CN103951402A - 一种高强度陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：黄砂40-60、重晶石30-50、白云石15-25、火山岩10-20、锆英石20-30、莫来石5-15、高炉矿渣4-12、改性粘土16-28、海泥7-14、硅微粉11-19、废砖粉8-16、磷酸三钙3-9、碳酸钡4-8、纳米碳化硅2-5、纳米氧化铝3-6。本发明制备的陶瓷砖强度高，破坏强度≥1050N，断裂模数≥30MPa，抗震、抗裂，不易碎，可以显著提高使用寿命。

Description

一种高强度陶瓷砖及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高强度陶瓷砖及其制备方法，属于建筑陶瓷材料领域。 

背景技术

    陶瓷砖是由粘土、石英砂以及其他无机非金属原料，经配料、球磨、制粉、成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，广泛应用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。随着房地产业的迅速发展，使得瓷砖的生产和消费都获得了较大的发展，同时对瓷砖的性能要求也越来越高。然而目前市场上的陶瓷砖大多强度低，不够坚硬，易碎，使用性差，无法满足市场需求。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度陶瓷砖及其制备方法。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 

    一种高强度陶瓷砖，由以下重量份的原料制成：黄砂40-60、重晶石30-50、白云石15-25、火山岩10-20、锆英石20-30、莫来石5-15、高炉矿渣4-12、改性粘土16-28、海泥7-14、硅微粉11-19、废砖粉8-16、磷酸三钙 3-9、碳酸钡4-8、纳米碳化硅2-5、纳米氧化铝3-6；

    所述改性粘土的制备方法如下：a、按质量比3-6：2-4:1-2称取凹凸棒土、硅藻土、膨润土，混合均匀，加入适量的水制成浓度为30-40%的粘土浆液，再用浓度为15-25%的硫酸溶液调节浆液PH至3-5，水浴加热至85-95℃，搅拌2-4h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，440-480℃煅烧2-3h，粉碎，过200-300目筛；b、按重量比1:2-3取上述处理的粘土与浓度为1.5-3mol/L四氯化钛水溶液混合均匀，然后加入2-3%的玉石粉、2-3%的硫酸铜、1-2%的十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.5-1%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在30-50℃恒温水浴中超声分散，同时进行机械搅拌，反应1-2h，然后用浓度为5-10%的氨水调节PH至4-6，搅拌1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤干净，烘干，620-660℃煅烧1-2h，冷却至室温即可。

    本发明高强度陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤： 

    （1）取黄砂、重晶石、白云石、火山岩混合均匀，粉碎，湿法球磨5-10h，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌5-10min后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨10-15h，烘干，过150-200目筛，待用；

    （2）取锆英石、莫来石、高炉矿渣、硅微粉、废砖粉、磷酸三钙、碳酸钡混合均匀，粉碎，湿法球磨10-15h，过200-300目筛，静置5-10h，喷雾干燥成含水量为4-6%的颗粒，待用；

    （3）将上述步骤（1）与步骤（2）制得的粉料加入混料机中混合5-10min，再加入余下原料混合3-6min，然后加入混合料重量2-4%的固含量为35%的水玻璃混合20-30min，静置10-15h ；

    （4）将步骤（3）混合均匀的粉料送到成型机在60-80MPa下压制成型，然后将压制好的砖坯送至干燥窑中干燥至含水量为3-5%的干坯；

（5）将干坯以10-15℃/min的速率升温至1160-1220℃，保温2-3h，再以5-10℃/min的速率降温至750-850℃，保温0.5-1h，再以8-12℃/min的速率升温至980-1040℃，保温1-2h，冷却至常温，经磨边、包装即得成品。

上述改性粘土采用玉石粉、硫酸铜等物质协同二氧化钛包覆粘土，不仅对大肠杆菌、黄色葡萄球菌等有害细菌具有杀菌功效，同时对甲醛、苯、氨气、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、TVOC等影响人类身体健康的有害有机物以及烟臭、厕所臭、垃圾臭、动物臭等起到净化除臭作用，还可以提高瓷砖的抗老化能力、耐候性、抗紫外线、耐擦洗等性能，保持瓷砖的颜色光泽，延长瓷砖的使用期。 

本发明的有益效果： 

本发明制备的陶瓷砖强度高，破坏强度≥1050N，断裂模数≥30MPa，抗震、抗裂，不易碎，可以显著提高使用寿命。

具体实施方式

    一种高强度陶瓷砖，由以下重量（kg）的原料制成：黄砂50、重晶石40、白云石20、火山岩15、锆英石25、莫来石10、高炉矿渣7、改性粘土24、海泥11、硅微粉15、废砖粉12、磷酸三钙 6、碳酸钡5、纳米碳化硅3、纳米氧化铝4； 

    所述改性粘土的制备方法如下：a、按质量比4：3:1称取凹凸棒土、硅藻土、膨润土，混合均匀，加入适量的水制成浓度为35%的粘土浆液，再用浓度为20%的硫酸溶液调节浆液PH至4，水浴加热至90℃，搅拌3h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，460℃煅烧3h，粉碎，过250目筛；b、按重量比1:2取上述处理的粘土与浓度为2mol/L四氯化钛水溶液混合均匀，然后加入相当于混合物总重2%的玉石粉、2%的硫酸铜、1%的十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.5%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在40℃恒温水浴中超声分散，同时进行机械搅拌，反应1.5h，然后用浓度为10%的氨水调节PH至5，搅拌1h，过滤，用蒸馏水洗涤干净，烘干，640℃煅烧1h，冷却至室温即可。

    高强度陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤： 

    （1）取黄砂、重晶石、白云石、火山岩混合均匀，粉碎，湿法球磨8h，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌6min后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨15h，烘干，过200目筛，待用；

    （2）取锆英石、莫来石、高炉矿渣、硅微粉、废砖粉、磷酸三钙、碳酸钡混合均匀，粉碎，湿法球磨10h，过200目筛，静置8h，喷雾干燥成含水量为5%的颗粒，待用；

    （3）将上述步骤（1）与步骤（2）制得的粉料加入混料机中混合8min，再加入余下原料混合4min，然后加入混合料重量3%的固含量为35%的水玻璃混合25min，静置10h ；

    （4）将步骤（3）混合均匀的粉料送到成型机在70MPa下压制成型，然后将压制好的砖坯送至干燥窑中干燥至含水量为3%的干坯；

（5）将干坯以15℃/min的速率升温至1220℃，保温2h，再以10℃/min的速率降温至780℃，保温40min，再以8℃/min的速率升温至1020℃，保温1h，冷却至常温，经磨边、包装即得成品。

所生产的陶瓷砖，其破坏强度为1124N，断裂模数为36MPa，吸水率为7.4%。 

Claims (2)

1.一种高强度陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：黄砂40-60、重晶石30-50、白云石15-25、火山岩10-20、锆英石20-30、莫来石5-15、高炉矿渣4-12、改性粘土16-28、海泥7-14、硅微粉11-19、废砖粉8-16、磷酸三钙 3-9、碳酸钡4-8、纳米碳化硅2-5、纳米氧化铝3-6；

    所述改性粘土的制备方法如下：a、按质量比3-6：2-4:1-2称取凹凸棒土、硅藻土、膨润土，混合均匀，加入适量的水制成浓度为30-40%的粘土浆液，再用浓度为15-25%的硫酸溶液调节浆液PH至3-5，水浴加热至85-95℃，搅拌2-4h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，440-480℃煅烧2-3h，粉碎，过200-300目筛；b、按重量比1:2-3取上述处理的粘土与浓度为1.5-3mol/L四氯化钛水溶液混合均匀，然后加入2-3%的玉石粉、2-3%的硫酸铜、1-2%的十二烷基二甲基苄基氯化铵、0.5-1%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷，在30-50℃恒温水浴中超声分散，同时进行机械搅拌，反应1-2h，然后用浓度为5-10%的氨水调节PH至4-6，搅拌1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤干净，烘干，620-660℃煅烧1-2h，冷却至室温即可。

2.如权利要求1所述的高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）取黄砂、重晶石、白云石、火山岩混合均匀，粉碎，湿法球磨5-10h，烘干后进行熔炼，待其完全熔化后，搅拌5-10min后进行快速水淬，得到破碎的颗粒，湿法球磨10-15h，烘干，过150-200目筛，待用；

（2）取锆英石、莫来石、高炉矿渣、硅微粉、废砖粉、磷酸三钙、碳酸钡混合均匀，粉碎，湿法球磨10-15h，过200-300目筛，静置5-10h，喷雾干燥成含水量为4-6%的颗粒，待用；

（3）将上述步骤（1）与步骤（2）制得的粉料加入混料机中混合5-10min，再加入余下原料混合3-6min，然后加入混合料重量2-4%的固含量为35%的水玻璃混合20-30min，静置10-15h ；

（4）将步骤（3）混合均匀的粉料送到成型机在60-80MPa下压制成型，然后将压制好的砖坯送至干燥窑中干燥至含水量为3-5%的干坯；

（5）将干坯以10-15℃/min的速率升温至1160-1220℃，保温2-3h，再以5-10℃/min的速率降温至750-850℃，保温0.5-1h，再以8-12℃/min的速率升温至980-1040℃，保温1-2h，冷却至常温，经磨边、包装即得成品。