[发明专利]一种超低温烧结瓷砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种超低温烧结瓷砖及其制备方法。

背景技术

我国建筑陶瓷产品年产量约30亿平方米，按每平方米重量20～24公斤计算，每年消耗的泥料与矿石料为6000～7200万吨。按每平方米产品消耗燃油1.4～1.5升计算，每年消耗燃油则达到4.2～4.5亿升。瓷砖(例如玻化砖)是建筑陶瓷的主要产品之一，由于其具有强度高、耐腐蚀、大方美观等特点，因而广泛应用于家居、生活、娱乐场所等领域。目前，这类瓷砖的生产制备，通常是在烧成温度1150～1220℃之间进行，烧成周期为48～100分钟。因此，现有技术建筑陶瓷的生产，不仅耗费了大量的原料和燃料，生产成本高，同时也排放了大量的CO₂废气，从而加剧了地球温室效应，对自然环境造成了严重的影响，是国内外CO₂废气排放重灾行业之一。

基于上述情况，目前针对瓷砖原料进行了大量的研究，通过原料的替换使用及配方设计，较大地降低了原料成本，但生产过程中仍然需要在1200℃左右进行烧制。而对于降低烧结温度的研究，目前现有技术多是采用大量加入单一低温熔剂的方法，使坯体在较低共熔点温度下提前烧结。但这种方法存在着以下技术缺陷：坯体在接近最低共熔点时并无液相生成，然而一旦到达最低共熔点温度便突然出现大量液相，而且液相量随温度升高而迅速增加，从而导致瓷坯急剧变形。因此，现有技术这种方法在降低烧结温度的同时，也缩短了烧成温度范围，通常烧成温度范围很窄只有30℃左右，产品容易变形且脆性大，因此在生产过程中难以保证产品的各项性能指标。

然而，在建筑陶瓷行业生产中，如果烧成温度降低100℃左右，总能耗可降低20～30％，并能够大大减少CO₂废气的排放，其经济效益和社会效益十分显著，对保护大气环境有着重要的意义。显然，在保证产品性能指标的前提下，实现烧成温度降低100℃左右，烧成周期仍然维持48～100分钟，不仅是技术突破的方向，同时也是建筑陶瓷行业生产的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原料易得、价格低廉、可保证产品性能指标的超低温烧结瓷砖。本发明的另一目的在于提供上述超低温烧结瓷砖的制备方法，通过大幅度降低烧成温度，实现节能降耗的目的，并大大减少CO₂废气的排放，以利于保护大气环境，促进行业生产的可持续性发展。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种超低温烧结瓷砖，其坯体为以下通式化学组分：

式中，R₂O为碱金属氧化物，RO为碱土金属氧化物，R₂O₃为两性氧化物，RO₂为酸性氧化物。具体可采取以下方案：所述R₂O为Na₂O+K₂O+Li₂O；RO为CaO+MgO；R₂O₃为Al₂O₃+Fe₂O₃或Al₂O₃+Fe₂O₃+B₂O₃；RO₂为SiO₂。

本发明超低温烧结瓷砖在Na₂O-Al₂O₃-SiO₂或K₂O-Al₂O₃-SiO₂三元系统中，通过采用K₂O-Na₂O-Li₂O或K₂O-Na₂O-Li₂O-B₂O₃复合熔剂体系烧结而成。多元素复合熔剂的使用，能够大大降低共熔点温度而使坯体提前烧结，并且在不同烧成温度区逐步出现粘度较高的液相，从而在大幅度降低了烧结温度的同时，扩大了坯体的烧结温度范围，为保证产品质量提供了前提保障。