一种抗冲击的玻璃马赛克及其制备方法
阅读说明：本技术 一种抗冲击的玻璃马赛克及其制备方法 (Impact-resistant glass mosaic and preparation method thereof ) 是由 李伟达 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种抗冲击的玻璃马赛克,由以下重量份的原料组成：废玻璃粉70～80份、粘土35～40份、高岭土10～20份、白云石5～15份、浮石5～15份、莫来石15～25份、长石20～25份、聚乙烯醇8～12份和烧结活化剂2～5份,烧结活化剂为氧化硼和三氧化二锑。该玻璃马赛克的表面光亮且光滑、色彩丰富,还具有高抗冲击强度。抗冲击的玻璃马赛克的制备方法,先将粘土、高岭土、白云石、浮石、莫来石和长石加水制成混合物后,再加入废玻璃粉、聚乙烯醇和活化烧结剂混合后,使其变成熔体,再进行上色、干燥、成型操作,接着在700～850℃下烧制,本发明能大大降低烧结温度,降低生产成本和减少能量消耗。(The invention discloses an impact-resistant glass mosaic which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 70-80 parts of waste glass powder, 35-40 parts of clay, 10-20 parts of kaolin, 5-15 parts of dolomite, 5-15 parts of pumice, 15-25 parts of mullite, 20-25 parts of feldspar, 8-12 parts of polyvinyl alcohol and 2-5 parts of sintering activating agents, wherein the sintering activating agents are boron oxide and antimony trioxide. The glass mosaic has bright and smooth surface, rich colors and high impact strength. The preparation method of the impact-resistant glass mosaic comprises the steps of adding water into clay, kaolin, dolomite, pumice, mullite and feldspar to prepare a mixture, adding waste glass powder, polyvinyl alcohol and an activation sintering agent to mix the mixture to obtain a melt, and then carrying out coloring, drying and forming operations, and then firing at 700-850 ℃.)
技术领域
本发明涉及装饰材料
技术领域
，具体涉及一种抗冲击的玻璃马赛克及其制备方法。背景技术
玻璃马赛克是新兴的一种建筑装饰材料，可用于建筑物的内外墙装饰，色泽鲜艳柔和。当前玻璃马赛克的生产现状是：大部分厂家仍然用的是钾长石、硅石、高岭土等几种传统优质原料，烧成温度一般在1250～1300℃左右。仅使用传统优质原料，产品烧制温度高，产品成本高，能量消耗大，坯体透明度和光滑度低，质量档次较低。同时，优质原料资源正在枯竭，价格不断上涨。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗冲击的玻璃马赛克，回收废玻璃作为原料，具有吸水率小和抗冲击性能好的效果；本发明的目的之二在于提供一种抗冲击的玻璃马赛克，步骤简便，较现有烧制温度降低。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种抗冲击的玻璃马赛克，由以下重量份的原料组成：废玻璃粉70～80份、粘土35～40份、高岭土10～20份、白云石5～15份、浮石5～15份、莫来石15～25份、长石20～25份、聚乙烯醇8～12份和烧结活化剂2～5份，烧结活化剂为氧化硼和三氧化二锑。
进一步，所述高岭土与粘土的质量比为1：2～3.5。
再进一步，所述高岭土10～20份、白云石8～10份、浮石5～6份、莫来石15～20份和长石粉20～222份。
进一步，所述烧结活化剂中氧化硼和三氧化二锑的质量比1～5:1。
再进一步，所述粘土的粒径为150～250目；所述高岭土、白云石和浮石的粒径均为100～250目。
进一步，所述莫来石和长石的粒径均为10～18目；所述废玻璃粉碎至直径为2～5mm。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
上述的抗冲击的玻璃马赛克的制备方法，包括以下步骤：
1)将配方量的粘土、高岭土、白云石、浮石、莫来石、长石加入水混合，形成混合物；
2)将步骤1)的混合物与废玻璃粉、聚乙烯醇和活化烧结剂加入窑炉，使其熔化为熔体；
3)在熔体表面施釉，进行干燥，得到上色熔体；
4)取出上色熔体，进行模压成型，得到成型体；
5)成型体在700～850℃下烧制20～24h，冷却后得到抗冲击的玻璃马赛克。
进一步，步骤1)中，先将粘土、高岭土、白云石、浮石加入15～20重量份的水混合，得到第一混合物；将莫来石和长石加入5～10重量份的水混合，得到第二混合物；再将第一混合物与第二混合物搅拌混合均匀，得到混合物。
再进一步，步骤3)，在40～50℃下进行24～48h干燥。
进一步，步骤2)，融化温度为300～400℃。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明的抗冲击的玻璃马赛克以回收的废玻璃为坯体，通过调整坯料中粘土、高岭土、白云石、浮石、莫来石和长石的比例，再加入聚乙烯醇能有效提高坯体的可塑性，提高各原料的结合性。活化烧结剂由氧化硼和三氧化二锑组成，经过实验发现加入活化烧结剂能得到透明度高、光泽感强的坯体。本发明的玻璃马赛克的表面光亮且光滑、色彩丰富，还具有高抗冲击强度。
(2)本发明的抗冲击的玻璃马赛克的制备方法，先将粘土、高岭土、白云石、浮石、莫来石和长石加水制成混合物后，再加入废玻璃粉、聚乙烯醇和活化烧结剂混合后，使其变成熔体，再进行上色、干燥、成型操作，接着在700～850℃下烧制，得到抗冲击的玻璃马赛克，与现有玻璃马赛克烧制温度相比，本发明的烧结温度大大降低，降低生产成本和减少能量消耗。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
本发明提供一种抗冲击的玻璃马赛克，由以下重量份的原料组成：废玻璃粉80份、粘土40份、高岭土20份、白云石15份、浮石15份、莫来石25份、长石25份、聚乙烯醇12份、烧结活化剂5份，其中，烧结活化剂为质量比1:1的氧化硼和三氧化二锑。所述粘土的粒径为250目；所述高岭土、白云石和浮石的粒径均为100目。所述莫来石和长石的粒径均为18目；所述废玻璃粉碎至直径为5mm。
上述的抗冲击的玻璃马赛克的制备方法，包括以下步骤：
1)先将配方量的粘土、高岭土、白云石、浮石加入20份水混合，得到第一混合物；将莫来石和长石加入10份水混合，得到第二混合物；再将第一混合物与第二混合物搅拌混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)的混合物与废玻璃粉、聚乙烯醇和活化烧结剂加入窑炉，在300℃下使其熔化为熔体；
3)在熔体表面施釉，在50℃下进行干燥48h，得到上色熔体；
4)取出上色熔体，进行模压成型，得到成型体；
5)成型体在850℃下烧制20h，冷却后得到抗冲击的玻璃马赛克。
实施例2
本发明提供一种抗冲击的玻璃马赛克，由以下重量份的原料组成：废玻璃粉70份、粘土35份、高岭土10份、白云石5份、浮石5份、莫来石15份、长石20份、聚乙烯醇8份和烧结活化剂2份，其中，烧结活化剂为质量比5:1的氧化硼和三氧化二锑。所述粘土的粒径为150目；所述高岭土、白云石和浮石的粒径均为250目。所述莫来石和长石的粒径均为10目；所述废玻璃粉碎至直径为2mm。
上述的抗冲击的玻璃马赛克的制备方法，包括以下步骤：
1)先将配方量的粘土、高岭土、白云石、浮石加入15份水混合，得到第一混合物；将莫来石和长石加入5份水混合，得到第二混合物；再将第一混合物与第二混合物搅拌混合均匀，得到混合物；
2)将步骤1)的混合物与废玻璃粉、聚乙烯醇和活化烧结剂加入窑炉，在400℃下使其熔化为熔体；
3)在熔体表面施釉，在40℃下进行干燥24h，得到上色熔体；
4)取出上色熔体，进行模压成型，得到成型体；
5)成型体在700℃下烧制24h，冷却后得到抗冲击的玻璃马赛克。
实施例3
本发明提供一种抗冲击的玻璃马赛克，由以下重量份的原料组成：废玻璃粉75份、粘土38份、高岭土15份、白云石10份、浮石10份、莫来石20份、长石22份、聚乙烯醇10份和烧结活化剂4份，其中，烧结活化剂为质量比3:1的氧化硼和三氧化二锑。所述粘土的粒径为200目；所述高岭土、白云石和浮石的粒径均为200目。所述莫来石和长石的粒径均为15目；所述废玻璃粉碎至直径为3mm。限制粒径的原因是为了在后续烧制过程中坯体不会出现开裂和断裂情况。
上述的抗冲击的玻璃马赛克的制备方法，包括以下步骤：
1)将配方量的粘土、高岭土、白云石、浮石、莫来石、长石加入25份水混合，形成混合物；
2)将步骤1)的混合物与废玻璃粉、聚乙烯醇和活化烧结剂加入窑炉，在350℃下使其熔化为熔体；
3)在熔体表面施釉，在45℃下进行干燥36h，得到上色熔体；
4)取出上色熔体，进行模压成型，得到成型体；
5)成型体在800℃下烧制36h，冷却后得到抗冲击的玻璃马赛克。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于：对比例1不添加活化烧结剂。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处在于：对比例2不添加聚乙烯醇。
对比例3
对比例3与实施例1的不同之处在于：对比例3不添加粘土。
性能测试
1、将实施例1～3和对比例1～3的玻璃马赛克分别测试吸水率和气孔率，步骤为：用水浸泡上述五组玻璃马赛克，再在沸水中煮8h，使玻璃马赛克中的水得到饱和。用液体静力天平和电子天平称量饱和试样表面质量(m2)、饱和试样空气中质量(m3)和将5组玻璃马赛克烘干恒重质量(m1)。吸水率和气孔率具体如下：吸水率：显气孔率：具体数据如表1。
2、将实施例1～3和对比例1～3的玻璃马赛克测试抗冲击强度，具体数据见表2。
3、将实施例1～3和对比例1～3的玻璃马赛克测试表面粗糙度，具体数据见表3。
表1实施例1～3和对比例1～3的玻璃马赛克的吸水率和气孔率数据
样品
吸水率％
气孔率％
实施例1
1.64
66.71
实施例2
1.87
65.36
实施例3
2.01
64.72
对比例1
17.42
80.46
对比例2
5.63
70.36
对比例3
5.88
71.55
表2实施例1～3和对比例1～3的玻璃马赛克的抗冲击强度数据
表3实施例1～3和对比例1～3的玻璃马赛克的表面粗糙度
样品
表面粗糙度nm
实施例1
167
实施例2
238
实施例3
226
对比例1
468
对比例2
412
对比例3
440
根据表1可知，实施例1～3的吸水率均小于对比例1～3，说明实施例1～3的玻璃马赛克玻化良好，坯体致密，烧结反应完全。对比例1不添加活化烧结剂，烧结活化剂能降低烧结温度，若不添加此成分，则在850℃下烧结不完全，需要在更高温度下烧结才能烧结反应完全。对比例2不添加聚乙烯醇，聚乙烯醇能粘合废玻璃与各原料，缺少此成分各原料的结合性降低，从而吸水率提高。对比例3不添加粘土，粘土给坯体烧成时提供有用的矿相和化学成分，使得烧成产品中产生莫来石、长石、石英体和玻璃相，可作为成型塑性粘结剂，缺少此成分同样会降低原料间的结合性。其中，实施例1～3较对比例1～3的显气孔率低，低气孔率能有效提高产品质量、机械强度和减少与熔渣接触的表面积，从而延长使用寿命。
根据表2可知，实施例1～3的玻璃马赛克的抗冲击强度均优于对比例1～3，说明本发明的玻璃马赛克的配方和制备方法能有效提高抵抗冲击能力，具有良好韧性。
根据表3可知，实施例1～3的表面粗糙度均低于对比例1～3，说明本发明的配方和制备方法能有效提高坯体表面的光滑度。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
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