CN107352987A - 一种耐污型陶瓷薄板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐污型陶瓷薄板的制备方法，属于建筑装饰材料制备技术领域。本发明首先将氧化铝、二氧化硅等球磨过筛后与聚乙烯醇溶液、碳酸钠混磨过筛，随后经浇注固化后保温煅烧制得陶瓷薄板基体，再以萤石矿粉末与硅酸钠溶液为原料制备陶瓷包覆分散液，将包覆分散液喷涂于陶瓷薄板基体表面后静置固化处理，再经管式气氛炉保温烧结后冷却，即可得耐污型陶瓷薄板，本发明制备工艺成品率较高，制得的陶瓷薄板具有强度大、韧性好、吸水率高、耐污能力强的特点，有效延长了陶瓷薄板的使用寿命，具有较好的应用前景。

Description

一种耐污型陶瓷薄板的制备方法
技术领域
本发明公开了一种耐污型陶瓷薄板的制备方法，属于建筑装饰材料制备技术领域。
背景技术
在现代建筑装修行业中，随着住宅产业化和人民生活水平的提高，高品质、多功能的绿色建材产品的市场占有率将逐渐扩大，产品发展趋向多元化、个性化、时尚化、环保健康化。为适应当今社会人们的要求，各种新型装修材料应运而生，各种产品从早期华丽装饰效果到今天越来越趋于自然、高雅、具个性元素。
陶瓷制品具有品种繁多、花色丰富、装饰效果好、易保养的特点，且产品花色自然逼真，因此深受消费者青睐。其中，大规格瓷板砖因具有砖体厚度薄、平放变形小、经济、美观、能很好的贴附在抛光线操作平台上的特性，而被广泛应用于墙、柱面上，同时在现在的建筑装饰材料技术领域的应用也越来越广，越来越受到消费者的青睐。
陶瓷薄板是由高岭土黏土和其它无机非金属材料，经成形、1200℃高温煅烧等生产工艺制成板状的陶瓷制品。目前在市场上陶瓷薄板韧性和强度较差，易破碎，导致其成品率低，且现有陶瓷薄板的吸水率高、耐污性能较差，导致其使用受限。因此，如何克服现有技术不足，开发一种成品率高、吸水率低、耐污性能好且机械性能较好的陶瓷薄板材料。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对传统的陶瓷薄板韧性和强度较差，易破碎，导致其成品率低，且陶瓷薄板的耐污性能较差，导致其使用受限的问题，提供了一种耐污型陶瓷薄板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取10～15g氧化钙、45～50g氧化铝、121～125g二氧化硅、30～35g氧化铁、2.5～3.0g氧化钛、10～15g氧化钠和8～12g氧化钾混合球磨过200目筛，得过筛后混合粉末；
（2）按重量份数计，称量45～50份过筛后混合粉末，25～30份质量分数5%聚乙烯醇溶液和2～3份碳酸钠搅拌混合，球磨后过250目筛，得球磨过筛浆料，经干燥得陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇注至模具中，静置固化得预干坯料，经煅烧、冷却，制备得陶瓷薄板基体；
（3）称取45～50g200目萤石矿粉末与250～300g质量分数10%硅酸钠溶液混合，加热并调节pH为3.5～4.0，随后静置陈化，滴加质量分数15%氨水调节pH至8.0，静置陈化并过滤得滤液，按重量份数计，分别取45～50份滤液、10～15份硫酸钠、5～8份硫酸铝、5～6份聚乙烯醇和10～15份质量分数20%乙酸溶液搅拌混合并超声分散得包覆分散液；
（4）将包覆分散液用喷覆至陶瓷薄板基体表面，静置固化得干燥包覆陶瓷薄板将干燥包覆陶瓷薄板置管式气氛炉中，通氮气排除空气后，烧结后静置冷却至室温，即可制备得一种耐污型陶瓷薄板。
步骤（1）所述的陶瓷浆料浓度为55～65波美度。
步骤（2）所述的煅烧温度为1750～1800℃
步骤（4）所述的包覆分散液喷覆量为95～100g/m2。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过将萤石矿粉与硅酸钠溶液为原料，制备含纳米冰晶石的陶瓷包覆液，并将陶瓷包覆液包覆至陶瓷薄板表面，由于纳米冰晶石分散在包覆液中，使纳米冰晶石对陶瓷薄板进行包覆并对其表面进行刻蚀，形成稳定的氟铝酸根离子，降低材料表面能，使其有效防止污渍和灰尘的沉积和负载，具有优异的耐污性能；
（2）本发明采用的陶瓷包覆液中含有大量的氟铝酸根离子，与陶瓷薄板中氧化钠结合，形成稳定的氟铝酸钠转化膜，有效提高材料耐污性能，改善材料基体强度，有效地降低了陶瓷薄板材料的吸水率，同时提高了陶瓷薄板材料抗冲击性能，使其使用寿命得以延长，可广泛应用于建筑装饰材料技术领域。
具体实施方式
首先称取10～15g氧化钙、45～50g氧化铝、121～125g二氧化硅、30～35g氧化铁、2.5～3.0g氧化钛、10～15g氧化钠和8～12g氧化钾混合并置于球磨罐中，在250～300r/min下球磨3～5h后，过200目筛，得过筛后混合粉末，按重量份数计，分别称量45～50份过筛后混合粉末，25～30份质量分数5%聚乙烯醇溶液和2～3份碳酸钠置于烧杯中，搅拌混合得混合浆料，将混合浆料置于球磨罐中，球磨2～3h后过250目筛，得球磨过筛浆料并于35～45℃下干燥至浆料浓度为55～65波美度，得陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇注至厚度为6.0mm的模具中，在室温下静置固化20～24h后，得预干坯料并置于250～300℃隧道窑中，按25℃/min升温速率升温至1750～1800℃，保温煅烧1～2h后，静置冷却至室温，制备得陶瓷薄板基体，再称取45～50g200目萤石矿粉末与250～300g质量分数10%硅酸钠溶液置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于135～140℃下油浴加热25～30min，待油浴加热完成后，向三口烧瓶中滴加质量分数20%盐酸至三口烧瓶中物料pH为3.5～4.0，控制盐酸滴加速率为1～2mL/min，待滴加完成后，静置陈化3～5h，再对三口烧瓶中滴加质量分数15%氨水，调节三口烧瓶中物料pH至8.0，待pH调节完成后，静置陈化1～2h，过滤得滤液，按重量份数计，分别取45～50份滤液、10～15份硫酸钠、5～8份硫酸铝、5～6份聚乙烯醇和10～15份质量分数20%乙酸溶液置于烧杯中，搅拌混合并静置6～8h，随后在200～300W下超声分散10～15min，制备得包覆分散液，再将包覆分散液用喷枪在5～10MPa压力下喷覆至陶瓷薄板基体表面，控制喷覆量为95～100g/m2，待喷覆完成后，静置固化3～5h后，制备得干燥包覆陶瓷薄板，最后将干燥包覆陶瓷薄板置于120～130℃管式气氛炉中，通氮气排除空气后，按1℃/min速率升温至150～160℃，保温烧结2～3h后，静置冷却至室温，即可制备得一种耐污型陶瓷薄板。
实例1
首先称取10g氧化钙、45g氧化铝、121g二氧化硅、30g氧化铁、2.5g氧化钛、10g氧化钠和8g氧化钾混合并置于球磨罐中，在250r/min下球磨3h后，过200目筛，得过筛后混合粉末，按重量份数计，分别称量45份过筛后混合粉末，25份质量分数5%聚乙烯醇溶液和2份碳酸钠置于烧杯中，搅拌混合得混合浆料，将混合浆料置于球磨罐中，球磨2h后过250目筛，得球磨过筛浆料并于35℃下干燥至浆料浓度为55波美度，得陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇注至厚度为6.0mm的模具中，在室温下静置固化20h后，得预干坯料并置于250℃隧道窑中，按25℃/min升温速率升温至1750℃，保温煅烧1h后，静置冷却至室温，制备得陶瓷薄板基体，再称取45g200目萤石矿粉末与250g质量分数10%硅酸钠溶液置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于135℃下油浴加热25min，待油浴加热完成后，向三口烧瓶中滴加质量分数20%盐酸至三口烧瓶中物料pH为3.5，控制盐酸滴加速率为1mL/min，待滴加完成后，静置陈化3h，再对三口烧瓶中滴加质量分数15%氨水，调节三口烧瓶中物料pH至8.0，待pH调节完成后，静置陈化1h，过滤得滤液，按重量份数计，分别取45份滤液、10份硫酸钠、5份硫酸铝、5份聚乙烯醇和10份质量分数20%乙酸溶液置于烧杯中，搅拌混合并静置6h，随后在200W下超声分散10min，制备得包覆分散液，再将包覆分散液用喷枪在5MPa压力下喷覆至陶瓷薄板基体表面，控制喷覆量为95g/m2，待喷覆完成后，静置固化3h后，制备得干燥包覆陶瓷薄板，最后将干燥包覆陶瓷薄板置于120℃管式气氛炉中，通氮气排除空气后，按1℃/min速率升温至150℃，保温烧结2h后，静置冷却至室温，即可制备得一种耐污型陶瓷薄板。
实例2
首先称取13g氧化钙、48g氧化铝、122g二氧化硅、33g氧化铁、2.8g氧化钛、13g氧化钠和10g氧化钾混合并置于球磨罐中，在275r/min下球磨4h后，过200目筛，得过筛后混合粉末，按重量份数计，分别称量48份过筛后混合粉末，28份质量分数5%聚乙烯醇溶液和2份碳酸钠置于烧杯中，搅拌混合得混合浆料，将混合浆料置于球磨罐中，球磨2h后过250目筛，得球磨过筛浆料并于40℃下干燥至浆料浓度为60波美度，得陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇注至厚度为6.0mm的模具中，在室温下静置固化22h后，得预干坯料并置于275℃隧道窑中，按25℃/min升温速率升温至1775℃，保温煅烧1h后，静置冷却至室温，制备得陶瓷薄板基体，再称取48g200目萤石矿粉末与275g质量分数10%硅酸钠溶液置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于138℃下油浴加热28min，待油浴加热完成后，向三口烧瓶中滴加质量分数20%盐酸至三口烧瓶中物料pH为3.8，控制盐酸滴加速率为1mL/min，待滴加完成后，静置陈化4h，再对三口烧瓶中滴加质量分数15%氨水，调节三口烧瓶中物料pH至8.0，待pH调节完成后，静置陈化1h，过滤得滤液，按重量份数计，分别取48份滤液、13份硫酸钠、7份硫酸铝、5份聚乙烯醇和13质量分数20%乙酸溶液置于烧杯中，搅拌混合并静置7h，随后在25W下超声分散13min，制备得包覆分散液，再将包覆分散液用喷枪在8Pa压力下喷覆至陶瓷薄板基体表面，控制喷覆量为98g/m2，待喷覆完成后，静置固化4后，制备得干燥包覆陶瓷薄板，最后将干燥包覆陶瓷薄板置于125℃管式气氛炉中，通氮气排除空气后，按1℃/min速率升温至155℃，保温烧结2h后，静置冷却至室温，即可制备得一种耐污型陶瓷薄板。
实例3
首先称取15g氧化钙、50g氧化铝、125g二氧化硅、35g氧化铁、3.0g氧化钛、15g氧化钠和12g氧化钾混合并置于球磨罐中，在300r/min下球磨5h后，过200目筛，得过筛后混合粉末，按重量份数计，分别称量50份过筛后混合粉末，30份质量分数5%聚乙烯醇溶液和3份碳酸钠置于烧杯中，搅拌混合得混合浆料，将混合浆料置于球磨罐中，球磨3h后过250目筛，得球磨过筛浆料并于45℃下干燥至浆料浓度为65波美度，得陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇注至厚度为6.0mm的模具中，在室温下静置固化24h后，得预干坯料并置于300℃隧道窑中，按25℃/min升温速率升温至1800℃，保温煅烧2h后，静置冷却至室温，制备得陶瓷薄板基体，再称取50g200目萤石矿粉末与300g质量分数10%硅酸钠溶液置于三口烧瓶中，搅拌混合并置于140℃下油浴加热30min，待油浴加热完成后，向三口烧瓶中滴加质量分数20%盐酸至三口烧瓶中物料pH为4.0，控制盐酸滴加速率为2mL/min，待滴加完成后，静置陈化5h，再对三口烧瓶中滴加质量分数15%氨水，调节三口烧瓶中物料pH至8.0，待pH调节完成后，静置陈化2h，过滤得滤液，按重量份数计，分别取50份滤液、15份硫酸钠、8份硫酸铝、6份聚乙烯醇和15份质量分数20%乙酸溶液置于烧杯中，搅拌混合并静置8h，随后在300W下超声分散15min，制备得包覆分散液，再将包覆分散液用喷枪在10MPa压力下喷覆至陶瓷薄板基体表面，控制喷覆量为100g/m2，待喷覆完成后，静置固化5h后，制备得干燥包覆陶瓷薄板，最后将干燥包覆陶瓷薄板置于130℃管式气氛炉中，通氮气排除空气后，按1℃/min速率升温至160℃，保温烧结3h后，静置冷却至室温，即可制备得一种耐污型陶瓷薄板。
将实例1～3制得的耐污型陶瓷薄板和广东蒙娜丽莎陶瓷薄板（对比例）进行性能检测，其检测结果如下表1：
表1
陶瓷薄板性能测试参照标准：
1 规格尺寸 GB/T3810.2-2006
2 密度、吸水率测定 GB/T3810.3-2006
3 破坏强度、断裂模数测定 GB/T3810.4-2006
4 耐污染性测定 GB/T3810.14-2006
综上所述，本发明制得的耐污型陶瓷薄板具有较好的韧性及机械性能，同时陶瓷薄板成品率高、耐污性能较好，有效延长了陶瓷薄板的使用寿命，具有广阔的应用前景。

Claims (4)

1.一种耐污型陶瓷薄板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取10～15g氧化钙、45～50g氧化铝、121～125g二氧化硅、30～35g氧化铁、2.5～3.0g氧化钛、10～15g氧化钠和8～12g氧化钾混合球磨过200目筛，得过筛后混合粉末；
（2）按重量份数计，称量45～50份过筛后混合粉末，25～30份质量分数5%聚乙烯醇溶液和2～3份碳酸钠搅拌混合，球磨后过250目筛，得球磨过筛浆料，经干燥得陶瓷浆料，将陶瓷浆料浇注至模具中，静置固化得预干坯料，经煅烧、冷却，制备得陶瓷薄板基体；
（3）称取45～50g200目萤石矿粉末与250～300g质量分数10%硅酸钠溶液混合，加热并调节pH为3.5～4.0，随后静置陈化，滴加质量分数15%氨水调节pH至8.0，静置陈化并过滤得滤液，按重量份数计，分别取45～50份滤液、10～15份硫酸钠、5～8份硫酸铝、5～6份聚乙烯醇和10～15份质量分数20%乙酸溶液搅拌混合并超声分散得包覆分散液；
（4）将包覆分散液用喷覆至陶瓷薄板基体表面，静置固化得干燥包覆陶瓷薄板将干燥包覆陶瓷薄板置管式气氛炉中，通氮气排除空气后，烧结后静置冷却至室温，即可制备得一种耐污型陶瓷薄板。
2.根据权利要求1所述的一种耐污型陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的陶瓷浆料浓度为55～65波美度。
3.根据权利要求1所述的一种耐污型陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的煅烧温度为1750～1800℃。
4.根据权利要求1所述的一种耐污型陶瓷薄板的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的包覆分散液喷覆量为95～100g/m2。
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