CN104860663A - 一种耐水防霉陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐水防霉陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：麦饭石23-35、桂宝石18-27、黄土石14-22、复合粘土12-16、桐油3-6、玉石粉4-8、茶枯粉3-5、蟹壳粉4-6、污泥干粉10-15、妥尔油沥青磺酸钠2-3、三异丙醇胺1.5-2.5、甲基硅酸钾2-3、十六烷基氯化吡啶1-2、椰油酰胺丙基甜菜碱1-2。本发明制得的陶瓷装吸水率极低，耐水性优异，同时抑菌率高，防霉性好，可以在潮湿环境中长期使用，且具有优良的物理机械性能、耐高低温性、抗老化性和耐磨性，使用寿命长，使用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐水防霉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水性差和防霉性差的缺点，无法在潮湿环境长期使用，限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种耐水防霉陶瓷砖及其制备方法，扩大其使用范围。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种耐水防霉陶瓷砖，由以下重量份的原料制成：麦饭石23-35、桂宝石18-27、黄土石14-22、复合粘土12-16、桐油3-6、玉石粉4-8、茶枯粉3-5、蟹壳粉4-6、污泥干粉10-15、妥尔油沥青磺酸钠2-3、三异丙醇胺1.5-2.5、甲基硅酸钾2-3、十六烷基氯化吡啶1-2、椰油酰胺丙基甜菜碱1-2；
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。
一种耐水防霉陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取麦饭石、桂宝石、黄土石混合均匀，放入浓度为1.5-2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至80-85℃，保温0.5-1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为1-1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至70-75℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，740-780℃煅烧0.5-1h，继续升温至930-970℃，煅烧1-2h后再升温至1220-1260℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
(2)取复合粘土、玉石粉、污泥干粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为45-55％的浆液，再加入妥尔油沥青磺酸钠、三异丙醇胺、甲基硅酸钾、十六烷基氯化吡啶、椰油酰胺丙基甜菜碱，水浴加热至40-50℃，2000-3000r/min高速研磨30-40min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为3-5％的颗粒，待用；
(3)将步骤(2)制得的颗粒与茶枯粉、蟹壳粉混合均匀，然后加入桐油，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40-50℃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10-15℃/min的速率升温至1080-1160℃，保温1.5-2.5h，再以4-6℃/min的速率降温至560-620℃，保温0.5-1h，然后在2-3MPa的Ar气氛下以6-8℃/min的速率升温至1020-1060℃，保温1-2h,再以3-5℃/min的速率降温至640-680℃，保温0.5-1h，最后在2-3MPa的N2气氛下以5-7℃/min的速率升温至1170-1230℃，保温2-3h，再以4-6℃/min的速率降温至690-730℃，保温0.5-1h，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：
本发明中主要原料麦饭石、桂宝石、黄土石三种原料能够产生负离子和远红外，能够起到杀菌抑菌的作用，同时还添加了中添加了茶枯粉、蟹壳粉等原料，可以增强陶瓷砖的杀菌防霉能力，本发明还采用妥尔油沥青磺酸钠、甲基硅酸钾、十六烷基氯化吡啶、椰油酰胺丙基甜菜碱等物质对浆料进行改性，不仅可以提高陶瓷砖的杀菌能力，还可以提高陶瓷砖的耐水性，另外本发明采用桐油作为粘结剂，也可以改善陶瓷砖的耐水性。本发明制得的陶瓷装吸水率极低，耐水性优异，同时抑菌率高，防霉性好，可以在潮湿环境中长期使用，且具有优良的物理机械性能、耐高低温性、抗老化性和耐磨性，使用寿命长，使用范围广。
具体实施方式
一种耐水防霉陶瓷砖，由以下重量(kg)的原料制成：麦饭石32、桂宝石24、黄土石18、复合粘土14、桐油5、玉石粉7、茶枯粉4.5、蟹壳粉5、污泥干粉12、妥尔油沥青磺酸钠2.5、三异丙醇胺2、甲基硅酸钾2.5、十六烷基氯化吡啶1.5、椰油酰胺丙基甜菜碱1；
所述复合粘土的制备方法如下：
a、按质量比5:4:1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60％的浆液，再加入相当于浆液重量4.5％的亚甲基二萘磺酸钠、3％的土耳其红油、1.5％的透明质酸钠，水浴加热至55℃，3000r/min高速研磨20min，抽滤，烘干，待用；
b、按质量比称取3:2:1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6％的聚丙烯酰胺、4％的羟丙基二淀粉磷酸酯、2％的硼砂，1500r/min高速分散10min，即得。
一种耐水防霉陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取麦饭石、桂宝石、黄土石混合均匀，放入浓度为2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至85℃，保温0.5h，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75℃，保温1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，760℃煅烧0.5h，继续升温至950℃，煅烧1h后再升温至1240℃，煅烧2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过200目筛，待用；
(2)取复合粘土、玉石粉、污泥干粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为50％的浆液，再加入妥尔油沥青磺酸钠、三异丙醇胺、甲基硅酸钾、十六烷基氯化吡啶、椰油酰胺丙基甜菜碱，水浴加热至45℃，3000r/min高速研磨30min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4％的颗粒，待用；
(3)将步骤(2)制得的颗粒与茶枯粉、蟹壳粉混合均匀，然后加入桐油，搅拌混合13min，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15℃/min的速率升温至1130℃，保温2h，再以5℃/min的速率降温至590℃，保温0.5h，然后在2.5MPa的Ar气氛下以7℃/min的速率升温至1040℃，保温1.5h,再以4℃/min的速率降温至660℃，保温0.5h，最后在3MPa的N2气氛下以6℃/min的速率升温至1210℃，保温2.5h，再以5℃/min的速率降温至710℃，保温0.5h，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 | 1896 |
| 断裂模数 | MPa | 44 |
| 吸水率 | ％ | 0.05 |
| 导热系数 | W/m·k | 9.4 |
| 热膨胀系数 | m/m·k | 6.2×10-6 |
| 抑菌率 | ％ | 99.2 |
Claims (2)
1.一种耐水防霉陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：麦饭石23-35、桂宝石 18-27、黄土石 14-22、复合粘土12-16、桐油3-6、玉石粉 4-8、茶枯粉3-5、蟹壳粉4-6、污泥干粉10-15、妥尔油沥青磺酸钠2-3、三异丙醇胺1.5-2.5、甲基硅酸钾2-3、十六烷基氯化吡啶1-2、椰油酰胺丙基甜菜碱1-2；
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所述的耐水防霉陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取麦饭石、桂宝石、黄土石混合均匀，放入浓度为1.5-2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至80-85℃，保温0.5-1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为1-1.5mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至70-75℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，740-780℃煅烧0.5-1h，继续升温至930-970℃，煅烧1-2h后再升温至1220-1260℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
取复合粘土、玉石粉、污泥干粉与步骤（1）制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为45-55%的浆液，再加入妥尔油沥青磺酸钠、三异丙醇胺、甲基硅酸钾、十六烷基氯化吡啶、椰油酰胺丙基甜菜碱，水浴加热至40-50℃，2000-3000r/min高速研磨30-40min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为3-5%的颗粒，待用；
（3）将步骤（2）制得的颗粒与茶枯粉、蟹壳粉混合均匀，然后加入桐油，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40-50℃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10-15℃/min的速率升温至1080-1160℃，保温1.5-2.5h，再以4-6℃/min的速率降温至560-620℃，保温0.5-1h，然后在2-3MPa的Ar气氛下以6-8℃/min的速率升温至1020-1060℃，保温1-2h,再以3-5℃/min的速率降温至640-680℃，保温0.5-1h，最后在2-3MPa的N2气氛下以5-7℃/min的速率升温至1170-1230℃，保温2-3h，再以4-6℃/min的速率降温至690-730℃，保温0.5-1h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
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