CN109437845B - 一种防滑耐磨陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：钛酸镁钾1‑15份，铝纤维6‑12份，高岭土20‑30份，硅藻土5‑30份，硅粉3‑10份，氧化镁0.2‑1.2份，氧化钙0.2‑1.2份，氧化锶0.1‑0.9份，羧甲基纤维素钠0.5‑2份。本发明制备的防滑耐磨陶瓷摩擦系数高，长时间使用，依然能保持高的耐磨系数，具有很好的防滑功能，十分安全；本发明所述制备工艺简单，且制备所述防滑耐磨陶瓷所述时间短，制备过程最高温度为1100℃，能耗低。

Description

一种防滑耐磨陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷领域，特别涉及一种防滑耐磨陶瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷砖作为一种常用于家庭地面及公共场所地面的装修材料，往往因为陶瓷砖表面摩擦系数不够，导致地面光滑意外事故时常发生。因此，陶瓷砖或陶瓷的表面防滑性能已经作为一些国家的标准引入陶瓷砖或陶瓷领域。现有技术中通常通过在陶瓷砖表面喷涂一些防滑材料，但往往因为使用时间长防滑材料逐渐脱落而逐渐失去防滑效果。也有通过将陶瓷表面做成凹坑状来提高摩擦系数起到防滑效果，但是使用时间一长，特别是被重物反复摩擦，凸出部分逐渐磨损，使得陶瓷由于耐磨性不够，而逐渐失去防滑的效果。因此，提供一种十分耐磨且表面摩擦系数高，防滑效果好的陶瓷十分有必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种防滑耐磨陶瓷及其制备方法。根据本发明所述技术方案制得的陶瓷的表面摩擦系数高，且十分耐磨，长时间使用，防滑效果依然很好。
一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000011
优选的，一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000012
Figure BDA0001919958300000021
进一步优选的，一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000022
优选的，所述防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，还包括滑石粉1-5份，纳米二氧化钛0.5-1份，所述纳米二氧化钛粒径为60-80nm。
所述铝纤维直径为20-30μm(优选23-26μm)。
所述硅粉为100-200目(优选130-160目，特别优选150目)。
所述高岭土和硅藻土的目数均为80-150目。
一种防滑耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将钛酸镁钾、铝纤维、高岭土、硅藻土、硅粉加入球磨机中球磨20-30分钟，得到混合物A；
(2)将氧化镁、氧化钙、氧化锶、羧甲基纤维素钠和30-100份的水进行混合，得到混合物B，然后将混合物B加入到混合物A中，搅拌混合30-50分钟，得到混合物C；
(3)将步骤(2)中的混合物C置于温度为70-90℃下干燥1-2小时，然后在压力为50-60MPa的成型机中保持1-2小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述防滑耐磨陶瓷。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以10-15℃的升温速度从常温升温至500-600℃，保温2-4小时，然后以50-100℃的升温速度升温至1000-1100℃，烧制4-5小时，然后以30-80℃的速度降温至300-400℃，然后再以10-20℃的速度降至常温，制得所述防滑耐磨陶瓷。
所述步骤(1)中球磨机的球磨速度为500-550转/分钟。
相对于本领域现有技术而言，本发明中加入了钛酸镁钾和铝纤维，对提高陶瓷的耐磨性也很大的帮助，使得陶瓷在使用过程中即使时间长，陶瓷表面的摩擦系数也能保持高的水平。进一步的，钛酸镁钾和铝纤维与本发明所述其他组分的配合使用也使得陶瓷在制备过程中无需升温至1300℃，甚至更高的温度，利于节能减排。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明制备的防滑耐磨陶瓷摩擦系数高，长时间使用，依然能保持高的耐磨系数，具有很好的防滑功能，十分安全；
(2)本发明所述制备工艺简单，且制备所述防滑耐磨陶瓷所述时间短，制备过程最高温度为1100℃，能耗低。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚、明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例以作说明。但以下实施例不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000031
所述铝纤维直径为20μm；所述硅粉为100目；所述高岭土和硅藻土的目数均为150目。
一种防滑耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将钛酸镁钾、铝纤维、高岭土、硅藻土、硅粉、滑石粉加入球磨机中球磨30分钟，得到混合物A；
(2)将氧化镁、氧化钙、氧化锶、羧甲基纤维素钠、纳米二氧化钛和60份的水进行混合，得到混合物B，然后将混合物B加入到混合物A中，搅拌混合50分钟，得到混合物C；
(3)将步骤(2)中的混合物C置于温度为90℃下干燥2小时，然后在压力为60MPa的成型机中保持1小时成型，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述防滑耐磨陶瓷。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以15℃的升温速度从常温升温至500-600℃，保温2小时，然后以50℃的升温速度升温至1000℃，烧制4小时，然后以30℃的速度降温至300-400℃，然后再以20℃的速度降至常温，制得所述防滑耐磨陶瓷。
所述步骤(1)中球磨机的球磨速度为500转/分钟。
实施例2
一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000041
所述铝纤维直径为23μm。
所述硅粉为150目。
所述高岭土和硅藻土的目数均为90目。
一种防滑耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将钛酸镁钾、铝纤维、高岭土、硅藻土、硅粉加入球磨机中球磨30分钟，得到混合物A；
(2)将氧化镁、氧化钙、氧化锶、羧甲基纤维素钠和70份的水进行混合，得到混合物B，然后将混合物B加入到混合物A中，搅拌混合50分钟，得到混合物C；
(3)将步骤(2)中的混合物C置于温度为70℃下干燥2小时，然后在60MPa的成型机中保持1小时成型，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述防滑耐磨陶瓷。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以15℃的升温速度从常温升温至600℃，保温2小时，然后以100℃的升温速度升温至1000℃，烧制4小时，然后以80℃的速度降温至400℃，然后再以20℃的速度降至常温，制得所述防滑耐磨陶瓷。
所述步骤(1)中球磨机的球磨速度为500转/分钟。
实施例3
一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000051
所述一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，还包括滑石粉2份，还包括纳米二氧化钛0.8份。
所述铝纤维直径为25μm。
所述硅粉为150目。
所述高岭土和硅藻土的目数均为100目。
一种防滑耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将钛酸镁钾、铝纤维、高岭土、硅藻土、硅粉和滑石粉加入球磨机中球磨30分钟，得到混合物A；
(2)将氧化镁、氧化钙、氧化锶、羧甲基纤维素钠、纳米二氧化钛和80份的水进行混合，得到混合物B，然后将混合物B加入到混合物A中，搅拌混合40分钟，得到混合物C；
(3)将步骤(2)中的混合物C置于温度为80℃下干燥2小时，然后在压力为60MPa的成型机中保持1.5小时成型，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述防滑耐磨陶瓷。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以12℃的升温速度从常温升温至550℃，保温3小时，然后以80℃的升温速度升温至1100℃，烧制5小时，然后以80℃的速度降温至400℃，然后再以15℃的速度降至常温，制得所述防滑耐磨陶瓷。
所述步骤(1)中球磨机的球磨速度为550转/分钟。
实施例4
一种防滑耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
Figure BDA0001919958300000061
所述铝纤维直径为30μm。
所述硅粉为180目。
所述高岭土和硅藻土的目数均为100目。
一种防滑耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将钛酸镁钾、铝纤维、高岭土、硅藻土、硅粉加入球磨机中球磨30分钟，得到混合物A；
(2)将氧化镁、氧化钙、氧化锶、羧甲基纤维素钠和100份的水进行混合，得到混合物B，然后将混合物B加入到混合物A中，搅拌混合50分钟，得到混合物C；
(3)将步骤(2)中的混合物C置于温度为90℃下干燥1-2小时，然后在60MPa的成型机中保持2小时成型，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述防滑耐磨陶瓷。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以15℃的升温速度从常温升温至500-600℃，保温3小时，然后以100℃的升温速度升温至1100℃，烧制5小时，然后以80℃的速度降温至300℃，然后再以20℃的速度降至常温，制得所述防滑耐磨陶瓷。
所述步骤(1)中球磨机的球磨速度为550转/分钟。
对比例1
与实施例2相比，对比例1不含有钛酸镁钾，其余组分及含量以及制备过程相同。
对比例2
与实施例3相比，对比例2不含有铝纤维，其余组分及含量以及制备过程相同。
对比例3
与实施例4相比，对比例3不含有钛酸镁钾也不含铝纤维，其余组分及含量以及制备过程相同。
对比例4
与实施例1相比，对比例4钛酸镁钾为0.5份，铝纤维4份，且铝纤维的直径为40μm其余组分及含量以及制备过程相同。
产品效果测试
实施例1-4和对比例1-4制备的产品按照GB/T4100.1-1999标准测试干(即表面无水)和湿(即表面有水)两种状态下产品表面的静摩擦系数(称为第一次摩擦系数)，另外，用200Kg的重物放在实施例1-4和对比例1-4制备的产品表面来回摩擦5000次(即进行磨损实验)，然后再按照GB/T4100.1-1999标准测试干(即表面无水)和湿(即表面有水)两种状态下产品表面的静摩擦系数(称为第二次摩擦系数)，结果如表1所示。
表1：
Figure BDA0001919958300000071
从表1可以看出，本发明所示防滑耐磨陶瓷的配方中需要同时含有钛酸镁钾和铝纤维，且其含量需要在本发明所述范围内。另外，对铝纤维的直径也具有选择性，需要在本发明所述的范围内。特别的，按照本发明所述技术方案制备的产品的即使经过5000次的磨损后，产品表面依然保持高的摩擦系数，产品依然具有很好的防滑效果。
另外，还按照GB/T5486的标准(性能指标要求抗压强度≥0.4MPa)测试实施例1-4和对比例1-4制备的产品的抗压强度结果如表2所示。
表2：
Figure BDA0001919958300000081
从表2可以看出，本发明所述产品有良好的抗压强度。

Claims (5)

1.一种防滑耐磨陶瓷，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
Figure FDA0002980809060000011
所述铝纤维直径为20-30μm；
所述的防滑耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将钛酸镁钾、铝纤维、高岭土、硅藻土、硅粉加入球磨机中球磨20-30分钟，得到混合物A；
(2)将氧化镁、氧化钙、氧化锶、羧甲基纤维素钠和30-100份的水进行混合，得到混合物B，然后将混合物B加入到混合物A中，搅拌混合30-50分钟，得到混合物C；
(3)将步骤(2)中的混合物C进行干燥，然后在压力为50-60MPa的成型机中保持1-2小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述防滑耐磨陶瓷；
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以10-15℃的升温速度从常温升温至500-600℃，保温2-4小时，然后以50-100℃的升温速度升温至1000-1100℃，烧制4-5小时，然后以30-80℃的速度降温至300-400℃，然后再以10-20℃的速度降至常温，制得所述防滑耐磨陶瓷。
2.根据权利要求1所述的防滑耐磨陶瓷，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
Figure FDA0002980809060000021
3.根据权利要求1所述的防滑耐磨陶瓷，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
Figure FDA0002980809060000031
4.根据权利要求1-3中任一项所述的防滑耐磨陶瓷，其特征在于，所述硅粉为100-200目；所述高岭土和硅藻土的目数均为80-150目。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的防滑耐磨陶瓷，其特征在于，步骤(1)中所述球磨机的球磨速度为500-550转/分钟。
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