摘要本文主要介绍了大规格超薄瓷质砖坯体配方的研制、生产工艺及其市场应用，该产品的理化性能指标达到并超过ISO陶瓷砖标准。
关键词大规格，超薄，瓷质砖，一次烧成，市场应用
1前 言
随着建筑装饰材料行业的蓬勃发展，市场上陶瓷墙地砖的产品规格不断增大。由于传统生产工艺和生产设备的限制，在墙地砖产品规格增大的同时，为了满足生产过程坯体的强度要求及产品的其它性能，产品厚度也需大幅度增加。普通的大规格陶瓷砖、天然石材等建筑装饰材料，虽然装饰效果好，但同时也带来资源消耗大、能耗高、利用率较低、建筑物负载重、运输和施工费用高等问题。这与我国资源缺乏的国情和提倡节能降耗、绿色环保的产业发展政策相矛盾。近年来，陶瓷墙地砖、天然石材等装饰材料生产企业已经逐渐认识到这个问题。国内外石材的生产已经向天然石材薄板、石材复合板的方向发展，墙地砖的生产也在向大规格、薄型化、仿花岗岩和大理石的方向发展。
广东科达机电股份有限公司于2006年推出魔术师装饰成形系统，该系统包括MODULO 6800双活塞大吨位压机和MODULO布料系统，该系统的推出实现了压前装饰的设计理念，可进行3～20mm厚度和任意颜色及图案的大规格瓷砖生产，属于世界首创。在此装备推出的前提下，科达机电率先在国内研发并推出大规格超薄瓷质砖生产线，该生产线装备了MODULO 6800双活塞大吨位压机、MODULO布料系统、高效节能辊道窑、超洁亮生产线等世界上先进的设备。在独特工艺配方和生产工艺的前提下，通过干法压制生产出800mm×1800mm×3.5mm的大规格超薄瓷质砖。该产品每块重量约12kg，原料消耗相当于同类规格产品重量的五分之一左右，单位面积能耗不到常规墙地砖产品的70%，产品各项性能指标达到或超过ISO陶瓷砖标准。该生产线原料制备工艺与常规墙地砖的生产工艺相同；MODULO 6800双活塞大吨位压机为大规格超薄砖坯提供强大的压制力，避免了砖坯出模时易破损的现象；其独特的砖坯输送设备，可有效地避免超薄坯体在输送时出现破损；高效节能辊道窑通过特殊的传动设计，有效避免了砖坯在烧成时的变形；纳米超洁亮抛光生产线为大规格超薄瓷质砖提供了最后的产品防护，亦可不经过抛光工序，直接生产大规格超薄哑光瓷质砖。在科达机电陶瓷工程试验中心进行的具备全部独立知识产权的大规格超薄瓷质砖配方的研制及生产，已取得了圆满成功。本文主要介绍大规格超薄瓷质砖配方的研制、生产工艺及其市场应用。
2坯体配方的研制机理
由于所生产坯体规格（800mm×1800mm×3.5mm）很大，厚度很薄，为达到瓷质砖的性能（特别是成品砖断裂模数）要求，必须解决常规产品脆性较大及机械强度较差的问题，此时可通过降低瓷坯组成中玻璃相的含量，增加莫来石晶体的含量，提高成瓷材料的弹性，降低瓷坯中的气孔率等方法来解决上述问题。另外，因大规格超薄瓷质砖的规格很大，厚度很小，与常规大规格陶瓷砖相比，在成品砖断裂模数相同的情况下，大规格超薄瓷质砖的抗折断能力较差，因此必须提高产品的弹性，来提高产品的抗冲击性能。产品的弹性主要通过减少瓷坯中玻璃相的含量和生成更多的莫来石晶体来提高。
大规格超薄瓷质砖坯体的化学组成与一般瓷质砖的化学组成有所不同。选择一些高铝类粘土原料来增加配方中Al2O3的含量，并增加坯体在烧成过程中的高温保温时间，随着玻璃相的进一步增多，莫来石晶体进一步发育成长，使二次针状莫来石的含量增加，以达到提高产品的弹性和断裂模数的目的。坯体中的Al2O3含量提高后，坯体温度有所提高，为降低坯体的烧成温度、瓷坯中的玻璃相含量和瓷坯的热膨胀系数，采用热膨胀系数很低的含Li2O类原料代替部分含K2O和Na2O的长石类原料。由于Li2O的相对分子质量较小，化学活性比K2O和Na2O强，是很强的助熔剂，含有Li2O的坯体可在较低温度下产生液相，填充在坯体熔融过程中的间隙，降低瓷坯的气孔率，也有助于莫来石在较低温度下的形成。Li2O代替部分K2O和Na2O作为坯体的熔剂，可减少坯体配方中长石类原料的引入量，Li2O和K2O、Na2O相结合，可以降低坯体的烧成温度。
3坯体配方组成
3.1坯用原料的化学组成（如表1所示）
3.2 坯体配方组成（如表2所示）
3.3坯体配方的化学组成（如表3所示）
4生产工艺
4.1 生产工艺流程
坯料制备→配料→球磨→过筛（40目）、除铁→泥浆陈腐→过筛（80目）、除铁→喷雾干燥塔制粉→粉料陈腐 →压制成形→坯体干燥→坯体煅烧→抛光→超洁亮处理 →成品检验→包装
4.2 生产过程
浆料和粉料的制备工艺和常规墙地砖的制备工艺相同。由于大规格超薄瓷质砖坯采用的是干法压制成形，故对压制成形后坯体的湿坯断裂模数要求较大（≥1.2MPa）。大规格超薄瓷质砖的生产对从砖坯压制成形后到进干燥器前的输送装置的平稳性要求很高。由于刚成形的湿坯断裂模数较小，在进入干燥器前的输送过程中，容易引起裂纹缺陷，而采用MODULO 6800压机和MODULO布料系统压制成形的坯体完全可以避免此缺陷。其显著特点是此成形系统采用弹性底膜作为载体替代传统压制模具中的下模，此举既可任意调整砖坯厚度，又可使超薄砖坯连同弹性底膜一同出模，并被平稳送到输送皮带上，再进入干燥器进行干燥而不致破损。为保证干燥器传动平稳、避免砖坯在干燥过程中产生裂纹，可采用钢丝网作为传动载体进行输送。干燥后的坯体被连续送到高效节能辊道窑(小辊棒、短辊距)内进行煅烧。
4.3 工艺参数
4.3.1 球 磨
泥浆比重（g/mL）：1.68～1.70；泥浆流速（s）：25～35；250目标准筛余（%）：0.8～1.0
4.3.2 喷雾干燥塔制粉
粉料含水率（%）：6.0～7.0；粉料颗粒级配(%)：20目以上：＜1；20～40目：15～25；40～60目：40～50；60～80目：15～20；80～100目：1～5；100目以下：＜3
4.3.3 粉料压制成形
最大压强(MPa)：31.1；最大压力（T）：6125；湿坯断裂模数(MPa)：1.4
4.3.4 坯体干燥
干燥周期（min）：14；干坯残余水分（%）：＜0.5；干坯断裂模数(MPa)：3.8
4.3.5 坯体煅烧
烧成温度（℃）：1230（高火保温时间:12～13min）；烧成周期（min）：70；成品砖尺寸（mm×mm）：1806×810
5产品主要性能指标
成品砖吸水率（%）：＜0.1；成品砖断裂模数(MPa)： ≥50；成品砖厚度（mm）：3.5；热膨胀系数：＜7.0×10-6/℃；白度：750；莫氏硬度大于7；经抛光和超洁亮生产线处理后的光泽度大于90度。
6加工性能
由于大规格超薄瓷质砖的吸水率很低、硬度高、韧性好，具有优良的可加工性能。大规格超薄瓷质砖在应用前可进行切割、磨边、倒角和钻孔等。
大规格超薄瓷质砖切割时可采用水刀切割机、玻璃切割机、甚至普通手持的玻璃刀进行切割（采用手持的玻璃刀对砖坯切割后，边部较锋利，需要对其进行磨边）；磨边和倒角可采用普通磨边机或便携式电动工具进行；钻孔时，建议使用高速玻璃钻头。