微晶玻璃型飾面材料的制造制造技術

本發明專利技術屬于制造微晶玻璃型飾面材料的方法，其特征通過玻璃分相與微晶化，使材料整體晶化，而其經磨拋表面可呈菊花型、牡丹花型以及水波型的晶花，玻璃的基礎組成為Ｒ－［２］Ｏ（Ｎａ－［２］Ｏ，Ｋ－［２］Ｏ）Ｏ＆－ＲＯ（ＣａＯ，ＭｇＯ）－Ａｌ－［２］Ｏ－［３］－ＳｉＯ－［２］并引入少量Ｆ＋［－］及著色劑。晶花類型隨析出晶體種類而異，可通過玻璃基礎組分ＳｉＯ－［２］／ＣａＯＫ－［２］Ｏ／Ｎａ－［２］Ｏ之比以及熱處理制度可改變晶花尺寸及晶化率，晶花最大尺寸８ｍｍ左右，所制得的材料具有與花崗巖相近的物理力學性能。（*該技術在2009年保護過期，可自由使用*）

Preparation of glass ceramic finish material

This invention relates to a method of manufacturing glass ceramics type decorative materials, characterized by glass phase separation and crystallization, the crystallization and the material, after grinding and polishing the surface can show the chrysanthemum, peony flower type and wave type crystal flower, glass base composition of R - 2 (Na - 2 O O K, 2 O) ORO (CaO, MgO) Al 2 O 3 SiO 2 and F - and, by introducing a small amount of colorant. The type of crystal flower varied with the crystal type, through the glass based component SiO - 2 / CaOK 2 O / Na 2 O ratio and heat treatment system can change the crystal flower size and crystallization rate, crystal flower maximum size of about 8mm, the prepared material has physical and mechanical with similar properties of granite.

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微晶玻璃領域，主要用作各類建筑物的室內、外高級裝飾貼面材料。曾報導了應用玻璃結晶型材料制造外觀與花崗巖相似的材料用作建筑物室內、外高級裝飾用貼面材料，如GB2133787A，日特許62-24365，其組成為(重量%)SiO255.0-60.0Al2O36.0-9.0CaO 17.0-25.0MgO 3.0-10.0K2O 5.0-7.0Na2O 1.0-2.0F-1.0-2.5在玻璃中引入不同的著色劑，如Cr、Co等氧化物，制成有色材料，玻璃經熔煉后降到Tg以下30～50℃，再進行二階段熱處理，處理溫度分別為650～800℃及930～950℃，由第一階段到第二階段的升溫速度為150～200℃/hr，結果可以在玻璃體內析出尺寸為0.3～5mm的β硅灰石球狀晶體，材料具有類似花崗巖的外貌，并指出球狀晶的數量與尺寸由熱處理制度與引入氟的含量來調節。所得材料的性能與天然花崗巖相近，部份力學性能優于花崗巖。英國專利申請GB2133787，雖然可生產類花崗巖的微晶玻璃，但依靠熱處理和氟含量來控制析出球狀晶的數量及大小，一般說來氟含量在熔煉過程中極難精確控制，而且制取生產的晶花形狀單一，晶花尺寸也不夠大。本專利技術的目的在于提供一種高級飾面材料，通過玻璃分相和微晶化過程使玻璃整體晶化，并能在大體范圍內析出大尺寸的晶花，其最大尺寸可達8mm左右，經組成和熱處理變化使材料經磨拋后，表面可呈現多種花型，這種材料不僅具有美觀、別致的外觀質量而且具有優良的物理化學性能及使用性能，足以與天然花崗巖、大理石等媲美。本專利技術是通過如下組成和具體工藝實施的所采用的玻璃屬R2O(K2ONa2O)-RO(CaO，MgO)-Al2O3-SiO2系統其具體組成范圍是(wt%)SiO251-62Al2O37-11CaO 20-29MgO 2-5K2O 4-8Na2O 2-4F-1-3.0原料可采用石英砂、方介石、長石、白云石、石灰石、螢石等礦物原料或尾砂、礦渣、爐渣等二次資源按上述比例范圍配制，然后引入一定量的著色劑如FeS、ZnS、CuO、Cr2O3任意二種，加入量0.5-1%(wt)，可使材料呈現不同的色彩，其種類和含量隨著色要求而變。然后依不同的組分，在1400～1500℃熔煉，其料性能適合于壓制、拉制、澆注多種不同成型工藝。晶花實際由以一定規律排列的微晶體構成，晶花類型是與析出的晶體種類和排列等因素有關，如GB2133787A，析出β硅灰石晶花呈菊花狀，本專利技術可使晶花呈菊花狀，牡丹花狀以及水波型三種不同花紋，當析出β-硅灰石時呈菊花狀，當析出鈣長石時呈水波型花紋。因此控制析出的晶相種類可以獲得不同晶花圖案的材料，這是本專利技術的特點之一。本專利技術的另一個特點是采用改變玻璃基礎成份的方法，控制晶花尺寸及晶化率，而不是采用控制F-含量的方法，晶粒尺寸由玻璃組成密切相關，如SiO2/CaO之比大時，有益于析出尺寸大的晶花。K2O/Na2O小時，則不利于晶花的析出。因此采用改變玻璃組成的方法可以控制玻璃中析出晶花的尺寸及晶化率，本專利技術正體晶花尺寸可由1mm變化到8mm。本專利技術提出的改變基礎玻璃組成的方法比用F-含量控制更有利，因為F-的揮發量很難控制而玻璃中SiO2、Al2O3、CaO等組分均屬于不易揮發的氧化物，即使Na2O、K2O有一定揮發，但要比F-易控制。本專利技術的第三個特點是采用獨特的熱處理制度，第一階段熱處理溫度740℃-860℃，以使生長出較少的“晶種”及產生足夠的相分離，然后以300℃/hr的速度快速升到第二階段，以避免或減少試樣在升溫過程中的變形，然后在880-1000℃保溫，保溫的具體溫度和時間隨所需析出晶花的種類、數量和尺寸而異，這種熱處理速度快，效率高。由于其獨特的微晶結構，本專利技術的微晶玻璃材料具有優良的物理化學性能，和優雅別致的裝飾效果，因此可與天然的花崗巖、大理石等媲美，此外該類材料還具有產品一致性好，適合于大批量使用，能按設計要求挑選所需的色彩和花紋的優點，特別適合于用作高級建筑物的內、外墻飾面材料。表1列出了本專利技術制得的料的物理-力學性能，并附上天然大理石，花崗巖和專利(GB2133787A)中材料的相應數據以資比較。表1 主要物理-力學性能對比表 </tables>注某些力學性能因測試方法和試樣規格的不同，數據可能會有差異。實施例1按重量百分稱取鉀長石47份，白云石15份，方介石32份，石英砂20份，螢石5份，芒硝2份。此外，引入CuO0.7%及Cr2O30.1%為著色劑。玻璃在1400℃熔煉成型后在600℃退火，接著進行二階段熱處理，第一階段保溫溫度為780℃，然后以300℃/hr升溫至900℃保溫2小時，再冷卻至室溫。經磨拋便可制得美麗的綠夾紅色的材料，具有水波型晶花，晶花直徑為3-5mm。玻璃的成分為(重量%)。SiO253.4Al2O37CaO 28.6MgO 2Na2O 1.4K2O 5F-2.6，CuO 0.7，Cr2O30.1材料的密度是2.69g/cm3，抗彎強度54MPa，比抗沖強度1.36kg·cm/cm2，莫氏硬度7級，吸水率0%。實施例2鉀長石28份，高爐渣36份，石英砂21份，白云石3份，方介石5份，螢石5份，芒硝2份，并外加0.2%FeS及0.5%ZnS為著色劑。玻璃在1440℃熔煉，620℃退火，第一階段熱處理溫度為740℃，然后以300℃/hr升溫至920℃保溫4小時，再冷卻至室溫，經磨拋可得黑色基底上輟有白色花紋的材料，其晶花為菊花型，晶花尺寸可達7-8mm。材料具有如下組成(重量%)SiO259Al2O37CaO 2MgO 3Na2O 2K2O 5F-3FeS 0.2ZnS 0.5材料密度為2.67g/cm3，抗彎強度44MPa，比抗沖0.88kg·cm/cm2.權利要求1.一種微晶玻璃型飾面材料的制造方法，由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O和F-以及少量著色劑組成，其特征在于通過玻璃分相和微晶化過程使折出大的晶花。(1)組成范圍為(wt)SiO251-62Al2O37-11CaO 20-29MgO 2-5K2O 4-8Na2O 2-4F-1-3(2)少量著色劑為FeS，ZnS，CuO，Cr2O3中任意二種，加入量0.5～1%(wt)。(3)改變玻璃基礎成份SiO2/CaO，K2O/Na2O之比和獨特的二階段熱處理制度控制析出的晶花的尺寸及晶化率。2.按權利要求1所述的制造方法，其特征在于原料可采用石英砂、方介石、長石、白云石、石灰石、螢石礦物原料或尾砂、礦渣、爐渣二次資源按一定比例范圍配制。3.按權利要求1所述的制造方法，其特征在于SiO2/CaO比例大時，易析出尺寸大的晶花，K2O/Na2O之比小時，不利晶花析出。4.按權利要求1所述的制造方法，其特征在于獨特的熱處理制度是第一階段740-860℃熱處理，然后以300℃/hr的速度快速升到第二階段，然后在880-1000℃保溫直到析出所要求的晶花尺寸和晶化率。全文摘要本專利技術屬于制造微晶玻璃型飾面材料的方法，其特征通過玻璃分相與微晶化，使材料整體晶化，而其經磨拋表面可呈菊花型、牡丹花型以及水波型的晶花，玻璃的基礎組成為R文檔編號C03B32/00G本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微晶玻璃型飾面材料的制造方法，由ＳｉＯ↓［２］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］Ｏ和Ｆ↑［－］以及少量著色劑組成，其特征在于通過玻璃分相和微晶化過程使折出大的晶花。（１）組成范圍為（ｗｌ）；Ｓｉ Ｏ↓［２］５１－６２Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］７－１１ＣａＯ２０－２９ＭｇＯ２－５Ｋ↓［２］Ｏ４－８Ｎａ↓［２］Ｏ２－４Ｆ↑［－］１－３（２）少量著色劑為ＦｅＳ、ＺｎＳ、ＣｕＯ、Ｃｒ↓［２］Ｏ↓［３］中任意二種，加入 量０．５～１％（ｗｔ）。（３）改變玻璃基礎成份ＳｉＯ↓［２］／ＣａＯ↓［１］，Ｋ↓［２］Ｏ／Ｎａ↓［２］Ｏ之比和獨特的二階段熱處理制度控制析出的晶花的尺寸及晶化率。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈定坤，張干城，王開泰，李漢良，陳幼新，
申請(專利權)人：中國科學院上海硅酸鹽研究所，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]