CN104860696A - 一种抗开裂陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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徐安辉
孔德泽
郑辉
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Abstract

本发明公开了一种抗开裂陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：堇青石34-46、电熔镁砂22-36、煤矸石16-28、废旧混凝土15-25、骨胶粉5-10、纳米硼纤维8-12、硅酸锆3-7、萤石矿渣12-18、六偏磷酸钠4-8、固含量为40%的水玻璃3-6、尿素2.5-4.5、复合粘土15-20。本发明采用废旧混凝土、骨胶粉、纳米硼纤维、硅酸锆与复合粘土相互协同作用，提高陶瓷砖的抗开裂性，使制得的陶瓷砖强度高，耐久性好，长期使用能够有效防止开裂，且具有良好的耐磨性、耐化学腐蚀性和抗水性，安全可靠，使用寿命长，市场前景大。

Description

一种抗开裂陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗开裂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抗开裂性差的缺点，使用过程中易开裂，不耐用，寿命短，无法满足市场需求。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种抗开裂陶瓷砖及其制备方法。该陶瓷具有很好的抗开裂性能，耐久性好，使用寿命长。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种抗开裂陶瓷砖，由以下重量份的原料制成：堇青石34-46、电熔镁砂22-36、煤矸石16-28、废旧混凝土15-25、骨胶粉5-10、纳米硼纤维8-12、硅酸锆3-7、萤石矿渣12-18、六偏磷酸钠4-8、固含量为40％的水玻璃3-6、尿素2.5-4.5、复合粘土15-20；
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。
一种抗开裂陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取堇青石、电熔镁砂、煤矸石混合均匀，放入浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至65-75℃，保温2-3h，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70-80℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，840-870℃煅烧0.5-1h后再升温至1140-1180℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
(2)取废旧混凝土、骨胶粉、萤石矿渣、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，再加入六偏磷酸钠和尿素，水浴加热至50-60℃，2000-2500r/min高速研磨25-35min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4-5％的颗粒，待用；
(3)将步骤(2)制得的颗粒与硅酸锆、纳米硼纤维混合均匀，然后加入固含量为40％的水玻璃，搅拌混合15-20min，待用；
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在70-80MPa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2-3MPa的Ar气氛下以6-8℃/min的速率升温至740-810℃，保温0.5-1h，再以4-6℃/min的速率升温至1070-1130℃，保温1.5-2.5h，再以3-5℃/min的速率降温至620-680℃，保温0.5-1h，然后在3-4MPa的N2气氛下以2-4℃/min的速率升温至840-880℃，保温1-2h,再以3-5℃/min的速率升温至1200-1250℃，保温2-3h，再以5-7℃/min的速率降温至620-660℃，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：
本发明采用废旧混凝土、骨胶粉、纳米硼纤维、硅酸锆与复合粘土相互协同作用，提高陶瓷砖的抗开裂性，使制得的陶瓷砖强度高，耐久性好，长期使用能够有效防止开裂，且具有良好的耐磨性、耐化学腐蚀性和抗水性，安全可靠，使用寿命长，市场前景大。
具体实施方式
一种抗开裂陶瓷砖，由以下重量(kg)的原料制成：堇青石43、电熔镁砂34、煤矸石22、废旧混凝土20、骨胶粉7、纳米硼纤维10、硅酸锆4.5、萤石矿渣16、六偏磷酸钠6、固含量为40％的水玻璃4.5、尿素3.5、复合粘土18；
所述复合粘土的制备方法如下：
a、按质量比4:3:1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、3％的土耳其红油、1.5％的透明质酸钠，水浴加热至55℃，2500r/min高速研磨25min，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2:1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，1000r/min高速分散15min，即得。
一种抗开裂陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取堇青石、电熔镁砂、煤矸石混合均匀，放入浓度为1.5mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至70℃，保温2.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至75℃，保温1.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，850℃煅烧0.5h后再升温至1160℃，煅烧1.5h后取出并水淬，烘干，粉碎，过200目筛，待用；
(2)取废旧混凝土、骨胶粉、萤石矿渣、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，再加入六偏磷酸钠和尿素，水浴加热至55℃，2000r/min高速研磨35min，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)制得的颗粒与硅酸锆、纳米硼纤维混合均匀，然后加入固含量为40％的水玻璃，搅拌混合16min，待用；
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在75MPa的压力下压制成型；
(5)将步骤(4)制得的坯体在45℃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2MPa的Ar气氛下以7℃/min的速率升温至790℃，保温0.5h，再以5℃/min的速率升温至1120℃，保温2h，再以4℃/min的速率降温至660℃，保温0.5h，然后在3MPa的N2气氛下以3℃/min的速率升温至860℃，保温1.5h,再以4℃/min的速率升温至1240℃，保温3h，再以6℃/min的速率降温至640℃，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：

Claims (2)

1.一种抗开裂陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：堇青石34-46、电熔镁砂 22-36、煤矸石 16-28、废旧混凝土 15-25、骨胶粉5-10、纳米硼纤维8-12、硅酸锆 3-7、萤石矿渣 12-18、六偏磷酸钠4-8、固含量为40%的水玻璃 3-6、尿素 2.5-4.5、复合粘土 15-20；    
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所述的抗开裂陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取堇青石、电熔镁砂、煤矸石混合均匀，放入浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至65-75℃，保温2-3h，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70-80℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，840-870℃煅烧0.5-1h后再升温至1140-1180℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
取废旧混凝土、骨胶粉、萤石矿渣、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，再加入六偏磷酸钠和尿素，水浴加热至50-60℃，2000-2500r/min高速研磨25-35min，然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4-5%的颗粒，待用；
    （3）将步骤（2）制得的颗粒与硅酸锆、纳米硼纤维混合均匀，然后加入固含量为40%的水玻璃，搅拌混合15-20min，待用；
（4）将步骤（3）混合好的物料放入成型机中在70-80MPa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2-3MPa的Ar气氛下以6-8℃/min的速率升温至740-810℃，保温0.5-1h，再以4-6℃/min的速率升温至1070-1130℃，保温1.5-2.5h，再以3-5℃/min的速率降温至620-680℃，保温0.5-1h，然后在3-4MPa的N2气氛下以2-4℃/min的速率升温至840-880℃，保温1-2h,再以3-5℃/min的速率升温至1200-1250℃，保温2-3h，再以5-7℃/min的速率降温至620-660℃，保温0.5-1h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
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