一種高耐候性的陶瓷欄杆及其製備方法
2023-07-22 08:14:26
專利名稱：一種高耐候性的陶瓷欄杆及其製備方法
技術領域：
本發明涉及陶瓷生產領域，更具體涉及一種高耐候性的陶瓷欄杆及其製備方法。
背景技術：
耐候性，是指工業、建築材料應用於室外經受氣候的考驗，如光照、冷熱、風雨、細菌等造成的綜合破壞，其耐受能力叫耐候性。陶瓷材料是金屬和非金屬元素間的化合物，多是氧化物、氮化物和碳化物等。常見陶瓷材料由黏土礦物、水泥和玻璃所組成，這些材料是典型的電和熱的絕緣體，且比金屬和高分子更耐高溫和腐蝕性環境。所以，在建築工程中，評測陶瓷材料耐候性能時需要考慮的因素主要是陶瓷材料的脆性大、易破損以及溫度劇變時易破碎的性質，特別是陶瓷欄杆，由於其造型複雜，易產生內應力集中的部位多，如果在使用前的形狀設計、原料配製、制坯以及燒制工藝過程中對其製成品的吸水率、抗凍性能、耐急冷急熱性能沒有進行有效的控制， 在使用中就容易出現釉面脫落、部分結構出現裂紋，特別是在溫差較大的氣候條件下會出現爆裂，以及裂紋延伸等，嚴重影響正常使用。為解決這些問題，一些陶瓷欄杆的生產廠家進行了相應的研究，並形成了部分解決方案，例如申請號為2010101191972，名為「一種煅燒壓縮力平衡並帶有浮雕畫的陶瓷欄杆」的中國專利申請文件，其提供了一種結構新穎、降低成本、利潤增值、增加抗壓、抗震功能並帶有工藝作品浮雕畫，藝術欣賞價值更高的陶瓷欄杆，解決的技術問題是防止坯體，欄杆煅燒過程壓縮力平衡不變形，提高抗壓強度。該產品的結構為欄杆為中空體， 欄杆的上下兩端連接部位為長方形四方體或正方形四方體或多角邊形或圓形體，通過圓弧或扁圓弧或方形弧過渡面與中端段連接的部分分別設有上大下小四面凹形，陶瓷欄杆中端設置為圓形或多節圓形並且大於四面凹形的柱體，中端段雕塑或雕刻有藝術作品浮雕畫。使用時，可根據客戶需施工的要求，由數條或數十條通過常規的方法固定後得到美觀的護欄。提供了一種結構新穎、降低成本、解決坯體，欄杆煅燒過程壓縮平衡不變形功能並帶有工藝作品浮雕畫，藝術欣賞價值更高的陶瓷欄杆。但該申請主要採用的技術方案是通過對陶瓷欄杆形狀設計的改善，從而達到不變形、具備一定抗壓能力的效果，並不能完全解決陶瓷欄杆在使用中出現釉面脫落、部分結構出現裂紋，特別是在溫差較大的氣候條件下會出現爆裂等問題，也就是說不能實現提高陶瓷欄杆的耐候性能。
發明內容
為解決背景技術中指出的陶瓷欄杆由於自身因素導致在使用中容易出現釉面脫落、部分結構出現裂紋，特別是在溫差較大的氣候條件下會出現爆裂，嚴重影響正常使用， 以及在燒制過程中窯爐內的氣流不均、熱量傳遞慢、換熱效率低，不利於窯內燒成帶縱向形成有規則、可控制的溫度梯度，燒成周期延長的技術問題，本申請的目的在於提供一種高耐候性的陶瓷欄杆及其製備方法，該陶瓷欄杆從原料配方進行改進，以雲南本地的瓷土資源為原料，通過對陶瓷欄杆坯、釉料配方進一步優化，同時配合在燒制工藝過程中進行改進，提高了最終產品的耐候性能，陶瓷欄杆產品的吸水率、抗凍性能、耐急冷急熱性能和外觀質量等性能指標優於《JC/T765-2006》建築琉璃製品標準。
為實現上述目的，本發明採用了以下技術手段
本發明所述的高耐候性陶瓷欄杆，其配方包括瓷砂、長石、高嶺土、粘土、適量輔料，進行配比生產陶瓷欄杆，其特徵在於，所述配比按重量份數計算為
原料種類重量份數長石5-10 份瓷砂10-15 份高嶺土13-18份粘土55-70份輔料1-5份
更優選的配比為
原料種類重量份數長石8份瓷砂13. 6 份高嶺土15. 5 份粘土69. 9 份輔料3份
所述輔料為水玻璃、陶瓷稀釋劑、陶瓷專用偏矽酸鈉、陶瓷助磨劑。為提高陶瓷胚體的成型完整度，還可加入粘接劑、增塑劑，重量份數為 0. 001-0. 005份，所述粘接劑為聚乙烯醇，增塑劑為甘油。本發明所述的長石可以是鉀長石、鈉長石，兩者既可單獨使用，也可混合使用，一般來說，鉀長石的初熔溫度比鈉長石的高，但由於鉀長石熔融時有白榴子石和矽氧熔體生成，故熔體粘度大，有利於燒成控制，防止變形；鈉長石熔化時沒有新的晶相生成，形成的液相粘度低，故熔融範圍較窄。質純的高嶺土具有白度高、質軟、易分散懸浮於水中、良好的和高的粘結件、優良的電絕緣件能具有良好的抗酸溶件、很低的陽離子交換量、較好的耐火件等理化性質，本申請所用高嶺土為武定高嶺土、臨滄高嶺土中的一種或二者的混合物。粘土是生產陶瓷欄杆必不可少的原料，是陶瓷製品賴以成型的重要物質，可以是各地具有粘性的土，由於各地的粘土其可塑性、含鐵質少、結合性好、對坯體乾燥收縮不敏感等性能體現有所差別，每一種粘土不一定上述性能都好，所以可取幾種粘土相互互補，可以選擇八街粘土、楊保莊粘土、土官粘土、易門粘土中的一種或二種以上的混合物。一種高耐候性陶瓷欄杆的生產方法，其特徵在於，包括以下步驟
①將上述原料中硬質的長石和高嶺土進行粗碎，粒度為100目-120目後與瓷砂和軟質的粘土進行優化配比；
②將步驟①中得到的混合物送入球磨機中進行球磨，至粉末顆粒粒度為140-150目；
③將上述粉末通過濾篩進行過篩除雜，濾篩為170-180目；
④除雜後的粉末進行榨泥以及粗練，之後將其置於不通空氣的室內，保持一定溫度和溼度的環境下進行陳腐M小時；
⑤將陳腐完成的原料進行經過真空練泥機精練，壓縮排除泥裡的空氣，並保證一定的流動性；
⑥根據需要，將精練後的原料注入相應的模具中成型，施加一定的壓力保持5-lOmin，使氣體排出；
⑦之後脫模風乾，並將乾燥完成的坯體進行表面施釉處理，並可根據需要在其表面進行一定的美化裝飾處理；
⑧將步驟⑦中的坯體送入隧道窯中進行燒制，在燒制過程中，採用可燃氣體作為燃料，由分布在窯體兩側的燒嘴噴入窯內，助燃空氣通過窯口進入窯內，二者的進氣方向相互垂直，形成氣體對流，同時在不同窯體部位設置的溫度檢測設備隨時檢測窯爐內溫度，根據溫度變化調節可燃氣體和助燃空氣的流量；
⑨燒制結束後，根據品相進行分級，最後包裝入庫。有益效果
①本申請所述配料中，瓷砂含量較少，因為在瓷磚燒成過程中，瓷砂會產生轉變，引起 5 O 0° 6 O 0°C下的熱膨脹係數增長，而本申請使用瓷砂含量少的原料，降低其最大熱膨脹係數，防止龜裂，提高了產品合格率。②原料的合理使用使用，可有效控制陶瓷欄杆的吸水率，較小的吸水率對於控制陶瓷欄杆的熱穩定性比較有利，也就是說產品不容易產生裂痕，同時提高陶瓷欄杆的抗凍性能和耐急冷急熱性能，保證產品在溫差較大的環境中使用不易出現裂紋或者爆裂，有效提升了產品品質和延長了使用壽命。③長石的膨脹係數較小，坯體燒成收縮小，燒成過程不易產生變形，對尺碼控制十分有利，可有效控制原料用量，降低成本，經試驗，當長石含量為8%時，陶瓷的熱膨脹係數為 1. 96 X (10 6 / °C)。④加入的輔料在水溶液中生成水化膜，對坯料表面有活性作用，被坯料的粒子表面所吸附，把配料表面的粒子粘結在一起，提高其成型完整度。⑤由於可燃氣體和助燃空氣，形成氣體對流傳熱，將燃燒產生的熱量在隧道窯內發散傳遞，可以均勻爐溫，不會出現窯內溫差大、生產出來的產品尺寸偏差大、不利於質量控制等問題。⑥由於配方的改進和生產工藝的優化，可降低陶瓷欄杆的燒成溫度，從而大幅度節約了燃料能源。⑦優化的配比，可降低陶瓷資源的開採，對於本地資源的合理使用具有促進作用。
具體實施例方式下面以雲南省玉溪市易門縣當地的瓷土資源為原料，結合具體實施例對本發明作進一步說明，下述原料皆為本地區在不同地方取用的原料，其化學組成為該原料的平均值， 具體成份見下表
權利要求
1.一種高耐候性的陶瓷欄杆，其配方包括瓷砂、長石、高嶺土、粘土、適量輔料，進行配比生產陶瓷欄杆，其特徵在於，所述配比按重量份數計算為長石5-10份；瓷砂10-15份； 高嶺土 13-18份；粘土 55-70份；輔料1-5份。
2.根據權利要求1所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述配比按重量份數計算為長石8 份；瓷砂13. 6份；高嶺土 15. 5份；粘土 69. 9份；輔料3份。
3.根據權利要求1或2所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述輔料為水玻璃、陶瓷稀釋劑、 陶瓷專用偏矽酸鈉、陶瓷助磨劑。
4.根據權利要求1或2所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，加入0.001-0. 005份的粘接劑和增塑劑，所述粘接劑為聚乙烯醇，增塑劑為甘油。
5.根據權利要求1或2所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述高嶺土為武定高嶺土、臨滄高嶺土中的一種或二者的混合物。
6.根據權利要求1或2所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述粘土為八街粘土、楊保莊粘土、土官粘土、易門粘土中的一種或二種以上的混合物。
7.根據權利要求3所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述高嶺土為武定高嶺土、臨滄高嶺土中的一種或二者的混合物。
8.根據權利要求4所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述高嶺土為武定高嶺土、臨滄高嶺土中的一種或二者的混合物。
9.根據權利要求4所述的陶瓷欄杆，其特徵在於，所述粘土為八街粘土、楊保莊粘土、 土官粘土、易門粘土中的一種或二種以上的混合物。
10.一種製備權利要求1-9任一項所述陶瓷欄杆的方法，其特徵在於，包括以下步驟①將上述原料中硬質的長石和高嶺土進行粗碎，粒度為100目-120目後與瓷砂和軟質的粘土進行優化配比；②將步驟①中得到的混合物送入球磨機中進行球磨，至粉末顆粒粒度為140-150目；③將上述粉末通過濾篩進行過篩除雜，濾篩為170-180目；④除雜後的粉末進行榨泥以及粗練，之後將其置於不通空氣的室內，保持一定溫度和溼度的環境下進行陳腐M小時；⑤將陳腐完成的原料進行經過真空練泥機精練，壓縮排除泥裡的空氣，並保證一定的流動性；⑥將精練後的原料注入相應的模具中成型，施加一定的壓力保持5-lOmin，使氣體排出；⑦之後脫模風乾，並將乾燥完成的坯體進行表面施釉處理，並可根據需要在其表面進行一定的美化裝飾處理；⑧將步驟⑦中的坯體送入隧道窯中進行燒制，在燒制過程中，採用可燃氣體作為燃料，由分布在窯體兩側的燒嘴噴入窯內，助燃空氣通過窯口進入窯內，二者的進氣方向相互垂直，形成氣體對流，同時在不同窯體部位設置的溫度檢測設備隨時檢測窯爐內溫度，根據溫度變化調節可燃氣體和助燃空氣的流量；⑨燒制結束後，根據品相進行分級，最後包裝入庫。
全文摘要
本申請提供了一種高耐候性的陶瓷欄杆及其製備方法，主要用於解決陶瓷欄杆由於自身因素導致在使用中容易出現釉面脫落、部分結構出現裂紋，特別是在溫差較大的氣候條件下會出現爆裂，嚴重影響正常使用，以及在燒制過程中窯爐內的氣流不均、熱量傳遞慢、換熱效率低，不利於窯內燒成帶縱向形成有規則、可控制的溫度梯度，燒成周期延長的技術問題，主要從從原料配方進行改進，以雲南本地的瓷土資源為原料，通過對陶瓷欄杆坯、釉料配方進一步優化，同時配合在燒制工藝過程中進行改進，提高了最終產品的耐候性能，陶瓷欄杆產品的吸水率、抗凍性能、耐急冷急熱性能和外觀質量等性能指標優於《JC/T765-2006》建築琉璃製品標準。
文檔編號C04B33/13GK102515701SQ20111041404
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者紀植強 申請人:易門滇源陶瓷有限公司