[发明专利]由碎玻璃制造的玻晶砖装饰建材及其制造方法

说明书

以城市垃圾或固体废弃物中的碎玻璃为主要原料生产的墙地面装饰板材以及道路和广场用砖，是一种环保型绿色建材，称之为玻晶砖(glasscrystal tile)。它可具有仿玉或仿石两种质感。这种新材料完全符合清洁生产的3R原则：减量化原则(Reduce)、再使用原则(Reuse)和再循环原则(Recycle)的要求。这是因为：第一，生产中使用的粘土等为地球上不断枯竭的资源，玻晶砖的用量比其它相似产品要少得多；并且与陶瓷相比，由于不用喷雾干燥、烧成温度较低且生产周期短，可节约能源，二氧化碳等废气排放量可减少25％以上，生产成本低于其它相类似产品，因此符合减量化原则。第二，产品性能优于粉煤灰水泥砌块、水磨石、陶瓷砖，与烧结法微晶玻璃(国内叫微晶石或玉晶石)相当。它的莫氏硬度可达6左右，远高于水磨石，因而它的使用寿命比水磨石或石塑板要长得多；它的抗折强度约为40-50Mpa，远大于陶瓷砖；由于它的孔隙率比花岗岩少得多，因而更易清洁，而且色差小，无放射性，较好地解决了困扰花岗岩乃至陶瓷砖作外墙或地面装饰时的“吸脏”难题；由于废物利用、能耗低、工艺流程短和投资小，所以生产成本较低，并由于这种新型建材使用范围很广，可长期反复使用于不同场合，因此符合再使用原则。第三，废品站已不愿收购日益增多的碎玻璃，特别是最近国家限制啤酒瓶的重复使用后，废旧啤酒瓶量剧增，国家又要求关闭原来大量消耗碎玻璃的小玻璃厂，使之成为城市固体垃圾处理中的严峻问题之一，玻晶砖的开发为碎玻璃再循环恰好开辟了一条高附加值再利用的新途径；其次，废旧的玻晶砖本身也可以回收再循环利用，而陶瓷砖等其它建材则没有这种可能性，所以也符合再循环原则。

这种材料既非玻璃，也非陶瓷，但具有比这两种材料更高的抗折强度、耐磨性和硬度，更卓越的耐酸碱和耐大气腐蚀的性能，更优良的隔热性和抗冻性，更易清洁维护，并具有较低的生产成本和投资。

本发明的目的旨在生产仿石或仿玉两种质感的价廉物美的环保型玻晶砖建材，以部分替代传统上常用的易吸脏的高档陶瓷砖(玻化砖)、色差大的天然石材、强度差和寿命短的粉煤灰水泥砌块或水磨石，乃至价格高的微晶石或玉晶石等。

作为利用碎玻璃制造仿花岗岩建材过去有过各种报导。其中中国专利CN 87104465 A公布了利用玻璃粉加河砂，以糊精为粘结剂，经加压成型后烧结成建材，但其表面质量较差。中国专利CN 92108134.0 A(公布日1992.11.4)公布了利用小于7mm的玻璃粉为原料，以碱金属硅酸盐水溶液为粘结剂，经加压成型后在700-900℃下烧结成建材，虽克服了前一专利的缺陷，但其理化性能不如目前常用的陶瓷砖，而且生产时还要用砒霜等剧毒添加剂。日本特开平6-247764 A(公布日1994.9.6)公布了一种以碎玻璃为主料，加膨润土，用水作粘结剂，加压成型后在950-1000℃下烧结成建材，但成本较高，缺少花色。欧洲专利EP 0629589 A2(公布日1994.03.24)或美国专利US 5536345 A(公布日1996.7.16)公布了一种以碎玻璃为主料，加石英砂和色料，分层集积加压成型后在920℃下烧结成仿花岗岩建材，解决了多种花色问题，但该材料的抗折强度仅10-20Mpa，低于陶瓷砖的国家标准25Mpa。

本发明产品采用瓶罐或平板等碎玻璃粉体为基质，重量百分数可达40～70％，加入生产陶瓷用的某些廉价的粘土和高岭土等粉末状原料，掺入微量色料，成型后在950-1100℃下烧结成建材，其性能价格比均优于上述各专利所提及材料。

以氧化物原料的重量百分数表示，本发明建材的主要化学组成范围为：

SiO₂ 60-70    Al₂O₃ 6-12    CaO  5-10

MgO   1-4      Fe₂O₃ 0.1-3   R₂O 8-12

TiO₂ 0.1-0.4  Cr₂O₃ 0-0.1   BaO  0-0.8

生产工艺过程包括：原料清洗--粉碎--筛分--配料--混合--成型--干燥--烧结--整理--检验--包装。

碎玻璃原料经清洗后，用颚式破碎机、锤式破碎机或反击式破碎机进行粗碎和中碎，然后进球磨机进行细碎。根据产品的品种需要，对各种原料粒度的要求各异，一般在60～150目范围内。