=SiO2 50-65% ;R2O 4-15% ;RO 12-30% ;Al2O3 :0_8%。裝飾材料,其中該材料的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的=SiO2 55-65% ;K2O 3-8% ;Na2O 2-7% ;CaO 5-15% ;MgO 9~25% ;Al2O3 :0_5%。裝飾材料,其中該裝飾材料的密度2. 52-3. 2克/立方厘米。裝飾材料,其中該裝飾材料的莫氏硬度6級-8級。裝飾材料,其中該裝飾材料的斷裂模數60-180MPa。裝飾材料,其中該裝飾材料的干燥后壓縮強度280-800Mpa。裝飾材料,其中該裝飾材料的密度2. 71-3. 0克/立方厘米。裝飾材料,其中該裝飾材料的莫氏硬度6級-7級。裝飾材料,其中該裝飾材料的斷裂模數80-150MPa。裝飾材料,其中該裝飾材料的干燥后壓縮強度300-500Mpa。裝飾材料,其中該裝飾材料的吸水率0-0. 4%。裝飾材料,其中該裝飾材料的吸水率0. 001-0. 3%。裝飾材料,其中該裝飾材料的吸水率0. 01-0. 2%。裝飾材料,其中該裝飾材料的吸水率0. 03-0. 1 %。裝飾材料的制備方法,測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按終 產物以氧化物以及氟化物凈含量重量百分數的比例選擇原料配比;將混合好的原料粉碎成 粉末狀,在1100-1400°C溫度下加壓壓制得到密度為2. 6-3. 2克/立方厘米的坯料;將坯料 送入烘干裝置進行烘干,得烘干料;將烘干料送入爐窯燒制,燒成溫度在1250°C -1600
燒成時間2-100小時,得燒成料;再停止加熱,待窯內溫度自然降至600°C以下,將物料出 窯,然后冷卻至室溫,再進行拋光、切割、包裝得成品終產物。裝飾材料的制備方法,測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按終 產物以氧化物以及氟化物凈含量重量百分數的比例選擇原料配比;將混合好的原料放入 爐窯中,溫度控制在1300-1600°C,直至熔融,再澄清;在600-1200°C溫度下用輥壓成型, 再從600°C逐步冷卻至室溫,得到透明的半成品終產物;再切割成各種長度規格,進窯,在 400-550°C條件下進行成核處理2-10小時,再在1120-1400°C作晶化處理2-10小時,然后冷 卻至室溫,再進行拋光、切割、包裝得成品終產物。裝飾材料的制備方法,測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按終 產物以氧化物以及氟化物凈含量重量百分數的比例選擇原料配比;原料經1300-1600°C的 溫度熔融2-5小時、降溫,在800-1200°C的區間擠、壓、拉制成型,在600°C的區間熱處理1 -8 小時,再從600°C逐步冷卻至室溫;再切割成各種長度規格,進窯,在400-550°C條件下作成 核處理2-10小時,再在1120-1400°C作晶化處理2-10小時,然后冷卻,再進行拋光、切割、包 裝。
裝飾材料的制備方法,測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按終 產物以氧化物以及氟化物凈含量重量百分數的比例選擇原料配比;將原料放入高溫窯中在 1500-1650°C溫度下熔融為熔液,然后將該熔液從爐窯口放出,用高壓泵輸入冷卻水急速冷 卻,使液體變為水淬顆粒料,水淬顆粒料裝入模具放入爐窯中在氮氣氣氛下進行燒結,燒結 溫度,升溫速度為20°C /分鐘,升溫至1300-1600°C,保溫2_4小時,然后冷卻至600°C以下 出爐;在600°C下保溫2小時,然后冷卻至室溫,再進行拋光、切割、包裝得成品終產物。裝飾材料的制備方法,測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按 終產物以氧化物以及氟化物凈含量重量百分數的比例選擇原料配比;將原料放入喂料機 中,經皮帶輸送送入大型球磨機中混和,研碎均勻,放入攪拌池中攪拌,用柱塞泵將料送入 600°C左右的噴霧塔中干燥,將料放入料倉中陳腐,用大型壓磚機壓制成型,送入200°C以下 的輥道干燥窯中干燥40分鐘,再送入輥道窯中燒成,燒成溫度900--1200°C,燒成時間8小 時左右,再拋光、切割、包裝。裝飾材料的制備方法測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按 終產物以氧化物以及氟化物凈含量重量百分數的比例選擇原料配比;將原料放入喂料機 中,在密閉的攪拌機中混合均勻,逐漸加入到1200--1600°C的高溫熔化爐或玻璃雙弦窯 或馬蹄焰窯或橫火焰窯等中熔化均勻,歷時2天以上,再經浮法成型工藝成型,在窯尾切 割成半成品終產物。半成品終產物再放入輥道窯或隧道窯或梭式窯中熱處理,成核溫度 400—1000°C,晶化溫度600—1200°C,歷時8小時,再冷卻至常溫,拋光、切割、包裝。本發明的優點在于本發明的裝飾材料質地晶瑩、光潔、亮麗,色澤柔和自然,無色 差,通體無氣孔,無雜質、斑點,不吸污,綠色環保,硬度高,抗折,抗壓,抗沖擊,抗風化,不褪 色,耐高溫,耐磨損,耐腐蝕,并且可隨意翻新處理。本發明的裝飾材料的生產工藝比較簡 單,克服了天然石材和人造石材的缺陷,是一種理想的裝飾材料,降低了人們對天然石材的 需求和開采,對保護自然、保護環境、美化生活起到了良好的作用。本發明的裝飾材料組方設計時,按某一范圍配比確認終產物以氧化物凈含量重量 百分數的Si02、R20、R0。當選用不同質地的礦石為原料時,例如長石(長石是鉀、鈉、鈣、鋇 等堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物)、透輝石、硅灰石、菱鎂礦、滑石、方解石、高嶺土、螢 石、粘土、石英、白云石等。可先測試分析其礦樣中Si02、R20、R0的品位,再按終產物的配比 來調整原料各組分的用量,因此終產物的配比確認后,盡管原料來源不同,品位不同,原料 千變萬化,當按一定的Si02、R2O, RO配比確認組分后,都能得到性能優良的裝飾材料。由于很多天然礦石中都含有Si02、R2O, R0,因此SiO2與R20、RO的配比構成了原料 的主要成份,而挑選R2O是因為如果原料中若含有適量的K20、Na20、等堿金屬氧化物可以有 助熔作用,可在較低熔融溫度下制備裝飾材料,可節約能源。同時MgO、CaO等形式的R0; K2O, Na2O等形式的R2O也是本發明終產物結構組成的一部分。Al2O3也是礦石中的一種常見成份;Al2O3常與SiO2結合以鋁硅酸鹽的形式存在礦 石中,在本發明的組方中;Al2O3不是必要的成份,即使其含量為0,也不影響本發明終產品 的性能,但由于Al2O3存在于很多天然礦石中,因此本發明選擇原料時,有時很難避免Al2O3 的存在,但本發明終產物將Al2O3的含量控制在10%以下是區別本發明與其他人造石材、陶 瓷制品的顯著標志,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,特別是CaF2(又稱螢石)形式的助熔劑,價格低廉,來源廣泛,可以降低原料的熔化溫度。當缺 少CaF2等氟化物時,本發明的裝飾材料在生產過程中將多消耗能源,但并不影響裝飾材料 的終產品的性能,但螢石等氟化物作為優選方案還可以降低熔融礦液的粘度,有利于提高 礦液的均化與澄清,減少氣孔。氟化合物的引進還有利于終產品的抗熱震性能的提高。在礦石和材料領域終產品中氟化合物通常以金屬氟化物的形式表達,這成為 該領域認可的表達方式。例如發明名稱“透紅外光的含氟化物鍺酸鹽玻璃”的授權專利 02111140中以Ba、Mg、Ca、Sr、Zn、Ga、Al、Sb、Zr、As等元素的氟化物形式與氧化物形式表 述一種玻璃的產品組成。因氟化合物的引進主要是為了降低生產成本,減少能源消耗,Ba、Mg、Ca、Sr、Zn、 Ga、Al、Sb、Zr、As等元素的氟化物作為原料都有助于減少能源消耗,具體的金屬氟化合物種 類的變化不影響節約能源的良好作用。既然氟化合物與金屬的結合形式不影響節約能源的良好作用,本發明嘗試用一種 簡潔的方式描述本發明的裝飾材料,其中該材料的終產物還包括以氟元素凈含量重量百 分數的: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同樣的Fe2O3廣泛存在于多種天然礦石中,因此雖然可以不選擇Fe2O3,但其作為雜 質形式存在很難避免,當其含量控制在7%以下,不影響裝飾材料終產品性能。同樣的ZnO、BaO, TiO2可以是人為添加的,也可以是因原料本身帶來的,但它們并 不是本發明所必須的,當其含量控制在7%以下,不影響裝飾材料的性能。盡管原料中的B元素多以硼酸鹽的形式出現,例如,硼砂、四水硼砂、硼酸鈉鈣、硼 酸鈣、硼酸鎂。但在礦石領域B元素常以氧化物B2O3形式表達。這成為礦石領域中的通用 表達方式。ZrO2^AsO2的引進可以是礦石原料中帶來的,也可以人為后來添加的,Zr02、As02作 為添加劑,有助于提高產品的耐高溫,耐腐蝕性,其抗熱震性能好。當本發明的終產物配比確定后,多項實施例表明不同原料出發都能得到性能良好 的裝飾材料。這證明以終產物中氧化物以及優選的氧化物、氟化物含量的形式限定本發明 是有依據的,終產品的性能與終產品的成份配比密切相關,而與原料的變化關聯性小。當本發明的終產物配比確定后。應用不同方法,可以得到性能良好的裝飾材料,這 證明終產物的成份配比決定了終產物的性能。不同方法的區別在于生產成本,生產能耗和 生產設備有一定差異,但這并不影響終產物的性能。本發明的終產物除了配比是最重要的技術指標,另外一項最重要的技術指標是其 致密的密度,傳統的石材花崗石、大理石、陶瓷磚,微晶磚的密度很少有超過2. 7克/立方 厘米,而本發明的裝飾材料可以達到2. 52克/立方厘米,優選的密度可達2. 71克/立方厘 米,3. 0克/立方厘米,3. 2克/立方厘米。本發明的裝飾材料的致密度與終產物的配方決定了其他優良性能(1)、密度2. 52-3. 2克/立方厘米;優選密度2. 71-2. 9克/立方厘米;按GB/ T3810. 3-1999 檢測。(2)、斷裂模數> 60Mpa ;按 GB/T3810. 4-1999 檢測。(3)、干燥后壓縮強度> 280Mpa ;按 GB/T9966. 1-2001 檢測。
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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 檢測。(5)、放射性符合 GB6566-2001 標準。(6)、莫氏硬度大于6級,達到7級、8級。(7)、耐酸性1. 0 %硫酸溶液室溫浸泡650小時,外觀無變化。按GB/ T3810. 13-1999 檢測。(8)、耐堿性1.0%氫氧化鈉溶液室溫浸泡650小時,外觀無變化。按GB/ T3810. 13-1999 檢測。(9)、抗熱震性將IOOmmX IOOmmX 18mm的產品放在比室內水溫高100°C的恒溫烘 箱中30分鐘,取出放入相當于產品20倍以上體積的水中,冷卻后取出觀察表面無裂紋、崩 落等現象,且敲其聲音無變化。按本發明所定的此標準檢測。本發明的裝飾材料與傳統的花崗石,大理石,陶瓷拋光磚對比如下
權利要求
一種裝飾材料,其特征在于該材料的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的SiO250 72%;R2O2 20%;RO5 40%;Al2O30 10%;其中R2為堿金屬元素,R為堿土金屬元素。
2.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于R2為堿金屬元素中的Li、Na、K中的任 意一種或一種以上。
3.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于R為堿土金屬元素中的Be、Mg、Ca中的 任意一種或一種以上。
4.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于該材料的終產物還包括以氧化物凈含 量重量百分數的=Fe2O3 0. 0001-7% ;ZnO :0-7%;Ba0 :0-7%;Ti02 :0-7%;Zr02 :0-8%;As02 0-2% ;B2O3 :0-7%。
5.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于該材料的終產物還包括以氟化物凈含 量重量百分數的=LF2 0.0001-7%,其中1^為徹、1%、01、51~、211中的任意一種或一種以上。
6.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于該材料的終產物還包括以氟化物凈含 量重量百分數的MF3 0.0001-5%,其中M為Ga、Al、Sb中的任意一種或一種以上。
7.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于該材料的終產物還包括以氟化物凈含 量重量百分數的NF4 0.0001-5%,其中N為&、As中的任意一種或一種以上。
8.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于該材料的終產物包括以氧化物凈含量 重量百分數的:Si02 50-65% ;R2O 4-15% ;RO 12-30% ;Al2O3 0~8% 0
9.如權利要求1所述的裝飾材料,其特征在于該材料的終產物包括以氧化物凈含量 重量百分數的Si02 :55-65 % ;K2O 3-8 % ;Na2O 2~7 % ;CaO 5-15% ;MgO 9-25 % ;Al2O3 0-5%。
10.權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9所述的任意一項裝飾材料的制備方法,其特征在于 測量原料中氧化物以及氟化物的含量,再按比例折算,按終產物以氧化物以及氟化物凈含 量重量百分數的比例選擇原料配比;將混合好的原料粉碎成粉末狀,在1100-1400°C溫度 下加壓壓制得到密度為2. 6-3. 2克/立方厘米的坯料;將坯料送入烘干裝置進行烘干,得烘 干料;將烘干料送入爐窯燒制,燒成溫度在1250°C -1600°C,燒成時間2-100小時,得燒成 料;再停止加熱,待窯內溫度自然降至600°C以下,將物料出窯,然后冷卻至室溫,再進行拋 光、切割、包裝得成品終產物。
全文摘要
本發明涉及一種裝飾材料,屬于無機非金屬材料領域。本發明的終產物包括以氧化物凈含量重量百分數的SiO250-72%;R2O2-20%;RO5-40%;Al2O30-10%;其中R2為堿金屬元素,R為堿土金屬元素。還可以包括Fe2O30.0001-7%;ZnO0-7%;BaO0-7%;TiO20-7%;ZrO20-8%;AsO20-2%;B2O30-7%以及氟化物。該裝飾材料采用合理的配方,因質地致密,該裝飾材料的斷裂模數、干燥后壓縮強度、莫氏硬度等性能指標優于花崗巖、大理石。
文檔編號C04B35/14GK101962288SQ20101028655
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月19日 優先權日2010年9月19日
發明者朱曉明 申請人:江西金楓玉石有限公司