[发明专利]高强镁质陶瓷砖坯体、陶瓷砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强镁质陶瓷砖坯体，其按原料质量百分比计其中镁质粘土占坯体总质量的40～60％，并形成以SiO₂和MgO为主的SiO₂‑MgO‑K₂O‑Al₂O₃四元相配方体系。本发明坯体中镁质粘土的大比例使用使得坯体干燥后的强度达到2.8～3.2MPa，远高于普通坯体配方干燥后1.2～1.4MPa的干坯强度，大大减少坯体在烧成前出现破损的情况。同时坯体的断裂模数可达到42～48MPa，远高于国家标准(BⅡa类)，减少了其在存放和运输过程的破损风险。且大量使用镁质粘度可有效地缩短原料球磨时间和烧制时间，其球磨时间较普通坯体原料的球磨时间减少40％以上，烧成成本约为普通坯体烧成成本的20～30％。

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷领域，特别涉及高强镁质陶瓷砖坯体、陶瓷砖及其制备方法。

背景技术

镁质粘土是一种具有较强可塑性的粘土材料，不仅具有粘土塑性好的特点，而且镁质粘土中还含有20％左右的氧化镁，经常作为助熔剂使用，可以降低陶瓷砖坯体配方生成液相的温度和液相的高温粘度，降低陶瓷砖坯体的烧成温度，在陶瓷砖坯体配方中的用量一般在1～5％之间。不少厂家尝试利用镁质粘土制备陶瓷砖，但是氧化镁会造成Na₂O(K₂O)-SiO₂-Al₂O₃体系的配方高温粘度降低速度过快，导致配方的烧成范围窄，通常在10～20℃，很容易导致坯体烧成变形，对烧成窑炉内部温度一致性要求高。在市场上，已出现了采用精选烧滑石成功制备出的超白镁质陶瓷砖，其坯体配方中以纯度高的烧滑石为主要原料与其它精选原材料配合，利用氧化镁的乳浊效果制备高白坯体，然而其配方的烧成范围窄，对生产控制精度要求高而导致不良率大，生产成本高，价格昂贵，市场销售量小。CN200810198373.9公布一个利用镁质粘土制备的SiO₂-MgO-CaO-Al₂O₃为四元相陶瓷配方体系，然而根据其实施例可知，其配方的烧成时间在115～120min，存在生产效率低的弊端。

镁质粘土在江西不仅分布范围，而且广数量多。但现有技术中仍未能找到一个高温强度好的镁质配方体系及控制镁质配方烧成工艺的参数，可实现镁质粘土在陶瓷砖坯体配方中大量应用，可大幅度降低陶瓷配方的综合成本。

发明内容

本发明的目的在于针对目前镁质陶瓷砖坯体配方烧成范围窄和烧成时间长的问题，提供一种烧成范围宽、烧成速度快的低成本且高强度的镁质陶瓷砖坯体配方，其可降低生产的综合成本，同时提供其制备方法和一种用该坯体制备成的陶瓷砖。

本发明所采取的技术方案是：一种高强镁质陶瓷砖坯体，其按原料质量百分比计其中镁质粘土占坯体总质量的40～60％，并形成以SiO₂和MgO为主的SiO₂-MgO-K₂O-Al₂O₃四元相配方体系。

具体地，本发明利用了镁质粘土具有较高塑性的特点，在坯体配方中大量使用镁质粘土从而提高成型后生坯的强度，降低生坯的破损率，且在后续烧制过程中镁质粘土中的硅酸镁能在高温下脱水生成顽火辉石，其中部分顽火辉石以晶相的形式保留在坯体中，从而进一步提高坯体烧成后的强度。

作为上述方案的进一步改进，按原料质量百分比计还包括25～35％的高温钾砂和10～20％的中温砂。具体地，干燥时高温钾砂和中温砂为坯体提供排水通道从而提高坯体的干燥性能；烧成时具有较高熔融温度的高温钾砂能起到骨架作用以提高坯体的高温强度，中温砂因含有钾长石和钠长石从而可降低坯体始熔温度并与氧化镁作用提高形成液相的生成速度，从而实现陶瓷坯体快速烧成。