阅读说明：本技术 一种降低琉璃瓦烧制温度的方法 (Method for reducing firing temperature of glazed tile ) 是由 余涛 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及新型功能材料技术领域,公开了一种降低琉璃瓦烧制温度的方法,采用的低温烧制方式存在产品性能不佳的问题,本发明提供了一种降低琉璃瓦烧制温度的方法,将制备得到的外加剂添加到琉璃瓦烧制配料中,降低了烧制原料的吸湿膨胀率,烧制中产生的水汽能够快速扩散到对流空间中,能够适应快速升温,该外加剂具有热膨胀系数小,熔融性能强,导热性好,干燥收缩率小的特征,降低了烧制原料出现液相的温度,促进晶体的形成,所述外加剂为多金属化合物结构,烧制得到的坯体具有致密的结构,耐急冷急热不发生开裂,可保证制品的尺寸精度,提高坯体致密度的同时,降低了制品的吸水率(使用TX型陶瓷吸水率测定仪测定吸水率低至0.13%)。(The invention relates to the technical field of novel functional materials, and discloses a method for reducing the firing temperature of a glazed tile, wherein the problem of poor product performance exists in a low-temperature firing mode, the invention provides the method for reducing the firing temperature of the glazed tile, the prepared additive is added into the firing ingredients of the glazed tile, the moisture absorption expansion rate of the firing raw materials is reduced, water vapor generated in the firing process can be quickly diffused into a convection space and can adapt to quick temperature rise, the additive has the characteristics of small thermal expansion coefficient, strong melting property, good thermal conductivity and small drying shrinkage rate, the temperature of a liquid phase of the firing raw materials is reduced, the formation of crystals is promoted, the additive is of a multi-metal compound structure, a blank obtained by firing has a compact structure, is resistant to rapid cooling and rapid heating and does not crack, the size precision of a product can be ensured, and the compactness of the blank is improved, the water absorption of the product was reduced (as low as 0.13% as measured using a TX-type ceramic water absorption meter).)

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法

技术领域

本发明属于新型功能材料技术领域，具体涉及一种降低琉璃瓦烧制温度的方法。

背景技术

琉璃瓦是采用优质矿石原料，经过筛选粉碎，高压成型，高温烧制而成。具有强度高、平整度好，吸水率低、抗折、抗冻、耐酸、耐碱、永不褪色、等显著优点。广泛适用于厂房，住宅、宾馆、别墅等工业和民用建筑，并以其造型多样，釉色质朴、多彩，环保、耐用，深得建筑大师们的推崇。琉璃瓦经过历代发展，已形成品种丰富、型制讲究、装配性强的系列产品，常用的普通瓦件有:筒瓦、板瓦、勾头瓦、滴水瓦、罗锅瓦、折腰瓦、走兽、挑角、正吻、合角吻、垂兽、戗兽、宝顶等等。从传统琉璃瓦演变发展而来的西式琉璃瓦最先在日本和西班牙、意大利等欧洲一些国家得到应用，它将筒瓦、板瓦型制合二为一，结构合理，挂装简便，有效覆盖面积大，屋顶承重小。釉色丰富达百种以上，同时，它没有铅釉瓦釉面反铅影响装饰效果的现象。因此，西式瓦、琉璃瓦在现代建筑上越来越得到广泛应用。

随着人口的剧增，资源保护成为一种重要举措。在琉璃瓦生产制造中需要消耗大量的矿山资源，并且由于琉璃瓦制品在从原料到成品的过程中，经过高温烧制工艺，此过程消耗的能量是巨大的，成本十分高，并且长期发展，会造成资源的衰竭，对于经济发展和资源环境是极为不利的。现有解决方法多采用在琉璃瓦生产原料中添加工业废料和低熔点材料，然而并不利于连续化生产，普遍造成加大烧制的难度，延长了烧制时间，并且产品的性能得不到保障，残次品增长明显。为此寻求一种低温烧制琉璃瓦的生产工艺十分紧迫。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，克服了琉璃瓦高温长时间烧制的缺点，消除了现有技术中通过添加工业废料和低熔点材料而引起的缺陷等质量问题，显著延长了琉璃瓦的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加制备得到的外加剂，混合均匀后共同低温烧制，所述外加剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取18-20克钨酸加入到烧杯中，按照固液比为1:11-13的体积比向烧杯中加入浓盐酸溶液，搅拌溶解后备用，称取60-65克氧化锂置于烧杯中，以1:15-18的体积比配制得到乙醇-水溶液作为溶剂，按照固液比为1:7-8的体积比加入到装有氧化锂的烧杯中，磁力搅拌分散30-35分钟，得到氢氧化锂混合物，然后将溶解的钨酸溶液加入到氢氧化锂混合物中继续搅拌20-30分钟，得到多金属混合物；

（2）将步骤（1）中的多金属混合物转移至三口烧瓶中，升温加热至70-80℃，在搅拌下滴加35-40毫升亚磷酸氢铵水溶液，称取4.5-4.8毫摩氧化锌粉末，置于烧瓶中，加入40-50毫升质量浓度为7.5-8.0%的盐酸溶液和12-15毫升乙二醇，升温至85-90℃，保温搅拌反应1-2小时；

（3）将步骤（2）所得反应物进行过滤后，加入120-130毫升醋酸水溶液，超声分散5-8分钟，转移至高压反应釜中，放入烘箱中，升温至130-135℃，保温反应10-12小时，自然冷却至室温后，离心分离得到沉淀反应物，依次使用蒸馏水和乙醇清洗3-4次，置于50-60℃烘箱中干燥8-10小时，所得干燥产物研磨成细粉即得所述外加剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述外加剂的添加量为琉璃瓦烧制原料质量的0.4-0.6%。

作为对上述方案的进一步描述，所述共同烧制温度比不添加外加剂时降低了300-350℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓盐酸溶液摩尔浓度为11.5-12.0摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）亚磷酸氢铵水溶液摩尔浓度为0.28-0.30摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述醋酸水溶液质量浓度为10-15%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的外加剂粒径大小在30-50微米之间。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有琉璃瓦烧制温度高，采用的低温烧制方式存在产品性能不佳的问题，本发明提供了一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，将制备得到的外加剂添加到琉璃瓦烧制配料中，降低了烧制原料的吸湿膨胀率，烧制中产生的水汽能够快速扩散到对流空间中，能够适应快速升温，该外加剂具有热膨胀系数小，熔融性能强，导热性好，干燥收缩率小的特征，降低了烧制原料出现液相的温度，促进晶体的形成，所述外加剂为多金属化合物结构，烧制得到的坯体具有致密的结构，耐急冷急热不发生开裂，可保证制品的尺寸精度，提高坯体致密度的同时，降低了制品的吸水率（使用TX型陶瓷吸水率测定仪测定吸水率低至0.13%），抗震性能、强度性能和耐高低温骤变性能得到提高，燃料费用显著降低，克服了琉璃瓦高温长时间烧制的缺点，消除了现有技术中通过添加工业废料和低熔点材料而引起的缺陷等质量问题，显著延长了琉璃瓦的使用寿命，生产成本得到降低，生产效率得到提高，并且琉璃瓦制品的外观和物理机械性能得到长时间保障，本发明解决了现有琉璃瓦烧制温度高，采用的低温烧制方式存在产品性能不佳的问题，简化了制造工艺，得到的生坯强度达到35千克/平方厘米，烧制温度降低了300-350℃，烧制时间缩短至25-30分钟，实现了低温快烧，兼顾了对于琉璃瓦制品品质把控和节能方面的提升，提高了琉璃瓦的发展空间，减少生产中对于能源的消耗，能够实现降低琉璃瓦生产成本，解决能源紧张问题的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加制备得到的外加剂，混合均匀后共同低温烧制，所述外加剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取18克钨酸加入到烧杯中，按照固液比为1:11的体积比向烧杯中加入浓盐酸溶液，搅拌溶解后备用，称取60克氧化锂置于烧杯中，以1:15的体积比配制得到乙醇-水溶液作为溶剂，按照固液比为1:7的体积比加入到装有氧化锂的烧杯中，磁力搅拌分散30分钟，得到氢氧化锂混合物，然后将溶解的钨酸溶液加入到氢氧化锂混合物中继续搅拌20分钟，得到多金属混合物；

（2）将步骤（1）中的多金属混合物转移至三口烧瓶中，升温加热至70℃，在搅拌下滴加35毫升亚磷酸氢铵水溶液，称取4.5毫摩氧化锌粉末，置于烧瓶中，加入40毫升质量浓度为7.5%的盐酸溶液和12毫升乙二醇，升温至85℃，保温搅拌反应1小时；

（3）将步骤（2）所得反应物进行过滤后，加入120毫升醋酸水溶液，超声分散5分钟，转移至高压反应釜中，放入烘箱中，升温至130℃，保温反应10小时，自然冷却至室温后，离心分离得到沉淀反应物，依次使用蒸馏水和乙醇清洗3次，置于50℃烘箱中干燥8小时，所得干燥产物研磨成细粉即得所述外加剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述外加剂的添加量为琉璃瓦烧制原料质量的0.4%。

作为对上述方案的进一步描述，所述共同烧制温度比不添加外加剂时降低了300℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓盐酸溶液摩尔浓度为11.5摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）亚磷酸氢铵水溶液摩尔浓度为0.28摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述醋酸水溶液质量浓度为10%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的外加剂粒径大小在30-50微米之间。

实施例2

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加制备得到的外加剂，混合均匀后共同低温烧制，所述外加剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取19克钨酸加入到烧杯中，按照固液比为1:12的体积比向烧杯中加入浓盐酸溶液，搅拌溶解后备用，称取63克氧化锂置于烧杯中，以1:16的体积比配制得到乙醇-水溶液作为溶剂，按照固液比为1:7.5的体积比加入到装有氧化锂的烧杯中，磁力搅拌分散33分钟，得到氢氧化锂混合物，然后将溶解的钨酸溶液加入到氢氧化锂混合物中继续搅拌25分钟，得到多金属混合物；

（2）将步骤（1）中的多金属混合物转移至三口烧瓶中，升温加热至75℃，在搅拌下滴加38毫升亚磷酸氢铵水溶液，称取4.6毫摩氧化锌粉末，置于烧瓶中，加入45毫升质量浓度为7.8%的盐酸溶液和13毫升乙二醇，升温至88℃，保温搅拌反应1.5小时；

（3）将步骤（2）所得反应物进行过滤后，加入125毫升醋酸水溶液，超声分散6分钟，转移至高压反应釜中，放入烘箱中，升温至133℃，保温反应11小时，自然冷却至室温后，离心分离得到沉淀反应物，依次使用蒸馏水和乙醇清洗3次，置于55℃烘箱中干燥9小时，所得干燥产物研磨成细粉即得所述外加剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述外加剂的添加量为琉璃瓦烧制原料质量的0.5%。

作为对上述方案的进一步描述，所述共同烧制温度比不添加外加剂时降低了330℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓盐酸溶液摩尔浓度为11.8摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）亚磷酸氢铵水溶液摩尔浓度为0.29摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述醋酸水溶液质量浓度为12%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的外加剂粒径大小在30-50微米之间。

实施例3

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加制备得到的外加剂，混合均匀后共同低温烧制，所述外加剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取20克钨酸加入到烧杯中，按照固液比为1:13的体积比向烧杯中加入浓盐酸溶液，搅拌溶解后备用，称取65克氧化锂置于烧杯中，以1:18的体积比配制得到乙醇-水溶液作为溶剂，按照固液比为1:8的体积比加入到装有氧化锂的烧杯中，磁力搅拌分散35分钟，得到氢氧化锂混合物，然后将溶解的钨酸溶液加入到氢氧化锂混合物中继续搅拌30分钟，得到多金属混合物；

（2）将步骤（1）中的多金属混合物转移至三口烧瓶中，升温加热至80℃，在搅拌下滴加40毫升亚磷酸氢铵水溶液，称取4.8毫摩氧化锌粉末，置于烧瓶中，加入50毫升质量浓度为8.0%的盐酸溶液和15毫升乙二醇，升温至90℃，保温搅拌反应2小时；

（3）将步骤（2）所得反应物进行过滤后，加入130毫升醋酸水溶液，超声分散8分钟，转移至高压反应釜中，放入烘箱中，升温至135℃，保温反应12小时，自然冷却至室温后，离心分离得到沉淀反应物，依次使用蒸馏水和乙醇清洗4次，置于60℃烘箱中干燥10小时，所得干燥产物研磨成细粉即得所述外加剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述外加剂的添加量为琉璃瓦烧制原料质量的0.6%。

作为对上述方案的进一步描述，所述共同烧制温度比不添加外加剂时降低了350℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓盐酸溶液摩尔浓度为12.0摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）亚磷酸氢铵水溶液摩尔浓度为0.30摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述醋酸水溶液质量浓度为15%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的外加剂粒径大小在30-50微米之间。

对比例1-3

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加助溶剂，混合均匀后共同低温烧制，其工艺过程包括原料的破碎、烘干、混合、造粒陈腐、压坯烧制（烧制温度为1200℃，烧制时间为80分钟）；所述琉璃瓦烧制原料按照重量份计由以下成分制成：瓷石粉18-22份、膨润土14-18份、粘土10-12份、滑石粉5-6份、石英1-2份。

其中对比例1所述助溶剂为氧化钙粉末，添加量为琉璃瓦烧制原料质量的1.0%。

其中对比例2所述助溶剂为氧化钠粉末，添加量为琉璃瓦烧制原料质量的1.2%。

其中对比例3所述助溶剂为氧化钾粉末，添加量为琉璃瓦烧制原料质量的1.0%。

对比例4

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加制备得到的外加剂，混合均匀后共同低温烧制，所述外加剂的制备方法包括以下步骤：

（1）称取19克钨酸加入到烧杯中，按照固液比为1:12的体积比向烧杯中加入浓盐酸溶液，搅拌溶解后备用，称取63克氧化锂置于烧杯中，以1:16的体积比配制得到乙醇-水溶液作为溶剂，按照固液比为1:7.5的体积比加入到装有氧化锂的烧杯中，磁力搅拌分散33分钟，得到氢氧化锂混合物，然后将溶解的钨酸溶液加入到氢氧化锂混合物中继续搅拌25分钟，得到多金属混合物；

（3）将步骤（1）所得多金属混合物进行过滤后，加入125毫升醋酸水溶液，超声分散6分钟，转移至高压反应釜中，放入烘箱中，升温至133℃，保温反应11小时，自然冷却至室温后，离心分离得到沉淀反应物，依次使用蒸馏水和乙醇清洗3次，置于55℃烘箱中干燥9小时，所得干燥产物研磨成细粉即得所述外加剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述外加剂的添加量为琉璃瓦烧制原料质量的0.5%。

作为对上述方案的进一步描述，所述共同烧制温度比不添加外加剂时降低了330℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述浓盐酸溶液摩尔浓度为11.8摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述醋酸水溶液质量浓度为12%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）所述制备得到的外加剂粒径大小在30-50微米之间。

对比例5

一种降低琉璃瓦烧制温度的方法，向琉璃瓦烧制原料中添加制备得到的外加剂，混合均匀后共同低温烧制，所述外加剂的制备方法包括以下步骤：

（1）以1:16的体积比配制得到乙醇-水溶液作为溶剂，按照固液比为1:7.5的体积比加入到装有氧化锂的烧杯中，磁力搅拌分散33分钟，得到氢氧化锂混合物；

（2）将步骤（1）中的氢氧化锂混合物转移至三口烧瓶中，升温加热至75℃，在搅拌下滴加38毫升亚磷酸氢铵水溶液，称取4.6毫摩氧化锌粉末，置于烧瓶中，加入45毫升质量浓度为7.8%的盐酸溶液和13毫升乙二醇，升温至88℃，保温搅拌反应1.5小时；

（3）将步骤（2）所得反应物进行过滤后，加入125毫升醋酸水溶液，超声分散6分钟，转移至高压反应釜中，放入烘箱中，升温至133℃，保温反应11小时，自然冷却至室温后，离心分离得到沉淀反应物，依次使用蒸馏水和乙醇清洗3次，置于55℃烘箱中干燥9小时，所得干燥产物研磨成细粉即得所述外加剂。

作为对上述方案的进一步描述，所述外加剂的添加量为琉璃瓦烧制原料质量的0.5%。

作为对上述方案的进一步描述，所述共同烧制温度比不添加外加剂时降低了330℃。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（2）亚磷酸氢铵水溶液摩尔浓度为0.29摩尔/升。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述醋酸水溶液质量浓度为12%。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述制备得到的外加剂粒径大小在30-50微米之间。

对比实验

分别使用实施例1-3和对比例1-5的方法降低琉璃瓦烧制温度，以向琉璃瓦烧制原料中添加质量分数占20%粉煤灰的方法作为对照组，按照各组方法配比，经过烧制后制成实验所需的试样（试样形状为波浪材型，高度为5厘米，厚度为1.0厘米），然后对试样的各种力学性能进行测试，试验过程中使用各组方法制样5个，各组制备取材原料相同，对制备得到的琉璃瓦进行力学性能比较，保持试验中无关变量一致，统计有效平均值（实验前利用统计学方法进行试验设计，然后进行试验并记录试验数据，分析得到试验结果，过程中充分利用统计学工具对结果加以最大程度的解释），结果如下表所示：

（其中抗折强度使用DZK-5000电动抗折试验机测定；采用《建筑琉璃制品》JC/T765-2006标准进行检测）

本发明解决了现有琉璃瓦烧制温度高，采用的低温烧制方式存在产品性能不佳的问题，简化了制造工艺，得到的生坯强度达到35千克/平方厘米，烧制温度降低了300-350℃，烧制时间缩短至25-30分钟，实现了低温快烧，兼顾了对于琉璃瓦制品品质把控和节能方面的提升，提高了琉璃瓦的发展空间，减少生产中对于能源的消耗，能够实现降低琉璃瓦生产成本，解决能源紧张问题的现实意义，是一种极为值得推广使用的技术方案。