CN104860660A - 一种高耐磨陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

一种高耐磨陶瓷砖及其制备方法 Download PDF

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徐安辉
孔德泽
郑辉
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Abstract

本发明公开了一种高耐磨陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：滑石26-42、钛辉石22-38、冰晶石15-25、黑曜岩12-23、固含量为45%的硅丙乳液4-7、棕刚玉10-15、纳米碳化铬8-14、碱式氯化铋3-6、生石灰5-10、复合粘土 10-15、松香酸钠 2-4、十二烷基二甲基苄基氯化铵1.5-2.5、聚萘甲醛磺酸钠盐 2-3、藻酸丙二醇酯 2-3。本发明陶瓷砖中添加了棕刚玉、纳米碳化铬等原料，可以提高陶瓷砖的耐磨性，使得陶瓷砖在常温下长期使用磨损量≤5cm3，且热震稳定性好，抗侵蚀能力强，强度高，耐水性好，使用寿命长，可以满足市场和应用的需要，是建筑装饰行业首选的耐磨陶瓷砖。

Description

一种高耐磨陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高耐磨陶瓷砖及其制备方法，属于陶瓷材料领域。
背景技术
陶瓷砖，是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结等过程，而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等之建筑或装饰之材料，其原材料多由粘土、石英砂以及其他无机非金属原料等等混合而成。近年来，随着我国建筑陶瓷行业的飞速发展，使得人们对陶瓷砖的性能要求也越来越高。目前市场上的陶瓷砖存在着耐磨性差的缺点，使用过程肿容易摩擦损耗非常严重，极大地缩短了其使用寿命，无法满足市场需求。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高耐磨陶瓷砖及其制备方法。该陶瓷砖经久耐磨，使用寿命长。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高耐磨陶瓷砖，由以下重量份的原料制成：滑石26-42、钛辉石22-38、冰晶石15-25、黑曜岩12-23、固含量为45％的硅丙乳液4-7、棕刚玉10-15、纳米碳化铬8-14、碱式氯化铋3-6、生石灰5-10、复合粘土10-15、松香酸钠2-4、十二烷基二甲基苄基氯化铵1.5-2.5、聚萘甲醛磺酸钠盐2-3、藻酸丙二醇酯2-3；
所述复合粘土的制备方法如下：
a、按质量比3-6:2-4:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥，混合均匀，粉碎，过150-200目筛，加水搅拌制成浓度为50-60％的浆液，再加入相当于浆液重量3-6％的亚甲基二萘磺酸钠、2-4％的土耳其红油、1-2％的透明质酸钠，水浴加热至50-60℃，2000-3000r/min高速研磨20-30min，抽滤，烘干，待用；
b、按质量比称取2-3:1-2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣，混合均匀，粉碎，过200-300目筛，待用；
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2-3:1混合均匀，再加入相当于矿物粘土重量5-10％的聚丙烯酰胺、3-6％的羟丙基二淀粉磷酸酯、2-4％的硼砂，1000-1500r/min高速分散10-15min，即得。
一种高耐磨陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取滑石、钛辉石、冰晶石、黑曜岩混合均匀，放入浓度为2-3mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至70-80℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为1-2mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至80-90℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，870-930℃煅烧30-40min，继续升温至1140-1190℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
(2)取棕刚玉、生石灰、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为50-60％的浆液，再加入松香酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、聚萘甲醛磺酸钠盐和藻酸丙二醇酯，水浴加热至45-55℃，3000-4000r/min高速研磨15-20min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4-6％的颗粒，待用；
(3)将步骤(2)制得的颗粒与纳米碳化铬、碱式氯化铋混合均匀，然后加入固含量为45％的硅丙乳液，搅拌混合10-15min，待用；
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在65-75MPa的压力下压制成型；
(5)将步骤(4)制得的坯体在45-55℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于2％，然后对干燥后的坯体进行浸釉；
(6)将步骤(5)制得的坯体在真空状态下以10-15℃/min的速率升温至1050-1100℃，保温2-3h，然后在2-3MPa的N2气氛下以6-8℃/min的速率降温至730-770℃，保温0.5-1h,再以4-7℃/min的速率升温至1160-1240℃，保温3-4h，再以3-5℃/min的速率降温至660-740℃，保温0.5-1h，最后在2-3MPa的Ar气氛下以2-4℃/min的速率升温至860-920℃，保温1-2h，再以3-5℃/min的速率升温至1040-1080℃，保温1.5-2.5h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
上述复合粘土采用苏州土、凹凸棒土和山泥三种粘土物质协同作用，并采用亚甲基二萘磺酸钠、土耳其红油、透明质酸钠对上述粘土进行改性，可以提高粘土的分散性和可塑性，从而提高陶瓷砖制作工艺所用到浆液的悬浮性与稳定性，然后采用芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣对复合粘土进行改性，不仅使得陶瓷砖在烧结过程中产生丰富的气孔结构，还可以提高陶瓷砖的保温隔热性能，最后采用聚丙烯酰胺、羟丙基二淀粉磷酸酯、硼砂进行改性，可以提高复合粘土的粘结强度，使瓷坯在成型和干燥过程中避免变形与开裂的缺陷，并产生较高的机械强度。
本发明的有益效果：
本发明陶瓷砖中添加了棕刚玉、纳米碳化铬等原料，可以提高陶瓷砖的耐磨性，使得陶瓷砖在常温下长期使用磨损量≤5cm3，且热震稳定性好，抗侵蚀能力强，强度高，耐水性好，使用寿命长，可以满足市场和应用的需要，是建筑装饰行业首选的耐磨陶瓷砖。
具体实施方式
一种高耐磨陶瓷砖，由以下重量(kg)的原料制成：滑石36、钛辉石32、冰晶石20、黑曜岩17、固含量为45％的硅丙乳液5、棕刚玉12、纳米碳化铬10、碱式氯化铋4、生石灰8、复合粘土12、松香酸钠3、十二烷基二甲基苄基氯化铵2、聚萘甲醛磺酸钠盐2.5、藻酸丙二醇酯2；
所述复合粘土的制备方法如下：
a、按质量比4:2:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥，混合均匀，粉碎，过200目筛，加水搅拌制成浓度为55％的浆液，再加入相当于浆液重量4％的亚甲基二萘磺酸钠、2％的土耳其红油、1％的透明质酸钠，水浴加热至55℃，2000-3000r/min高速研磨20-30min，抽滤，烘干，待用；
b、按质量比称取2:1:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣，混合均匀，粉碎，过200目筛，待用；
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比3:1混合均匀，再加入相当于矿物粘土重量7％的聚丙烯酰胺、4％的羟丙基二淀粉磷酸酯、3％的硼砂，1500r/min高速分散10min，即得。
一种高耐磨陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取滑石、钛辉石、冰晶石、黑曜岩混合均匀，放入浓度为2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至80℃，保温1.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至85℃，保温1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，910℃煅烧35min，继续升温至1170℃，煅烧1.5h后取出并水淬，烘干，粉碎，过200目筛，待用；
(2)取棕刚玉、生石灰、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为55％的浆液，再加入松香酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、聚萘甲醛磺酸钠盐和藻酸丙二醇酯，水浴加热至50℃，3500r/min高速研磨15min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为5％的颗粒，待用；
(3)将步骤(2)制得的颗粒与纳米碳化铬、碱式氯化铋混合均匀，然后加入固含量为45％的硅丙乳液，搅拌混合12min，待用；
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在70MPa的压力下压制成型；
(5)将步骤(4)制得的坯体在50℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于2％，然后对干燥后的坯体进行浸釉；
(6)将步骤(5)制得的坯体在真空状态下以12℃/min的速率升温至1080℃，保温2.5h，然后在3MPa的N2气氛下以7℃/min的速率降温至750℃，保温0.5h,再以5℃/min的速率升温至1210℃，保温3.5h，再以4℃/min的速率降温至705℃，保温0.5h，最后在2MPa的Ar气氛下以3℃/min的速率升温至880℃，保温1h，再以4℃/min的速率升温至1060℃，保温2h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
上述实施例所生产的陶瓷砖主要性能如下表所示：
项目 单位 检测结果
破坏强度 N 2072
断裂模数 MPa 43
吸水率 ％ 0.13
导热系数 W/m·k 10.2
热膨胀系数 m/m·k 6.8×10-6
常温磨损量 cm3 3.8

Claims (2)

1.一种高耐磨陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：滑石26-42、钛辉石 22-38、冰晶石 15-25、黑曜岩 12-23、固含量为45%的硅丙乳液 4-7、棕刚玉 10-15、纳米碳化铬8-14、碱式氯化铋3-6、生石灰5-10、复合粘土 10-15、松香酸钠 2-4、十二烷基二甲基苄基氯化铵1.5-2.5、聚萘甲醛磺酸钠盐 2-3、藻酸丙二醇酯 2-3；    
所述复合粘土的制备方法如下：
    a、按质量比3-6:2-4:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥，混合均匀，粉碎，过150-200目筛，加水搅拌制成浓度为50-60%的浆液，再加入相当于浆液重量3-6%的亚甲基二萘磺酸钠、2-4%的土耳其红油、1-2%的透明质酸钠，水浴加热至50-60℃，2000-3000r/min高速研磨20-30min，抽滤，烘干，待用；
    b、按质量比称取2-3:1-2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣，混合均匀，粉碎，过200-300目筛，待用；
    c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2-3:1混合均匀，再加入相当于矿物粘土重量5-10%的聚丙烯酰胺、3-6%的羟丙基二淀粉磷酸酯、2-4%的硼砂，1000-1500r/min高速分散10-15min，即得。
2.一种如权利要求1所述的高耐磨陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取滑石、钛辉石、冰晶石、黑曜岩混合均匀，放入浓度为2-3mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至70-80℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为1-2mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至80-90℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，870-930℃煅烧30-40min，继续升温至1140-1190℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
取棕刚玉、生石灰、复合粘土与步骤（1）制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为50-60%的浆液，再加入松香酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、聚萘甲醛磺酸钠盐和藻酸丙二醇酯，水浴加热至45-55℃，3000-4000r/min高速研磨15-20min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4-6%的颗粒，待用；
    （3）将步骤（2）制得的颗粒与纳米碳化铬、碱式氯化铋混合均匀，然后加入固含量为45%的硅丙乳液，搅拌混合10-15min，待用；
    （4）将步骤（3）混合好的物料放入成型机中在65-75MPa的压力下压制成型；
（5）将步骤（4）制得的坯体在45-55℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于2%，然后对干燥后的坯体进行浸釉；
（6）将步骤（5）制得的坯体在真空状态下以10-15℃/min的速率升温至1050-1100℃，保温2-3h，然后在2-3MPa的N2气氛下以6-8℃/min的速率降温至730-770℃，保温0.5-1h,再以4-7℃/min的速率升温至1160-1240℃，保温3-4h，再以3-5℃/min的速率降温至660-740℃，保温0.5-1h，最后在2-3MPa的Ar气氛下以2-4℃/min的速率升温至860-920℃，保温1-2h，再以3-5℃/min的速率升温至1040-1080℃，保温1.5-2.5h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
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