CN104860700A - 一种可以吸附有害气体的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

本发明公开了一种可以吸附有害气体的陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：白云石52-68、柱沸石36-49、黄砂28-42、纳米乌金石18-26、硅钙渣22-34、脱硫灰16-27、海贝泥12-18、复合粘土27-38、明矾粉10-15、磷酸氢二铵5-10、石油焦粉8-14、玉米淀粉12-16、黄糊精10-15、月桂酰二乙醇胺2-3、木质素磺酸钠 5-10。本发明陶瓷砖不仅具有很好地装饰性，还具有吸附有害气体的功能性，同时具有机械强度高，吸水率低，热抗震性好，耐腐蚀性好的特点，应用前景广阔。

Description

一种可以吸附有害气体的陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可以吸附有害气体的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。目前市场上陶瓷砖的功能比较单一，仅仅只有装饰作用，还未见具有吸附有害气体作用的陶瓷砖。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以吸附有害气体的陶瓷砖及其制备方法。该陶瓷砖可以吸附消除甲醛、苯系物、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氨气、异戊酸、甲烷硫醇、三甲胺、TVOC等有害气体，起到净化室内空气的作用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可以吸附有害气体的陶瓷砖，由以下重量份的原料制成：白云石52-68、柱沸石36-49、黄砂28-42、纳米乌金石18-26、硅钙渣22-34、脱硫灰16-27、海贝泥12-18、复合粘土27-38、明矾粉10-15、磷酸氢二铵5-10、石油焦粉8-14、玉米淀粉12-16、黄糊精10-15、月桂酰二乙醇胺2-3、木质素磺酸钠5-10；
所述复合粘土的制备方法如下：
a、按质量比5-7:3-6:1称取木节粘土、铁矾土和紫砂泥，混合均匀，粉碎，过150-200目筛，加水搅拌制成浓度为45-55％的浆液，再加入相当于浆液重量4-8％的二乙醇单异丙醇胺、3-6％的琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2-4％的十二烷基二甲基甜菜碱，水浴加热至50-60℃，3000-4000r/min高速研磨15-20min，抽滤，烘干，待用；
b、按质量比称取3-5:2-3:1称取椰糠、竹屑和花生壳，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2-4:1混合均匀，再加入相当于矿物粘土重量8-12％的聚氧化乙烯、4-7％的羧甲基淀粉钠、2-5％的糖钙，1000-1500r/min高速分散10-15min，即得。
一种可以吸附有害气体的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取白云石、柱沸石、黄砂混合均匀，放入浓度为2-3mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至70-80℃，保温0.5-1h，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65-75℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，750-800℃煅烧15-25min，继续升温至1120-1160℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
(2)取纳米乌金石、硅钙渣、脱硫灰、海贝泥、复合粘土、明矾粉、磷酸氢二铵、石油焦粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为50-60％的浆液，再加入余下原料，水浴加热至45-55℃，2000-2500r/min高速研磨25-30min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为25-30MPa；
(3)将步骤(2)制得的生坯在40-50℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3％，然后对干燥后的坯料进行浸釉；
(4)将步骤(3)制得的坯体在真空状态下以10-15℃/min的速率升温至950-1000℃，保温2-3h，再以5-8℃/min的速率降温至440-480℃，保温0.5-1h，然后以3-6℃/min的速率升温至720-760℃，保温1-2h，再在2-3MPa的Ar气氛下以4-7℃/min的速率升温至1180-1260℃，保温2-3h,随炉冷却至常温，包装即得成品。
上述复合粘土采用木节粘土、铁矾土和紫砂泥三种粘土物质协同作用，并采用二乙醇单异丙醇胺、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱对上述粘土进行改性，可以提高粘土的分散性和可塑性，使注浆成型所需的浆料获得良好的悬浮性与稳定性，然后采用椰糠、竹屑和花生壳对复合粘土进行改性，使得陶瓷砖在烧结过程中产生丰富的气孔，可以提高陶瓷砖的保温隔热性能，最后采用聚氧化乙烯、羧甲基淀粉钠、糖钙进行改性，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：
本发明制得的陶瓷砖不仅具有丰富细微的多孔结构，还添加有纳米乌金石、海贝泥等物质，使得陶瓷砖具有极佳的吸附性能，能够很好地吸附消除甲醛、苯系物、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、硫化氢、氨气、异戊酸、甲烷硫醇、三甲胺、TVOC等有害气体，起到净化室内空气的作用；与现有陶瓷砖相比，本发明陶瓷砖不仅具有很好地装饰性，还具有吸附有害气体的功能性，同时具有机械强度高，吸水率低，热抗震性好，耐腐蚀性好的特点，应用前景广阔。
具体实施方式
一种可以吸附有害气体的陶瓷砖，由以下重量(kg)的原料制成：白云石56、柱沸石38、黄砂32、纳米乌金石22、硅钙渣24、脱硫灰18、海贝泥14、复合粘土33、明矾粉12、磷酸氢二铵8、石油焦粉12、玉米淀粉14、黄糊精12、月桂酰二乙醇胺2.5、木质素磺酸钠8；
所述复合粘土的制备方法如下：
a、按质量比7:6:1称取木节粘土、铁矾土和紫砂泥，混合均匀，粉碎，过200目筛，加水搅拌制成浓度为50％的浆液，再加入相当于浆液重量6％的二乙醇单异丙醇胺、5％的琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2.5％的十二烷基二甲基甜菜碱，水浴加热至55℃，3500r/min高速研磨16min，抽滤，烘干，待用；
b、按质量比称取5:3:1称取椰糠、竹屑和花生壳，混合均匀，粉碎，过250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10％的聚氧化乙烯、6％的羧甲基淀粉钠、3％的糖钙，1500r/min高速分散10min，即得。
一种可以吸附有害气体的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)取白云石、柱沸石、黄砂混合均匀，放入浓度为2mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至75℃，保温1h，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65℃，保温2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，780℃煅烧20min，继续升温至1150℃，煅烧1h后取出并水淬，烘干，粉碎，过200目筛，待用；
(2)取纳米乌金石、硅钙渣、脱硫灰、海贝泥、复合粘土、明矾粉、磷酸氢二铵、石油焦粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为55％的浆液，再加入余下原料，水浴加热至50℃，2500r/min高速研磨25min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为28MPa；
(3)将步骤(2)制得的生坯在45℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3％，然后对干燥后的坯料进行浸釉；
(4)将步骤(3)制得的坯体在真空状态下以12℃/min的速率升温至960℃，保温2h，再以7℃/min的速率降温至460℃，保温0.5h，然后以5℃/min的速率升温至740℃，保温1.5h，再在2.5MPa的Ar气氛下以6℃/min的速率升温至1240℃，保温3h,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 1975
断裂模数 MPa 39
吸水率 ％ 0.22
导热系数 W/m·k 8.9
热膨胀系数 m/m·k 6.4×10-6
有害气体吸附率 ％ 99.9

Claims (2)

1.一种可以吸附有害气体的陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：白云石 52-68、柱沸石 36-49、黄砂 28-42、纳米乌金石 18-26、硅钙渣 22-34、脱硫灰 16-27、海贝泥 12-18、复合粘土 27-38、明矾粉 10-15、磷酸氢二铵 5-10、石油焦粉 8-14、玉米淀粉 12-16、黄糊精 10-15、月桂酰二乙醇胺 2-3、木质素磺酸钠 5-10；
    所述复合粘土的制备方法如下：
    a、按质量比5-7:3-6:1称取木节粘土、铁矾土和紫砂泥，混合均匀，粉碎，过150-200目筛，加水搅拌制成浓度为45-55%的浆液，再加入相当于浆液重量4-8%的二乙醇单异丙醇胺、3-6%的琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2-4%的十二烷基二甲基甜菜碱，水浴加热至50-60℃，3000-4000r/min高速研磨15-20min，抽滤，烘干，待用；
    b、按质量比称取3-5:2-3:1称取椰糠、竹屑和花生壳，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2-4:1混合均匀，再加入相当于矿物粘土重量8-12%的聚氧化乙烯、4-7%的羧甲基淀粉钠、2-5%的糖钙，1000-1500r/min高速分散10-15min，即得。
2.一种如权利要求1所述的可以吸附有害气体的陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取白云石、柱沸石、黄砂混合均匀，放入浓度为2-3mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至70-80℃，保温0.5-1h，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65-75℃，保温1-2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，750-800℃煅烧15-25min，继续升温至1120-1160℃，煅烧1-2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
取纳米乌金石、硅钙渣、脱硫灰、海贝泥、复合粘土、明矾粉、磷酸氢二铵、石油焦粉与步骤（1）制得的粉体混合均匀，加水打浆制成浓度为50-60%的浆液，再加入余下原料，水浴加热至45-55℃，2000-2500r/min高速研磨25-30min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为25-30MPa；
（3）将步骤（2）制得的生坯在40-50℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3%，然后对干燥后的坯料进行浸釉；
（4）将步骤（3）制得的坯体在真空状态下以10-15℃/min的速率升温至950-1000℃，保温2-3h，再以5-8℃/min的速率降温至440-480℃，保温0.5-1h，然后以3-6℃/min的速率升温至720-760℃，保温1-2h，再在2-3MPa的Ar气氛下以4-7℃/min的速率升温至1180-1260℃，保温2-3h,随炉冷却至常温，包装即得成品。
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