[发明专利]以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其是一种用于建筑装饰材料的以氟硅钙钠石为主要晶相的微晶玻璃板及其生产方法。

背景技术

微晶玻璃是由玻璃相与结晶相组成的新型材料。它的物理化学性质是由这两种相的相对含量及其性能共同决定的。微晶玻璃的应用领域广泛。作为建筑装饰材料，其机械性能、化学稳定性、环保性、色差一致性等多方面的性能均优于石材，因而被誉为“21世纪的装饰材料”。

微晶玻璃的生产方法主要包括烧结法和压延法两种。本发明是在氟硅碱钙石压延微晶玻璃板生产的基础上创新而成。氟硅碱钙石的化学式为Na_4-3K_2-3Ca₅(Si₁₂O₃₀)F₄，以它为主晶相的压延微晶玻璃板是一种高韧性、高白度的高档微晶玻璃材料。不过，这种压延微晶玻璃板主要存在以下三方面的不足：(i)这种压延微晶玻璃板气孔缺陷仍然偏多，影响了产品质量的稳定性；(ii)这种压延微晶玻璃板在长期使用过程中，受大气水分的影响，容易吸水进入其内部较大的晶格空隙，致使晶体体积膨胀，造成开裂。同时它的耐酸性不强，容易被酸溶出SiO₂；(iii)这种压延微晶玻璃板的组成必须含有一定量的氧化钾(K₂O)，即使是最低氧化钾含量的氟硅碱钙石(Na₄K₂Ca₅<Si₁₂O₃₀>F₄)的K₂O含量也在7.5％以上。引入K₂O的碳酸钾的价格(通常是8400元/吨左右)，要比引入Na₂O的纯碱的价格(通常在1500元/吨左右)高。作为建筑装饰材料来说，成本偏高是其市场竞争力的不利因素。鉴于以上三点，本发明尝试研发低氧化钾含量(甚至无氧化钾)的、纯含氧化钠的以氟硅钙钠石为主晶相(NaCa₂<Si₂O₅>₂F)的压延微晶玻璃板。

对于克服老产品的气孔缺陷来说，气体从玻璃熔液的排出主要受玻璃熔液的粘度的影响，而Na₂O降低粘度的作用远优于K₂O。无疑，大幅度减少K₂O的含量，增加氧化钠含量会降低玻璃熔液的粘度，有利于熔化阶段的气体排出，有利于熔液的澄清。

对于氟硅碱钙石(Na_4-3K_2-3Ca₅<Si₁₂O₃₀>F₄)主晶相的压延微晶玻璃板来说，其晶体结构松散、空旷，比重较小，为2.7克/立方厘米，这种结构使之易于吸水，使晶体的体积发生膨胀，造成开裂。同时，它的耐酸性不强，易被酸溶出SiO₂，长期风化后，易失去光泽。而对于氟硅钙钠石(NaCa₂<Si₂O₅>₂F)主晶相的压延微晶玻璃板来说，其晶体结构比较致密，比重为2.9克/立方厘米。这种结构不容易吸附水，也就没有晶体体积发生膨胀造成开裂的可能。而且，其耐酸性较好，长期使用可保持光亮。从经济性方面来说，氟硅钙钠石的成分由于不用再添加较为价格高的碳酸钾而获得。

2014年2月19日公布的中国专利：CN 103588394A“一种白色无氟压延微晶玻璃及其生产方法”生产的一种白色无氟压延微晶玻璃，其包含的SiO₂含量为35％～46.5％，Al₂O₃含量为24％～35％，MgO含量为7％～13％，Na₂O+K₂O含量为4％～10％；本发明生产的一种压延微晶玻璃板，其包含的SiO₂含量为47～65％，Al₂O₃含量为0～5％，MgO含量为0～2％，K₂O含量为0～3％，Na₂O含量为5～20％。这表明，本发明的化学成分特点不同于2014年2月19日公布的中国专利。

以上看出，氟硅钙钠石为主晶相的压延微晶玻璃板的优越性是多方面的。

发明内容