CN106830879B - 一种高强度防滑砖的砖坯及其制备方法和所制备的防滑砖 - Google Patents

Abstract

一种高强度防滑砖的砖坯及其制备方法和所制备的防滑砖，所述高强度防滑砖的砖坯是由不同级配的坯体颗粒混合压制形成；按质量百分数计算，所述坯体颗粒包括：粒径﹥20目的颗粒10％～35％，粒径—20目～+40目的颗粒22％～40％；粒径—40目～+60目的颗粒25％～35％；粒径—60目～+80目的颗粒8％～15％；粒径80目以下的颗粒<10％；本发明实现了在砖坯的坯体颗粒级配中创造性的高效使用了粒径﹥20目的颗粒，有效克服了现有在砖坯中不适于使用大颗粒的技术偏见，大大提高了砖坯的破坏强度，降低吸水率，其防污性能更好；还进一步取得了更好的防滑性能，其干法静摩擦系数达到0.8以上，湿法达到0.9以上。

Description

一种高强度防滑砖的砖坯及其制备方法和所制备的防滑砖

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷技术领域，尤其涉及一种高强度防滑砖的砖坯及其制备方法和所制备的防滑砖。

背景技术

瓷砖以其光滑平整、金莹剔透而闻名于世，其优越的性能和装饰效果受到了越来越多的消费者的青睐，得到了广泛的应用。在现有的建筑陶瓷墙地砖领域中，技术人员普遍认为坯体颗粒级配中大颗粒存在会影响成品的破坏强度和吸水率，故而在瓷砖的颗粒级配中一直都是尽量减少降低或者不用大颗粒，因此在正常的瓷砖的坯体颗粒中大颗粒的重量百分比一般不超过0.5％，实际生产中都控制在0～0.2％左右。并且目前的瓷砖的防滑效果却受到了一定限制，尤其是抛光砖其干法静摩擦系数在0.2～0.4之间，湿法在0.3～0.5之间，防滑效果较低，若是表面再沾有水渍油渍人走在上面就更加容易滑倒，尤其是在厨房和卫生间比较容易产生油渍和水渍的地方，因此往往容易存在安全隐患，不利于运用到对于防滑性能要求较高场所，运用范围受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高强度并且具有防滑性能的防滑砖砖坯。

本发明的另一个目的在于提出一种制备步骤简单的防滑砖砖坯的制备方法，有效克服了不适于使用大颗粒的技术偏见，创造性的高效使用了粒径﹥20目的颗粒，大大提高了砖坯的强度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高强度防滑砖的砖坯，所述砖坯是由不同级配的坯体颗粒混合压制形成；按质量百分数计算，所述坯体颗粒包括：粒径﹥20目的颗粒10％～35％，粒径—20目～+40目的颗粒22％～40％；粒径—40目～+60目的颗粒25％～35％；粒径—60目～+80目的颗粒8％～15％；粒径80目以下的颗粒<10％。

进一步说明，所述粒径﹥20目的颗粒按质量百分数计算包括：粒径—10目～+12目的颗粒3～7％、粒径—12目～+14目的颗粒8～12％、粒径—14目～+16目的颗粒23～27％、粒径—16目～+18目的颗粒33～37％和粒径—18目～+20目的颗粒23～27％。

优选的，所述粒径﹥20目的颗粒按质量百分数计算包括：粒径—10目～+12目的颗粒5％、粒径—12目～+14目的颗粒10％、粒径—14目～+16目的颗粒25％、粒径—16目～+18目的颗粒35％和粒径—18目～+20目的颗粒25％。

进一步说明，所述粒径﹥20目的颗粒为实心的颗粒结构。

一种高强度防滑砖的砖坯的制备方法，包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行喷雾造粒或干法造粒，并根据相应的级配要求，过筛得到不同粒径的坯体颗粒；

(2)布料成型：使用获得的所述坯体颗粒进行布料，压制成型获得防滑砖砖坯。

进一步说明，步骤(1)中所述喷雾造粒采用孔径为0.2～0.4mm的喷片。

一种使用高强度防滑砖的砖坯制备而成的高强度防滑砖。

进一步说明，所述砖坯布施釉料后进行印花，最后经高温烧结制成高强度防滑砖，所述印花包括：一道或多道网版印花、一道或多道辊筒印花或喷墨印花中的任意一种。

本发明的有益效果：主要通过改变砖坯的坯体颗粒级配，即采用不同级配的坯体颗粒进行混合，实现了在砖坯的坯体颗粒级配中创造性的高效使用了粒径﹥20目的颗粒，其用量在10％～35％，有效克服了现有在砖坯中不适于使用大颗粒的技术偏见，所获得的砖坯并不会因大颗粒存在而影响成品的破坏强度和吸水率，反而可大大提高了砖坯的强度，其破坏强度可达到2000N以上、断裂模数可在55MPa以上和吸水率可保持于0.3％以下，并且也进一步提高其防污性能。另外，同时进一步改变砖坯中的坯体颗粒的堆积密度和形态进而经过压制形成粗糙不平的坯体表面，并在其表面施釉后烧成，使坯体颗粒由于堆积形态不一致而产生收缩不一致，可形成具有“苦瓜皮”形状般凹凸起伏的砖面效果，从而还进一步取得了预料不到的防滑技术效果，产生了新的防滑性能，其干法静摩擦系数达到0.8以上，湿法达到0.9以上，实现了更好的防滑作用。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种高强度防滑砖的砖坯，所述砖坯是由不同级配的坯体颗粒混合压制形成；按质量百分数计算，所述坯体颗粒包括：粒径﹥20目的颗粒10％～35％，粒径—20目～+40目的颗粒22％～40％；粒径—40目～+60目的颗粒25％～35％；粒径—60目～+80目的颗粒8％～15％；粒径80目以下的颗粒<10％。

本发明提出的一种高强度防滑砖的砖坯，主要通过改变砖坯的坯体颗粒级配，即采用不同级配的坯体颗粒进行混合，实现了在砖坯的坯体颗粒级配中创造性的高效使用了粒径﹥20目的颗粒(以下简称大颗粒)，其用量在10％～35％，有效克服了现有在砖坯中不适于使用大颗粒的技术偏见，所获得的砖坯并不会因大颗粒存在而影响成品的破坏强度和吸水率，反而可大大提高了砖坯的强度，其破坏强度可达到2000N以上、断裂模数可在55MPa以上和吸水率可保持于0.3％以下，并且也进一步提高其防污性能。另外，同时进一步改变砖坯中的坯体颗粒的堆积密度和形态进而经过压制形成粗糙不平的坯体表面，并在其表面施釉后烧成，使坯体颗粒由于堆积形态不一致而产生收缩不一致，可形成具有“苦瓜皮”形状般凹凸起伏的砖面效果，从而还进一步取得了预料不到的防滑技术效果，产生了新的防滑性能，其干法静摩擦系数达到0.8以上，湿法达到0.9以上，实现了更好的防滑作用。

对于本领域技术人员来说，常在目数的阿拉伯数字前加入“—(负号)”来表示颗粒能够通过所选用的筛、“+(正号)”表示颗粒不能通过所选用的筛，如“—60目”则表示能够通过60目筛的颗粒，以微米为单位进行表示是指粒径小于250微米的颗粒；“+80目”则表示不能通过80目筛的颗粒，以微米为单位进行表示是指粒径大于180微米的颗粒。

进一步说明，所述粒径﹥20目的颗粒按质量百分数计算包括：粒径—10目～+12目的颗粒3～7％、粒径—12目～+14目的颗粒8～12％、粒径—14目～+16目的颗粒23～27％、粒径—16目～+18目的颗粒33～37％和粒径—18目～+20目的颗粒23～27％。由于在大颗粒使用量较大后，则坯体颗粒会因为堆积的不够紧密而造成空隙大，烧成后气孔率增大，成品强度降低的问题，因此本发明还通过进一步设定所述大颗粒的颗粒粒径范围在—10目～+20目之间，进一步规范大颗粒之间的颗粒级配，不仅规定了大颗粒的最大用量，而且使大颗粒自身也具有一定的级配，从而有效增强堆积密度；并且在大颗粒自身的级配后的空隙再通过正常小颗粒的填充进一步堆积紧密，在压制成型的过程中增加压制力，使坯体颗粒之间堆积进一步紧密，从而大大提高强度。

优选的，所述粒径﹥20目的颗粒按质量百分数计算包括：粒径—10目～+12目的颗粒5％、粒径—12目～+14目的颗粒10％、粒径—14目～+16目的颗粒25％、粒径—16目～+18目的颗粒35％和粒径—18目～+20目的颗粒25％。

进一步说明，所述粒径﹥20目的颗粒为实心的颗粒结构。在造粒工序的过程中，通常由喷雾造粒方式获得的颗粒仅少数为实心颗粒，大部分均为空心颗粒，由干法造粒方式来获得实心颗粒；而选用实心的颗粒结构的粒径﹥20目的颗粒，使在压制形成的砖坯的严密度更好，可更进一步提高所述砖坯的强度。

一种高强度防滑砖的砖坯的制备方法，包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行喷雾造粒或干法造粒，并根据相应的级配要求，过筛得到不同粒径的坯体颗粒；

(2)布料成型：使用获得的所述坯体颗粒进行布料，压制成型获得防滑砖砖坯。本发明首先通过喷雾造粒或干法造粒获得的不同粒径的坯体颗粒，再根据预设的坯体颗粒级配，严格进行混合布料，最后经过压制即可获得砖坯，其制备步骤操作简单，获得的防滑砖坯不仅强度、抗污等性能提高，而且还可通过控制砖坯中坯体颗粒的堆积密度和形态来优化砖坯的防滑性能，进一步提高了砖坯的摩擦系数，实现了高强度的防滑砖坯。

进一步说明，步骤(1)中所述喷雾造粒采用孔径为0.2～0.4mm的喷片。通过选用其喷片孔径为0.3mm的喷片，从而可在喷雾造粒过程中，更利于控制喷出的颗粒相互碰撞粘附在一起，形成不同粒径的坯体颗粒，通过8目筛进行初筛，然后套选筛分的方式获取相应粒径的颗粒粉料，从而确保了针对于不同粒径的坯体的颗粒的高效制备。

一种使用高强度防滑砖的砖坯制备而成的高强度防滑砖。将所述砖坯的粗糙表面进行布施釉料后，并经过高温烧制，有效使其表面形成了均匀不一的收缩程度，其中，釉层的厚度大小则根据砖面的凹凸起伏程度来进一步控制，从而确保达到更高防滑效果。

进一步说明，所述砖坯布施釉料后进行印花，最后经高温烧结制成高强度防滑砖，所述印花包括：一道或多道网版印花、一道或多道辊筒印花或喷墨印花中的任意一种。所述防滑砖通过所述网版印花、辊筒印花或喷墨印花的方法，使所述防滑砖的砖面可呈现出更加丰富的图案，与凹凸起伏的砖面效果交相辉映，从而可进一步增加所述防滑砖的装饰性。

一、关于不同级配的坯体颗粒制备的防滑砖试验对比：

实施例1-一种陶瓷砖的制备方法，包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行喷雾造粒，进行过筛得到不同的相应粒径大小的坯体颗粒，其中坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为43.9％粒径—20目～+40目的颗粒、38.9％粒径—40目～+60目的颗粒、13.9％粒径—60目～+80目的颗粒和3.3％粒径80目以下的颗粒；

(2)布料成型：使用步骤(1)中所述坯体颗粒进行混合布料，压制成型获得防滑砖砖坯；

(3)在所述防滑砖坯的表面进行布施釉料，经过高温烧制后获得陶瓷砖1。

对比实施例1-一种高强度防滑砖的制备方法，包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行喷雾造粒，其中所述喷雾造粒采用孔径为0.2mm的喷片，进行过筛得到不同的相应粒径大小的坯体颗粒，其中坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为10％粒径20目以上的颗粒、38.2％粒径—20目～+40目的颗粒、35.6％粒径—40目～+60目的颗粒、11.0％粒径—60目～+80目的颗粒和5.2％粒径80目以下的颗粒；

(2)布料成型：使用步骤(1)中所述坯体颗粒进行混合布料，压制成型获得防滑砖砖坯；

(3)在所述防滑砖坯的表面进行布施釉料，并经过高温烧制后获得高强度防滑砖2。

对比实施例2-一种高强度防滑砖的制备方法，包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行喷雾造粒，其中所述喷雾造粒采用孔径为0.4mm的喷片，进行过筛得到不同的相应粒径大小的坯体颗粒，其中坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为35％粒径20目以上的颗粒、22.2％粒径—20目～+40目的颗粒、25.4％粒径—40目～+60目的颗粒、8.2％粒径—60目～+80目的颗粒和9.2％粒径80目以下的颗粒；

另外所述粒径20目以上的颗粒按质量百分数计算，分别包括有5％粒径—10目～+12目的颗粒、10％粒径—12目～+14目的颗粒、25％粒径—14目～+16目的颗粒、35％粒径—16目～+18目的颗粒和25％粒径—18目～+20目的颗粒；

(2)布料成型：使用步骤(1)中所述坯体颗粒进行混合布料，压制成型获得防滑砖砖坯；

(3)在所述防滑砖坯的表面进行布施釉料，并经过高温烧制后获得高强度防滑砖3。

对比实施例3-一种高强度防滑砖的制备方法，其中除了造粒过筛得到的坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为4.6％粒径20目以上的颗粒、27.6％粒径—20目～+40目的颗粒、36.8％粒径—40目～+60目的颗粒、20.4％粒径—60目～+80目的颗粒和10.6％粒径80目以下的颗粒；其余均与对比实施例2步骤相同，获得高强度防滑砖4。

对比实施例4-一种高强度防滑砖的制备方法，其中除了造粒过筛得到的坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为44.6％粒径20目以上的颗粒、10.9％粒径—20目～+40目的颗粒、20.1％粒径—40目～+60目的颗粒、15.2％粒径—60目～+80目的颗粒和9.2％粒径80目以下的颗粒；其余均与对比实施例2步骤相同，获得高强度防滑砖5。

对比实施例5-一种高强度防滑砖的制备方法，其中除了造粒过筛得到的坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为10％粒径20目以上的颗粒、32.7％粒径—20目～+40目的颗粒、32.5％粒径—40目～+60目的颗粒、14.2％粒径—60目～+80目的颗粒和10.6％粒径80目以下的颗粒；其余均与对比实施例1步骤相同，获得高强度防滑砖6。

对上述实施例1和对比实施例1～4中分别所获得防滑砖进行性能测试，其中进行比较各自之间的吸水率、破坏强度、断裂模数和摩擦系数等性能，结果如下表1所示；

其中，防滑性能测试的方法则采用摩擦系数的测定方法：

(1)摩擦系数的测定：使物体克服摩擦力作用产生滑动或有滑动趋势时作用于物体上的切向力和垂直方向上力的比值，具体参照GB/T4100－2015附录M。

(2)摩擦系数测定仪器：本次试验使用的是宁夏机械研究院生产的型号为CJ－Y型静摩擦系数测定仪。

防污性能的测试方法：

(1)通过红蓝墨水测试，有无痕迹；(2)通过红蓝黑油性笔测试，有无痕迹；(3)胶锤印，有无痕迹；(4)干湿水泥，有无痕迹；(5)干湿填缝剂，有无痕迹。

表1：由不同坯体颗粒级配获得的防滑砖的性能比较

由表1可以看出，其中将实施例1、对比实施例1和对比实施例2进行对比，可以看出对应分别获得防滑砖2和防滑砖3的破坏强度和断裂模数的性能明显提高，耐污性能更好；其中破坏强度可达到2000N以上、断裂模数可在55MPa以上；而吸水率则可保持于0.3％以下；并且两者的摩擦系数也明显高于所述陶瓷砖1，其干法静摩擦系数达到0.8以上，湿法达到0.9以上；而将对比实施例1～4中获得的防滑砖2～5进行比较，防滑砖4和防滑砖5的破坏强度和断裂模数明显降低，并且防滑砖4的防污性能且摩擦系数低。

因此，从而可得出规范坯体颗粒中的大颗粒和小颗粒的级配，通过科学控制大颗粒的占比为10％～35％，不仅改善了吸水率、强度等性能，而且还可以更好地提高其防滑系数，获得新的防滑性能。另外，将对比实施例1和对比实施例2进行对比，则可以看出由对比实施例2获得的防滑砖3的摩擦系数和破坏强度更高，从而可说明将大颗粒自身进一步设置一定的级配，可进一步有效增强堆积密度，在压制成型的过程中增加压制力，使堆积进一步紧密，提高防滑砖的强度，防滑性更好。

表2：不同大颗粒级配获得的防滑砖的性能比较

其中，所述防滑砖7和防滑砖8的制备方法除了坯体颗粒的级配不同；其余均与对比实施例5步骤相同。由表1中防滑砖6和表2中防滑砖7及防滑砖8进行比较可以看出，由8目以上的颗粒作为大颗粒与其他颗粒进行级配，最后制备得的防滑砖7和防滑砖8的吸水率、破坏强度、断裂模数和摩擦系数均达不到防滑砖6的效果，并且其表面出现了轻微的釉裂情况，随着8目以上的颗粒的大颗粒的配比越大，其越容易出现釉裂的情况。

实施例2-一种具有印花装饰效果的防滑砖的制备方法，包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行干法造粒，进行过筛得到不同的相应粒径大小的坯体颗粒，其中坯体颗粒的级配，按质量百分数计算，分别为25％粒径20目以上的颗粒、30％粒径—20目～+40目的颗粒、30％粒径—40目～+60目的颗粒、10％粒径—60目～+80目的颗粒和5％粒径80目以下的颗粒；

另外所述粒径大于20的目颗粒按质量百分数计算，分别包括有3％粒径—10目～+12目的颗粒、12％粒径—12目～+14目的颗粒、23％粒径—14目～+16目的颗粒、37％粒径—16目～+18目的颗粒和25％粒径—18目～+20目的颗粒；

(2)布料成型：使用步骤(1)中所述坯体颗粒进行混合布料，压制成型获得防滑砖砖坯：

(3)将步骤(2)中获得的防滑砖坯的表面进行布施釉料后，并进行喷墨印花，最后经过高温烧制后获得高强度防滑砖9。

经过防滑砖9进行性能测试，其中其吸水率为0.24％，破坏强度为2075N，断裂模数为57MPa，干法静摩擦系数为0.94，湿法静摩擦系数为1.06，并且其整体砖面的美观度更高。

二、关于不同陶瓷砖的表面特征及防滑性能比对：

本发明共选取了现有的陶瓷砖的4类样品与由本发明所提出的制备方法制得的防滑砖进行的表面特征及防滑性能比对，其中陶瓷砖的4类样品分别为：抛光砖、全抛釉、微晶石、陶瓷砖1；各样品的表面特征及防滑性能见下表3：

表3：不同瓷砖样品的表面特征及防滑性能比较

由表3可知，选取的抛光砖、全抛釉砖、微晶石瓷砖和陶瓷砖1的4类样品的表面均为平整光滑的特点，其干法静摩擦系数和湿法静摩擦系数较低，而由本发明制备得的防滑砖2、防滑砖3和防滑砖9的表面具有凹凸不平的特点，其干法静摩擦系数和湿法静摩擦系数明显增大，从而可以看出其防滑性能明显提高，更有利于运用于防滑性要求高的卫生间和厨房等场所。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高强度防滑砖的砖坯，其特征在于：所述砖坯是由不同级配的坯体颗粒混合压制形成；按质量百分数计算，所述坯体颗粒包括：粒径﹥20目的颗粒10％～35％；粒径—20目～+40目的颗粒22％～40％；粒径—40目～+60目的颗粒25％～35％；粒径—60目～+80目的颗粒8％～15％；粒径80目以下的颗粒<10％；

其中，所述粒径﹥20目的颗粒按质量百分数计算包括：粒径—10目～+12目的颗粒3～7％、粒径—12目～+14目的颗粒8～12％、粒径—14目～+16目的颗粒23～27％、粒径—16目～+18目的颗粒33～37％、粒径—18目～+20目的颗粒23～27％。

2.根据权利要求1所述的一种高强度防滑砖的砖坯，其特征在于：所述粒径﹥20目的颗粒按质量百分数计算包括：粒径—10目～+12目的颗粒5％、粒径—12目～+14目的颗粒10％、粒径—14目～+16目的颗粒25％、粒径—16目～+18目的颗粒35％和粒径—18目～+20目的颗粒25％。

3.根据权利要求1所述的一种高强度防滑砖的砖坯，其特征在于：所述粒径﹥20目的颗粒为实心的颗粒结构。

4.一种如权利要求1～3之一所述的高强度防滑砖的砖坯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行喷雾造粒，并根据相应的级配要求，过筛得到不同粒径的坯体颗粒；

(2)布料成型：使用获得的所述坯体颗粒进行布料，压制成型获得防滑砖砖坯。

5.根据权利要求4所述的一种高强度防滑砖的砖坯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述喷雾造粒采用孔径为0.2～0.4mm的喷片。

6.一种如权利要求1～3之一所述的高强度防滑砖的砖坯的制备方法，其特征在于：

(1)造粒：将公知的陶瓷坯体原料球磨成浆，再进行干法造粒，并根据相应的级配要求，过筛得到不同粒径的坯体颗粒；

(2)布料成型：使用获得的所述坯体颗粒进行布料，压制成型获得防滑砖砖坯。

7.一种使用如权利要求1～3之一所述的高强度防滑砖的砖坯制备而成的高强度防滑砖。

8.根据权利要求7所述的一种高强度防滑砖的制备方法，其特征在于：所述砖坯布施釉料后进行印花，最后经高温烧结制成高强度防滑砖，所述印花包括：一道或多道网版印花、一道或多道辊筒印花或喷墨印花中的任意一种。