專利名稱：：復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種建筑用裝飾板材及其制備方法，具體地講涉及一種利用粉煤灰為主要原料、通過燒結(jié)方法制備而成的微晶玻璃裝飾板材及其制備方法。
背景技術(shù)：
：微晶玻璃板材是世界上最佳內(nèi)外墻裝飾材料，該產(chǎn)品無放射性、質(zhì)感如石、光澤度高、顏色可調(diào)，廣泛用于高級寫字樓及星級賓館內(nèi)外墻、銀行柜臺臺面、地鐵站臺墻面及柱面、家庭居室地面等裝飾。與本發(fā)明有關(guān)的技術(shù)是利用粉煤灰為主要原料燒結(jié)而成的彩色微晶玻璃裝飾板材。中國專利申請?zhí)?31157552公開了一種利用粉煤灰制備微晶玻璃的配方和工藝，它是將粉煤灰、二氧化硅、石英粉、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈣、純堿、鉀堿、硝酸鈉、二氧化鈦、螢石、白砒。其制備工藝包括配料、高溫熔化、熔化溫度1400°C-1600°C，水淬、成型、高溫晶化，晶化溫度900°C-1300°C，時間10小時內(nèi)，退火、脫模，最后對產(chǎn)品進(jìn)行研磨、拋光、切害I]、包裝即得到成品?！斗勖夯揖C合利用》期刊2005年第一期劉金彩、曾利群公開了一種《燒結(jié)粉煤灰建筑微晶玻璃的研究》文章，其結(jié)論為以粉煤灰為主要原料，適當(dāng)添加玻璃生產(chǎn)的常用原料，采用燒結(jié)法能制造出微晶玻璃裝飾板。粉煤灰用量占配合料的總量為25%40%，合理的基礎(chǔ)玻璃成分為:Si0243.0%~55.0%；Α120312·%18.0%；CaO12.016.0%；MgO2.0%4.0%；Na2O4.0%13.0%。上述兩個專利文獻(xiàn)存在的不足是由于粉煤灰成分復(fù)雜，不同時間、不同地點(diǎn)產(chǎn)生的粉煤灰成分存在波動，粉煤灰成分的波動勢必引起制備工藝參數(shù)發(fā)生偏差。一般來說，只有在基礎(chǔ)玻璃顆粒開始大量析晶之前使燒結(jié)接近完成，才能得到氣孔率低、致密度高的微晶玻璃；若由于粉煤灰成分波動導(dǎo)致原料成分變化，則有可能析晶過快使燒結(jié)難以繼續(xù)進(jìn)行，很難獲得致密的產(chǎn)品；再者若粉煤灰成分波動導(dǎo)致原料成分變化而使最后的燒結(jié)攤平溫度與原有設(shè)計的誤差超過10°c，往往發(fā)生過燒或欠燒現(xiàn)象，使燒結(jié)出來的產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。只有解決了粉煤灰成分波動問題，才有可能將粉煤灰制備微晶玻璃推廣應(yīng)用；另夕卜，也很難獲得顏色多樣化的產(chǎn)品。中國專利申請?zhí)?00710010130.3公開了一種礦渣微晶玻璃，按重量百分比計的化學(xué)組成為Si023967%，Al2O3516%，CaO411%，MgO532%，F(xiàn)e2O3613%,B2O30.10.7%，Na200.31.2%，Cr2O30.1%。該礦漁微晶玻璃是以粉煤灰、鐵尾礦、硼泥和Cr2O3為原料，利用熔融法制備而成。該技術(shù)采用熔融法，且需要核化劑，并且也未能解決粉煤灰、尾礦由于生產(chǎn)時間、地點(diǎn)不同而存在成分波動問題；。另外，目前市場上出現(xiàn)的彩色微晶玻璃板均是在微晶玻璃粒料的配制過程中加入著色劑得到的，例如中國專利申請?zhí)?3112352.6公開了一種含鋰尾砂>80%的彩色微晶玻璃及其制造方法，采用含鋰尾砂80-100%作為玻璃的主要原料，外加適量的晶核劑、著色齊U，所制成的彩色系列微晶玻璃，色彩多樣紅、綠、米黃、銀白、灰色等。這種工藝要加入適量的晶核劑，加入晶核劑后，容易導(dǎo)致燒結(jié)過程中析晶過快使燒結(jié)難以繼續(xù)進(jìn)行，很難獲得致密的產(chǎn)品。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種質(zhì)量穩(wěn)定的、適用于室內(nèi)外高檔裝飾的復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板，這種裝飾板材機(jī)械性能高、耐熱、耐腐蝕、顏色多樣。本發(fā)明同時提供一種制備這種裝飾板的方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板是由粉煤灰微晶玻璃粒料與微晶玻璃釉料燒結(jié)而來的，其中粉煤灰微晶玻璃粒料由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰30-60份、Si0215-35份、CaO5-20份、BaCO32-8份、MgO0-5份、B2O31-5份、Na2CO3或K2CO34-15份、CaF21-4份、Fe2O30-3份、ZnO1-8份、Sb2O30.5-2份；微晶玻璃釉料由以下重量份的原料熔制而成=Al2O34-10份、SiO245-60份、GaO15-30份、Na2CO3或K2CO36-15份、B2O31-5份、CaF20-5份、Sb2O3O.5-2份、BaCO30-7份、ZnO0-9份、著色劑0-3份；上述所有原料的粒度均為l-3um。上述粉煤灰成分中要求Al2O3的含量不能超過50%，其余原料均為工業(yè)純的粉末狀。本發(fā)明著色劑包括一些離子如]11、？6、01、0、￥、&)、11、06(鈰)、而(釹)等，它們的價電子在不同能級間躍遷，由此引起對可見光的選擇性吸收，導(dǎo)致著色。這些離子可以不同的形式引入，以氧化物為多，但也有其他的方式，如Cu，氯化銅也可以引入銅離子導(dǎo)致著色。還有一些離子，以其他化合物形式引入，如硫化鎘、硫化銻、硒硫化鎘等。本發(fā)明彩色微晶玻璃裝飾板耐熱、耐腐蝕、顏色多樣，有白色、灰色、黑色、綠色、米黃色、藍(lán)色、紫色等。依照建筑裝飾用微晶玻璃行業(yè)JC/T872-2000標(biāo)準(zhǔn)，對本發(fā)明彩色微晶玻璃裝飾板性能進(jìn)行檢測，彎曲強(qiáng)度為40-60MPa、莫氏硬度為5.5-7.5；在硫酸溶液室溫浸泡650h后，質(zhì)量損失率為0.02-0.15%且外觀無變化；在氫氧化鈉溶液室溫浸泡650h后，質(zhì)量損失率為0.02-0.15%且外觀無變化，上述技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的工藝步驟如下第一步制備粉煤灰微晶玻璃熔塊①準(zhǔn)確稱取粉煤灰30-60份、SiO215-35份、CaO5-20份、BaCO32-8份、MgO0-5份、B2O31-5份、Na2CO3或K2CO34-15份、CaF21-4份、Fe2O30-3份、ZnO1-8份、Sb2O30.5-2份，將上述原料倒入攪拌機(jī)中混合，攪拌1小時；②將攪拌均勻的粉狀原料倒入1400-1550°C的窯爐中，熔制2_4小時，水淬，取出烘干后形成熔塊；第二步制備微晶玻璃釉料熔塊①稱取Al2O34-10份、SiO245-60份、CaO15-30份、Na2CO3或K2CO36-15份、B2O31-5份、CaF20-5份、Sb2O30.5-2份、BaCO30-7份、ZnO0-9份、著色劑0-3份；上述原料的粒度為l_3um，將上述原料倒入攪拌機(jī)中混合攪拌1小時；②將攪拌均勻的粉狀原料倒入1400-1550°C的窯爐中，熔制2_4小時，水淬，取出烘干后形成熔塊；第三步布料將上述粉煤灰微晶玻璃熔塊和微晶玻璃釉料熔塊分別研磨成2mm以下的顆粒，根據(jù)用戶需要的微晶玻璃板材的厚度，在成型模具上先鋪設(shè)粉煤灰微晶玻璃顆粒做基體，然后再在其上鋪設(shè)一層2-50mm厚的微晶玻璃釉料顆粒；第四步在晶化爐內(nèi)燒結(jié)處理以2-10°C/min的升溫速率升至1050-1150°C溫度范圍內(nèi)，保溫1-2個小時；第五步冷卻；第六步切邊、拋光，加工成型。上述份數(shù)均為重量份。本發(fā)明的積極效果是①本著多元少量的原則添加多種礦物原料，以解決或降低粉煤灰由于生產(chǎn)時間、地點(diǎn)不同所產(chǎn)生的成分波動，從而降低甚至完全解決粉煤灰成分波動對制備微晶玻璃裝飾板材生產(chǎn)工藝的影響。因?yàn)橹挥性诨A(chǔ)玻璃顆粒開始大量析晶之前使燒結(jié)接近完成，才能得到氣孔率低、致密度高的微晶玻璃；而只有原料成分在一定范圍內(nèi)變化時，才能保證基礎(chǔ)玻璃先燒結(jié)后析晶，若由于粉煤灰成分波動導(dǎo)致原料成分變化超出上述范圍，則有可能析晶過快使燒結(jié)難以繼續(xù)進(jìn)行，很難獲得致密的產(chǎn)品；若粉煤灰成分波動導(dǎo)致原料成分變化而使最后的燒結(jié)攤平溫度與原有設(shè)計的誤差超過10°c，往往發(fā)生過燒或欠燒現(xiàn)象，使燒結(jié)出來的產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。只有解決了粉煤灰成分波動問題，才有可能將粉煤灰制備微晶玻璃推廣應(yīng)用。②顏色的靈活調(diào)控，根據(jù)調(diào)整微晶玻璃釉料熔塊的成分和重量份可得到多種表面顏色的微晶玻璃裝飾板材。具體實(shí)施例方式下面以幾種不同顏色的微晶玻璃裝飾板材為例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)施例一、綠色微晶玻璃裝飾板材，粉煤灰微晶玻璃熔塊由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰35份、SiO231份、CaO15份、BaCO32.5份、MgO4份、B2O34份、Na2CO3或K2CO38份、CaF23份、Fe2O30份、ZnO2份、Sb2O31份；其中所用的粉煤灰的主要成分以及各成分含量為SiO250.7%,A120330.3%,Fe2O36.5%,CaO4.5%,S022.5%,K2O2%,MgO1.4%,TiO21.3%；釉料熔塊由以下重量份的原料熔制而成=Al2O38份、SiO252份、CaO28份、Na2CO3或K2CO312份、B2O34份、CaF21份、Sb2O31份、BaCO31份、Zn02份、著色劑CuCl20.5份。制備方法如下(1)制備粉煤灰微晶玻璃熔塊按上述重量份稱取基體玻璃原料，倒入攪拌機(jī)中混合攪拌1小時，然后倒入窯爐中，在1500°C熔制1.5小時，水淬，取出烘干后形成熔塊；(2)制備微晶玻璃釉料熔塊按上述重量份稱取油料釉料原料，倒入攪拌機(jī)中混合攪拌1小時，然后倒入窯爐中，在1480°C熔制2小時，水淬，取出烘干后形成熔塊；(3)布料將上述粉煤灰微晶玻璃熔塊和微晶玻璃釉料熔塊分別研磨成2mm以下的顆粒，然后在成型模具上先鋪設(shè)粉煤灰微晶玻璃顆粒，然后再在其上鋪設(shè)一層2-50mm厚的微晶玻璃釉料顆粒；(4)在晶化爐內(nèi)燒結(jié)處理以5°C/min的升溫速率升至1100°C溫度范圍內(nèi)，保溫1.5小時；(5)冷卻；(6)切邊、拋光，加工成型。依照J(rèn)C/T872-2000標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢測，其性能指標(biāo)為莫氏硬度為6.2、彎曲強(qiáng)度為53.4MPa、在硫酸溶液室溫浸泡650h后的質(zhì)量損失率為0.09%且外觀無變化、在氫氧化鈉溶液室溫浸泡650h后的質(zhì)量損失率為0.08%且外觀無變化。實(shí)施例二、米黃色微晶玻璃裝飾板材粉煤灰微晶玻璃熔塊由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰55份、SiO218份、CaO12份、BaCO34份、MgO2份、B2O32份、Na2CO3或K2C035份、CaF22份、Fe2O30份、ZnO4份、Sb2O31份；其中所用的粉煤灰的成分以及各成分含量為=SiO258.4%,Al2O318.8%,Fe2O34.5%,CaO10.5%,SO22.5%,K2O2.2%,MgO1.5%,TiO21.1%；釉料熔塊由以下重量份的原料熔制而成=Al2O38份、SiO250份、CaO24份、Na2CO3或K2CO37份、B2O33份、CaF22份、Sb2O31份、BaCO33份、ZnO6份、著色劑Fe2O32份。實(shí)施例二的制備方法和實(shí)施例一基本相同，不同的是，基體玻璃料的熔制溫度為1530°C，時間為2小時；釉料的熔制溫度為1520°C，時間為2小時；升溫速率為7°C/min，燒結(jié)溫度為1120°C，保溫時間為2小時。依照J(rèn)C/T872-2000標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢測，其性能指標(biāo)為莫氏硬度為6.8、彎曲強(qiáng)度為48.IMPa、在硫酸溶液室溫浸泡650h后的質(zhì)量損失率為0.11%且外觀無變化、在氫氧化鈉溶液室溫浸泡650h后的質(zhì)量損失率為0.09%且外觀無變化。實(shí)施例三、藍(lán)色微晶玻璃裝飾板材粉煤灰微晶玻璃熔塊由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰45份、SiO226份、CaO8份、BaCO36份、MgO0份、B2O31份、Na2CO3或K2CO312份、CaF2I份、Fe2O32份、ZnO6份、Sb2O31份；其中所用的粉煤灰的成分以及各成分含量為=SiO244.7%,CaO21.3%,Al2O320.6%,Fe2O37.l%,Na202.0%,SO21.5%,MgO1.3%,TiO21.2%；釉料熔塊由以下重量份的原料熔制而成=Al2O37份、SiO255份、GaO18份、Na2CO3或K2CO38份、B2O32份、CaF24份、Sb2O31份、BaCO36份、ZnO7份、著色劑CoO1.5份；實(shí)施例三的制備方法和實(shí)施例一基本相同，不同的是，基體玻璃料的熔制溫度為1460°C，時間為2小時；釉料的熔制溫度為1480°C，時間為1小時；升溫速率為4°C/min，燒結(jié)溫度為1080°C，燒結(jié)保溫時間為1小時。依照J(rèn)C/T872-2000標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢測，其性能指標(biāo)為莫氏硬度為6.5、彎曲強(qiáng)度為55.7MPa、在硫酸溶液室溫浸泡650h后的質(zhì)量損失率為0.09%且外觀無變化、在氫氧化鈉溶液室溫浸泡650h后的質(zhì)量損失率為0.10%且外觀無變化。從上述三個實(shí)施例也可以看出，雖然粉煤灰的成分存在波動，但制備工藝偏差較小，制備出來的產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，這說明本發(fā)明徹底解決了因粉煤灰成分波動而帶來的對制備工藝的影響。本發(fā)明的實(shí)施例中的色彩并不局限于實(shí)施例中所述，還有白色、灰色、黑色、紫色等等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要，按照本發(fā)明的技術(shù)方案和本領(lǐng)域公知常識即可制備出所需要色彩的裝飾板。三個實(shí)施例具體配比見下表(表中配比均為重量份)。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求一種復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板，其特征在于，它是由粉煤灰微晶玻璃粒料與微晶玻璃釉料燒結(jié)而來的，其中粉煤灰微晶玻璃粒料由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰30-60份、SiO215-35份、CaO5-20份、BaCO32-8份、MgO0-5份、B2O31-5份、Na2CO3或K2CO34-15份、CaF21-4份、Fe2O30-3份、ZnO1-8份和Sb2O30.5-2份；微晶玻璃釉料由以下重量份的原料熔制而成Al2O34-10份、SiO245-60份、CaO15-30份、Na2CO3或K2CO36-15份、B2O31-5份、CaF20-5份、Sb2O30.5-2份、BaCO30-7份、ZnO0-9份和著色劑0-3份；上述所有原料的粒度均為1-3um；上述粉煤灰成分中要求Al2O3的含量不能超過50％。2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板，其特征在于，所述的粉煤灰微晶玻璃熔塊由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰35份、SiO231份、CaO15份、BaCO32.5份、MgO4份、B2O34份、Na2CO3或K2C038份、CaF23份、Fe2O30份、ZnO2份、Sb2O31份；所述的釉料熔塊由以下重量份的原料熔制而成Al2O38份、SiO252份、CaO28份、Na2CO3或K2CO312份、B2O34份、CaF21份、Sb2O31份、BaCO31份、Zn02份、著色劑CuCl20.5份。3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板，其特征在于，所述的粉煤灰微晶玻璃熔塊由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰55份、SiO2IS份、CaO12份、BaC034份、MgO2份、B2O32份、Na2CO3或K2CO35份、CaF22份、Fe2O30份、ZnO4份、Sb2O31份；所述的釉料熔塊由以下重量份的原料熔制而成Al2O38份、SiO250份、CaO24份、Na2CO3或K2CO37份、B2O33份、CaF22份、Sb2O31份、BaC033份、ZnO6份、著色劑Fe2O32份。4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板，其特征在于，所述的粉煤灰微晶玻璃熔塊由以下重量份的原料熔制而成粉煤灰45份、SiO226份、CaO8份、BaCO36份、MgO0份、B2O31份、Na2CO3或K2CO312份、CaF21份、Fe2O32份、ZnO6份、Sb2O31份；所述的釉料熔塊由以下重量份的原料熔制而成Al2O37份、SiO255份、CaO18份、Na2CO3或K2CO38份、B2O32份、CaF24份、Sb2O31份、BaCO36份、ZnO7份、著色劑CoO1.5份。5.一種制備權(quán)利要求1所述的復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板的方法，其特征在于，步驟如下第一步制備粉煤灰微晶玻璃熔塊①準(zhǔn)確稱取粉煤灰30-60份、SiO215-35份、CaO5-20份、BaCO32-8份、MgO0_5份、B2O31-5份、Na2CO3或K2CO34-15份、CaF21-4份、Fe2O30-3份、ZnO1-8份、Sb2O30.5-2份，將上述粒度均為l-3um的原料倒入攪拌機(jī)中混合，攪拌1小時；上述粉煤灰成分中要求Al2O3的含量不能超過50%；②將攪拌均勻的粉狀原料倒入1400-1550°C的窯爐中，熔制2-4小時，水淬，取出烘干后形成熔塊；第二步制備微晶玻璃釉料熔塊①稱取Al2O34-10份、SiO245-60份、CaO15-30份、Na2CO3或K2CO36-15份、B2O31-5份、CaF20-5份、Sb2O30.5-2份、BaCO30-7份、ZnO0-9份、著色劑0-3份；上述原料的粒度為l_3um，將上述粒度均為l-3um的原料倒入攪拌機(jī)中混合攪拌1小時；②將攪拌均勻的粉狀原料倒入1400-1550°C的窯爐中，熔制2-4小時，水淬，取出烘干后形成熔塊；第三步布料將上述粉煤灰微晶玻璃熔塊和微晶玻璃釉料熔塊分別研磨成2mm以下的顆粒，根據(jù)設(shè)計的微晶玻璃板材的厚度，在成型模具上先鋪設(shè)粉煤灰微晶玻璃顆粒做基體，然后再在其上鋪設(shè)一層2-50mm厚的微晶玻璃釉料顆粒；第四步在晶化爐內(nèi)燒結(jié)處理以2-10°C/min的升溫速率升至1050-1150°C溫度范圍內(nèi)，保溫1_2個小時；第五步冷卻；第六步切邊、拋光，加工成型。全文摘要本發(fā)明公開了一種復(fù)合粉煤灰微晶玻璃彩色裝飾板及其制備方法，它是由粉煤灰微晶玻璃粒料與微晶玻璃釉料燒結(jié)而來的，其中粉煤灰微晶玻璃粒料是由粉煤灰、SiO2、CaO、BaCO3、MgO、B2O3等原料熔制而成；微晶玻璃釉料由Al2O3、SiO2、CaO、Na2CO3或K2CO3、B2O3和著色劑等原料熔制而成。本發(fā)明本著多元少量的原則添加多種礦物原料，以解決或降低由于粉煤灰成分波動而對制備微晶玻璃裝飾板材生產(chǎn)工藝的影響。并且根據(jù)調(diào)整微晶玻璃釉料熔塊的成分和重量份可得到多種表面顏色的微晶玻璃裝飾板材。文檔編號C03B19/06GK101823841SQ201010152488公開日2010年9月8日申請日期2010年4月17日優(yōu)先權(quán)日2010年4月17日發(fā)明者姚樹玉,王維,韓野申請人:山東科技大學(xué)