微晶玻璃板材的生產方法技術

本發明專利技術涉及一種建筑材料生產工藝，具體公開了一種微晶玻璃板材的生產方法。本發明專利技術采用一定量的二氧化鈦(由鈦白粉提供)和五氧化二磷(由磷酸氫鈣提供)作為復合晶核劑，通過控制核化與晶化溫度參數而得到不同顏色和花紋的微晶玻璃板材。本發明專利技術的優點是：實現基于同一配方采用全電容壓延法通過控制晶化溫度生產不同顏色和花紋的微晶玻璃板材；同一個配方調整晶化熱處理工藝后，可得到灰色、黃色和紅色等色系顏色，并能夠獲得灰色、黃色和紅色的斑點花紋產品。所得到的微晶玻璃強度為50～80MPa，符合國家建材標準。

【技術實現步驟摘要】
微晶玻璃板材的生產方法
本專利技術涉及一種建筑材料的生產方法，尤其是一種壓延法生產微晶玻璃板材的方法。
技術介紹
微晶玻璃又叫做玻璃陶瓷，兼具了玻璃和陶瓷的優異性能。其性能優于天然石材和陶瓷磚，具有機械強度高、耐化學腐蝕性強，熱穩定性好等優點，能夠適應惡劣的使用環境，近年來在國際上發展迅速。2012年1月，國家工信部公布的《十二五新材料產業發展規劃》，將壓延微晶玻璃列入重點發展的無機非金屬新材料目錄，對今后壓延微晶玻璃在基礎新材料領域的應用有重要指導意義。長期以來，花崗巖作為室內外建筑裝飾石材被人們進行廣泛的開采，由于使用需求不同，需要對所開采的花崗巖進行進一步加工。石材開采以及石材加工過程中所產生的大量的花崗巖廢渣既對環境是嚴重的污染，也是一種天然資源的浪費。所以用花崗巖為主原料來生產微晶玻璃板材是一個變廢為寶的課題，既能減少環境污染，又能夠生產出具有高附加值的微晶玻璃板材。目前生產微晶玻璃板材方法主要有燒結法和壓延法兩種。傳統微晶玻璃生產采用燒結法工藝，燒結法最大的優點是能夠制備出不同花色的微晶玻璃以適應于市場需求，但是燒結法工藝在微晶玻璃生產中面臨的能耗高問題一直是制約微晶玻璃快速發展和規模化生產的關鍵瓶頸。并且燒結法工藝生產微晶玻璃還要使用價格昂貴的有色金屬氧化鋅原材料，使很多微晶玻璃企業的生產成本一直居高不下，同時燒結法生產工藝效率低，產品有氣孔，平整度較差，使得目前燒結法工藝的微晶玻璃企業經營狀況舉步維艱。本公司全國首創的全電熔壓延法生產微晶玻璃新工藝已獲國家專利技術專利(專利名稱：利用花崗巖廢棄物生產微晶玻璃裝飾板材的方法，專利號：ZL200910216248.0)，填補了國內空白。采用全電熔壓延生產微晶玻璃，微晶玻璃的單位產品能耗和萬元工業增加值能耗將大幅度降低，還可以為國家節約大量的有色金屬氧化鋅貴重材料。本技術的專利技術，順應了我國新材料產業的發展趨勢和不斷擴大應用領域的要求。早期的全電容壓延法只能生產出單一顏色的微晶玻璃，而目前本公司已成功研發出利用廢棄花崗巖采用全電容壓延法生產黑色、米黃色、咖啡色、粉紅色、綠色等多種顏色的微晶玻璃板材的方法，極大的滿足了市場的需求，為全電容壓延生產微晶玻璃板材的方法的進步和推廣做出了貢獻。當前典型的全電容壓延法生產微晶玻璃板材的步驟如下：(1)選取生產原料：生產原料主要為花崗巖、菱鎂礦(或輕燒鎂)、重鈣粉(或白云石)、磷酸氫鈣(或磷酸二氫鈣)、著色劑；(2)原料熔化：將生產原料混合，加入占原料總質量約2％的水，混合3～5分鐘，將原料送入全電熔窯的熔化池，控制熔化溫度為1350～1500℃，得到熔化玻璃液；(3)澄清和均化：熔化玻璃液在熔化池中進行澄清和均化，澄清和均化的溫度通常為1400～1450℃，澄清和均化的時間通常為7～8h，得到均化玻璃液。(4)壓延成型：均化玻璃液經流液洞、上升道進入料道，溫度降為1250～1300℃，經料道降溫后，進入壓延機壓延成型為玻璃板，成型溫度通常為1150～1270℃。(5)退火：成型后的玻璃板進行退火處理，玻璃板在退火爐中經過階段緩慢降溫至35～50℃，得到退火基礎玻璃板。通常不同原料和不同要求的微晶玻璃退火的溫度控制點有所不同。(6)晶化：將退火基礎玻璃板送入晶化窯依次進行核化、晶化，完成晶化后降溫出窯，得到晶化板。通常不同原料和不同要求的微晶玻璃核化、晶化的溫度控制點有所不同。(7)將晶化板進行打磨、拋光，得到微晶玻璃板材產品。但是目前生產不同顏色微晶玻璃的方法是往制作配方中加入著色劑，例如在本公司授權公告號為CN103232164B的專利文件中通過往配方中加入二氧化錳作為著色劑來生產咖啡色微晶玻璃。但該生產方法需要加入不同的著色劑來獲得不同顏色的微晶玻璃產品，因此一種配方通常只能生產一種顏色的微晶玻璃，使得產品顏色單一，一般一條生產線只能制備出一種顏色的微晶玻璃，不能完全滿足市場對多品種、多花色微晶玻璃的需求。因此研究同一配方熔制后的玻璃，經過控制其后期的晶化熱處理過程而得到不同色系顏色以及斑紋的微晶玻璃對生產多品種、多花色的微晶玻璃具有重要意義。
技術實現思路
為解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供了一種微晶玻璃板材的生產方法。本專利技術所采用的技術方案包括以下步驟：A、按照下述重量份數量取原材料：花崗巖45～75份、輕燒鎂8～20份、白云石5～15份、磷酸氫鈣5～15份、鈦白粉3～10份、碳酸鉀0～5份、碳酸鈉0～5份、碳酸鋇0～2份、石英砂0～20份、氫氧化鋁0～10份；B、原料熔化，得到熔化玻璃液；C、澄清和均化，得到均化玻璃液；D、壓延成型，得到成型玻璃板；E、退火：將成型玻璃板送至退火爐，在630～700℃下保溫20～30min，接著以1～5℃/min的降溫速率降溫至530～570℃，再按5～15℃/min的降溫速率降溫至250～300℃，最后經過30～60min冷卻至溫度為40～50℃，出窯得到退火基礎玻璃板；F、晶化：將退火基礎玻璃板送入晶化窯進行熱處理，在5～120min內將溫度升高至700～800℃，并且在此溫度下保溫5～120min進行核化；之后在5～120min內將溫度升高至900～1100℃，并在此溫度下保溫5～120min進行晶化；之后在5～180min內將溫度降至40～50℃，出窯得到晶化板；A、將晶化板進行打磨、拋光，得到微晶玻璃板材產品。專利技術人在長期從事全電容壓延法生產微晶玻璃的研究中發現，將二氧化鈦和五氧化二磷作為晶核劑在一定的核化和晶化條件下能有效促進RCMAS(R為堿金屬或堿土金屬氧化物，C為氧化鈣，M為氧化鎂，A為氧化鋁，S為二氧化硅)體系微晶玻璃的析晶，但該方面的研究尚無報到，本專利技術即是公開了專利技術人對此進行的部分研究成果。其主要原理是當一定量的二氧化鈦(由鈦白粉提供)和五氧化二磷(由磷酸氫鈣提供)作為晶核劑時，可促使退火基礎玻璃板產生分相，然后核化和晶化過程中通過對溫度的控制使得不同顏色的晶體從不同相中長出。在晶化過程中在不同的溫度下會產生不同結晶體，而這些不同溫度下的產生的結晶體所呈現的顏色不同，因此專利技術人提出可以以二氧化鈦和五氧化二磷作為復合晶核劑通過控制晶化溫度而制造不同顏色的微晶玻璃板材。專利技術人通過大量實驗發現，由于五氧化二磷和二氧化鈦體系的引入，使得退火基礎玻璃板呈現微乳濁狀態(P2O5本身為一種常用的乳濁劑，在玻璃熔融溫度降低時，析出10～100nm的結晶或無定型的微粒，與周圍玻璃的折射率不同，產生光散射，使玻璃形成不透明的乳濁狀態)，發生分相(由于通過顯微鏡觀察基礎玻璃中并無晶體出現，因此乳濁是由分相引起：當硅酸鹽玻璃中引入電荷高、場強大的陽離子時，由于其對玻璃結構有較大的積聚作用，可加速玻璃分相的進行。P5+的電場強度大于Si4+的電場強度，引入P5+后，硅酸鹽網絡中的部分橋氧被P5+奪取，使Si―O―Si鍵斷裂，形成富磷硅氧聚集體。這些聚集體與基質硅酸鹽玻璃相的組成、密度相差較大，難于與基質形成均勻的玻璃，而是以液滴狀均勻分散在基質硅酸鹽玻璃中。而在粘度大的系統中，液液分相形成的球滴可能會合并粘連，結合成乳濁狀的形貌)，形成富Si4+、Al3+相和富P5+、Ca2+、Mg2+、Ti4+相，從而形成了低聚合度玻璃結構，這為核化過程中離子的遷移提供了本文檔來自技高網...

【技術保護點】
微晶玻璃板材的生產方法，包括以下步驟：A、按照下述重量份數量取原材料：花崗巖45～75份、輕燒鎂8～20份、白云石5～15份、磷酸氫鈣5～15份、鈦白粉3～10份、碳酸鉀0～5份、碳酸鈉0～5份、碳酸鋇0～2份、石英砂0～20份、氫氧化鋁0～10份；B、原料熔化，得到熔化玻璃液；C、澄清和均化，得到均化玻璃液；D、壓延成型，得到成型玻璃板；E、退火：將成型玻璃板送至退火爐，在630～700℃下保溫20～30min，接著以1～5℃/min的降溫速率降溫至530～570℃，再按5～15℃/min的降溫速率降溫至250～300℃，最后經過30～60min冷卻至溫度為40～50℃，出窯得到退火基礎玻璃板；F、晶化：將退火基礎玻璃板送入晶化窯進行熱處理，在5～120min內將溫度升高至700～800℃，并且在此溫度下保溫5～120min進行核化；之后在5～120min內將溫度升高至900～1100℃，并在此溫度下保溫5～120min進行晶化；之后在5～180min內將溫度降至40～50℃，出窯得到晶化板；G、將晶化板進行打磨、拋光，得到微晶玻璃板材產品。

【技術特征摘要】
1.微晶玻璃板材的生產方法，包括以下步驟：A、按照下述重量份數量取原材料：花崗巖45～75份、輕燒鎂8～20份、白云石5～15份、磷酸氫鈣5～15份、鈦白粉3～10份、碳酸鉀0～5份、碳酸鈉0～5份、碳酸鋇0～2份、石英砂0～20份、氫氧化鋁0～10份；B、原料熔化，得到熔化玻璃液；C、澄清和均化，得到均化玻璃液；D、壓延成型，得到成型玻璃板；E、退火：將成型玻璃板送至退火爐，在630～700℃下保溫20～30min，接著以1～5℃/min的降溫速率降溫至530～570℃，再按5～15℃/min的降溫速率降溫至250～300℃，最后經過30～60min冷卻至溫度為40～50℃，出窯得...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃永前，秦小平，秦剛，羅友明，王剛琳，
申請(專利權)人：四川一名微晶科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51