CN106187290A - 一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖及其制备方法，包括以下步骤：(1)按下列质量百分比配备原料：粘土10～30％，高岭土10～30％，抛光砖废渣20～50％，吸湿剂10～50％，自蔓延反应发生剂5～20％；(2)将上述原料加入到混料机混合均匀，并加入上述粉料质量8～12％的水、0.01～0.5％的坯体增强剂，混料时间为10～30min；(3)将粉料通过压机设备干法成型；(4)砖坯干燥处理后，在1000～1200℃下烧制50～70min，得到陶瓷砖。本发明采用的自蔓延反应剂在一定的温度条件下发生高温发自蔓延反应，既可以为烧制陶瓷砖提供能量，也在材料内部留下多孔结构。

Description

一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能性陶瓷砖领域，更具体地说，涉及一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
世界卫生组织对于健康住宅的标准指出适宜的居住环境应保持室内湿度为40％～70％，而我国潮湿地区年平均相对湿度在70％～80％，有时高达95％～100％，而北方干燥地区相对湿度甚至可达10％以下。已有研究表明，当空气湿度低于40％，除了可能对湿度敏感的物质产生破坏性的损伤，还会显著影响人体机能。而当空气湿度高于70％，有机质地的物品极易发生霉变。此外，在高湿环境下，不仅人体状况会偏离正常的生命体征，各种仪器的使用寿命、精密程度也会大大下降。湿度过高或过低的交替变化的危害则更为严重，尤其对于文物珍藏场地、博物馆、医院等特殊场所保持空气湿度相对恒定就显得尤为重要。
目前，为调节人居环境、特殊场所等室内空间的相对湿度问题普遍采取的是空调技术。空调技术作为湿度调节手段尽管效果显著，但存在能耗明显、污染环境、破坏生态等弊端。鉴于以上现状，基于有效调节人居环境、特殊场所空气相对湿度的建筑材料的研究应用就显得尤为必要且紧迫了。调湿材料正是基于上述现状最早在日本得以应用和发展起来的，近年来也已经受到建筑行业的广泛关注。所谓的调湿材料是指能够依靠自身的吸放湿性能，感应所调空间湿度的变化，自动调节空气相对湿度的材料。
现有技术公开了一些关于具备调湿功能的陶瓷材料，存在以下缺陷：(1)工艺复杂，成品率低；(2)外观不平整，影响正常使用；(3)实际使用效果不佳。目前基于多孔结构的调湿材料研究工作已取得相当大的研究进展，生产 制备出兼具良好使用效能与上佳装饰效果的建筑调湿建筑材料对于节能降耗、保护环境无疑将是大有裨益的。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖及其制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
(1)以质量百分比计，按下列配比配备原料：粘土10～30％，高岭土10～30％，抛光砖废渣20～50％，吸湿剂10～50％，自蔓延反应发生剂5～20％；
(2)将步骤(1)的原料加入到混料机混合均匀，混合过程中加入上述粉料质量8～12％的水、0.1～0.5％的坯体增强剂，混料时间为10～30min；
(3)将步骤(2)混合均匀的粉料通过压机设备干法成型；
(4)将步骤(3)所得砖坯干燥处理后，在1000～1200℃下烧制50～70min，得到陶瓷砖。
优选地，在所述步骤(1)中，所述自蔓延反应发生剂由铝粉、氧化钛和三氧化二硼组成，铝粉、氧化钛和三氧化二硼的摩尔比为Al:TiO2:B2O3＝10:3:3。
优选地，在所述步骤(1)中，所述抛光砖废渣包括抛光砖或抛釉砖在磨抛过程中形成的废渣。
优选地，在所述步骤(1)中，所述吸湿剂由沸石分子筛、硅藻土、海泡石和轻质混凝土中的一种或四种任意比例混合物组成。
优选地，在所述步骤(1)中，原料还包括发泡剂，发泡剂的质量百分比为5％。
优选地，在所述步骤(1)中，所述发泡剂由碳酸钙、石墨和聚苯乙烯中的一种或三种任意比例混合物组成。
优选地，在所述步骤(2)中，所述坯体增强剂由羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙二醇中的一种或四种任意比例混合物组成。
一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖，其上述制备方法制得。
本发明具有以下有益效果：
本发明是以抛光砖废渣作为主要原料之一，它的有效利用不仅能明显降低工业三废的排放，而且能有效的实现资源回收利用，是一种与可持续发展战略相契合的节能环保的工艺技术。此外，自蔓延反应剂在一定的温度条件下发生高温发自蔓延反应。一方面，自蔓延反应产生大量的热量可以为烧制陶瓷砖提供能量；另一方面，自蔓延反应会在材料内部留下多孔结构。以本专利采用的自蔓延发生剂为例，在一定温度条件下，将按以下方程式发生自蔓延反应：
10Al+3TiO2+3B2O3→5Al2O3+3TiB2
反应生成的Al2O3、TiB2相具有优良的力学性能，在一定程度上还可以增强陶瓷砖的强度。发泡产生的气体通过自蔓延反应产生的孔径通道从陶瓷砖表面排出，在陶瓷砖表面留下与内部贯通的气孔。上述两种成孔机制相辅相成，最终形成了具有贯通孔结构的轻质陶瓷砖。沸石分子筛或者硅藻土等吸湿剂则由于其独特的结构，具有吸附水分子的能力。当外界湿度发生变化时，沸石分子筛或者硅藻土迅速做出反馈，通过与空气连通的孔体吸收或者释放水分从而达到调节附近空间中湿度的效果。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备工艺流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图1为本发明一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备工艺流程图。
实施例1
按照质量比配备如下组分：粘土20％，高岭土25％，抛光砖废渣30％，自蔓延反应剂5％，沸石分子筛20％，其中自蔓延反应发生剂由铝粉、氧化钛 和三氧化二硼组成，铝粉、氧化钛和三氧化二硼的摩尔比为Al:TiO2:B2O3＝10:3:3。将上述原料一起加入到混料机中混合均匀，加入粉料总质量10％的水，同时加入粉料质量0.1％的羧甲基纤维素钠作为坯体增强剂。混合均匀的粉料经压机成型后干燥烧结，烧成温度为1050℃，烧成时间为60分钟。烧成后样品可悬浮于水面，密度为0.91g/cm3，24h吸湿Wa为212.4g/m2。
实施例2
按照质量比配备如下组分：粘土20％，高岭土25％，抛光砖废渣20％，发泡剂石墨5％，自蔓延反应剂8％，硅藻土22％，其中，自蔓延反应发生剂由铝粉、氧化钛和三氧化二硼组成，铝粉、氧化钛和三氧化二硼的摩尔比为Al:TiO2:B2O3＝10:3:3。将上述原料一起加入到混料机中混合均匀，加入粉料总质量10％的水，同时加入粉料质量0.1％的羧甲基纤维素钠作为坯体增强剂。混合均匀的粉料经压机成型后干燥烧结，烧成温度为1150℃，烧成时间为55分钟。烧成后样品可悬浮于水面，密度为0.85g/cm3，24h吸湿量Wa为237.9g/m2。
实施例3
按照质量比配备如下组分：粘土25％，高岭土15％，抛光砖废渣20％，自蔓延反应剂10％，海泡石30％，其中，自蔓延反应发生剂由铝粉、氧化钛和三氧化二硼组成，铝粉、氧化钛和三氧化二硼的摩尔比为Al:TiO2:B2O3＝10:3:3。将上述原料一起加入到混料机中混合均匀，加入粉料总质量10％的水，同时加入粉料质量0.1％的羧甲基纤维素钠作为坯体增强剂。混合均匀的粉料经压机成型后干燥烧结，烧成温度为1100℃，烧成时间为60分钟。烧成后样品可悬浮于水面，密度为0.93g/cm3，24h吸湿量Wa为202.4g/m2。
实施例4
按照质量比配备如下组分：粘土30％，高岭土30％，抛光砖废渣20％，自蔓延反应剂10％，硅藻土10％，其中，自蔓延反应发生剂由铝粉、氧化钛和三氧化二硼组成，铝粉、氧化钛和三氧化二硼的摩尔比为Al:TiO2:B2O3＝ 10:3:3。将上述原料一起加入到混料机中混合均匀，加入粉料总质量8％的水，同时加入粉料质量0.5％的聚乙二醇作为坯体增强剂。混合均匀的粉料经压机成型后干燥烧结，烧成温度为1200℃，烧成时间为70分钟。烧成后样品可悬浮于水面，密度为0.90g/cm3，24h吸湿量Wa为215.3g/m2。
上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以质量百分比计，按下列配比配备原料：粘土10～30％，高岭土10～30％，抛光砖废渣20～50％，吸湿剂10～50％，自蔓延反应发生剂5～20％；
(2)将步骤(1)的原料加入到混料机混合均匀，混合过程中加入上述粉料质量8～12％的水、0.1～0.5％的坯体增强剂，混料时间为10～30min；
(3)将步骤(2)混合均匀的粉料通过压机设备干法成型；
(4)将步骤(3)所得砖坯干燥处理后，在1000～1200℃下烧制50～70min，得到陶瓷砖。
2.根据权利要求1所述的一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述自蔓延反应发生剂由铝粉、氧化钛和三氧化二硼组成，铝粉、氧化钛和三氧化二硼的摩尔比为Al:TiO2:B2O3＝10:3:3。
3.根据权利要求1所述的一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述抛光砖废渣包括抛光砖或抛釉砖在磨抛过程中形成的废渣。
4.根据权利要求1所述的一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述吸湿剂由沸石分子筛、硅藻土、海泡石和轻质混凝土中的一种或四种任意比例混合物组成。
5.根据权利要求1所述的一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，原料还包括发泡剂，发泡剂的质量百分比为5％。
6.根据权利要求5所述的一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述发泡剂由碳酸钙、石墨和聚苯乙烯中的一种或三种任意比例混合物组成。
7.根据权利要求1所述的一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所述坯体增强剂由羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛和聚乙二醇中的一种或四种任意比例混合物组成。
8.一种具有调湿功能的轻质陶瓷砖，其特征在于其由权利要求1-6中任一项所述制备方法制得。
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