CN112110718B - 一种具有天然触感的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天然触感的陶瓷砖及其制备方法，由以下重量份原料制成：20~30份莫来石、10~20份伊利石、10~20份石英粉、8~15份粘土、6~10份铝矾土、6~10份改性玻璃纤维、4~8份改性煤矸石粉、4~8份微斜长石、2~5份碳化钨、1~4份烧滑石、1~4份三氧化二硼。本发明所述的陶瓷砖在触摸起来触感良好，且触摸起来不会有寒冷的感觉，所述的陶瓷砖导热系数低，且抗折强度高；所述的改性玻璃纤维能够显著降低导热系数，提高抗折强度，所述的改性煤矸石粉也能显著降低导热系数、提高抗折强度，其中，二者在降低导热系数上具有显著的协同增效作用。

Description

一种具有天然触感的陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种具有天然触感的陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
陶瓷的出现是人类文明史上重要的进程之一，它是人类第一次借用自然之物，遵循个人的意志创作出来的可使用的全新工具，随着社会的不断进步，人民生活水平的不断提高，人们对于陶瓷的需求已经不单单满足于功能和价值层面上了，越来越多的消费者将关注点置于触感体验。
目前，市面上的陶瓷砖天然触感瓷砖只是单纯的解决了触摸感的问题，但是建筑瓷砖相比于木地板、墙纸触摸起来具有明显的冰冷的感觉，市面上的陶瓷的导热系数普遍在1.5W/(m.k)左右，天然砂岩类石材的导热系数普遍在0.6 W/(m.k)，需要降低导热系数来解决陶瓷产品触感上冰冷的感觉。特别是在天气比较寒冷的时候，身体接触到冰冷的陶瓷砖产品时会影响到消费者的体验。
发明内容
本发明提供一种具有天然触感的陶瓷砖及其制备方法，所述的陶瓷砖触摸起来不会寒冷，导热系数低。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种具有天然触感的陶瓷砖，由以下重量份原料制成：20~30份莫来石、10~20份伊利石、10~20份石英粉、8~15份粘土、6~10份铝矾土、6~10份改性玻璃纤维、4~8份改性煤矸石粉、4~8份微斜长石、2~5份碳化钨、1~4份烧滑石、1~4份三氧化二硼。
作为一种优选方案，所述具有天然触感的陶瓷砖由以下重量份原料制成：20~28份莫来石、10~18份伊利石、10~18份石英粉、8~12份粘土、6~9份铝矾土、6~9份改性玻璃纤维、5~8份改性煤矸石粉、4~7份微斜长石、2~4份碳化钨、1~3份烧滑石、1~3份三氧化二硼。
作为一种最优选方案，所述具有天然触感的陶瓷砖由以下重量份原料制成：22份莫来石、12份伊利石、12份石英粉、10份粘土、8份铝矾土、7份改性玻璃纤维、6份改性煤矸石粉、5.5份微斜长石、3份碳化钨、2份烧滑石、1.5份三氧化二硼。
作为一种优选方案，所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将20~30份玻璃纤维加入到60~100份1~1.2mol/L的盐酸溶液中，静置6~10h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将20~30份三氧化二铁加入到1000~1500份浓盐酸中配制成混合液；
取10~20份预处理玻璃纤维、0.2~0.5份kh550加入到100~150份混合液中，用超声处理30~50min，干燥，即得改性玻璃纤维。
本发明的申请人在大量的实验中发现，玻璃纤维能够增大气孔孔壁强度，三氧化二铁在高温烧结时能够分解产生氧气和Fe2+，可调节产生气体的速率和降低液相产生温度，从而表现出助熔、改善孔结构，本发明公开了先对玻璃纤维进行预处理，再将三氧化二铁包覆在玻璃纤维棉表面，可以有效的改善孔结构，增加气孔孔壁强度，从而降低导热系数。
作为一种优选方案，所述超声功率为400~700W。
作为一种优选方案，所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将20~50份煤矸石粉加入到100~200份硝酸溶液中，在75~85℃下搅拌35~60min，过滤，干燥，得到预处理煤矸石粉；
取10~20份预处理煤矸石粉加入到150~250份去离子水中，在50~70℃水浴下加入0.1~0.4份硅烷偶联剂、0.5~2份十二烷基苯磺酸钠，搅拌40~60min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉。
本发明的申请人在大量的实验中发现，通过先对煤矸石粉进行酸预处理，然后再用硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠对预处理煤矸石粉进行改性，将其加入到配方体系中，能够有效的提高陶瓷砖的抗折强度，改性煤矸石在高温烧结时，由于物理化学反应能够释放出的碳酸盐、变价氧化物等，使得高温烧结下的气体无法逸出，从而形成均匀的气孔，气孔的均匀分布，可有效降低导热系数。
作为一种优选方案，所述硝酸溶液为1.0~1.5mol/L硝酸溶液。
作为一种优选方案，所述硅烷偶联剂为kh570。
本发明还提供了一种具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：将莫来石、伊利石、石英粉、粘土、铝矾土、改性玻璃纤维、改性煤矸石粉、微斜长石、碳化钨、烧滑石、三氧化二硼加入到球磨机中，湿法球磨10~20h，过100~200目筛，烘干，得到混合料；
S2：将混合料用成型机在80~90MPa下压制成型，得到干坯；
S3：将干坯以10~15℃/min的速率升温至1200~1300℃，保温2~3h，再以10~15℃/min的速率降温至900~1000℃，保温1~2h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
作为一种优选方案，所述S3具体为：将干坯以14℃/min的速率升温至1280℃，保温2h，再以12℃/min的速率降温至950℃，保温1.5h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
本发明的有益效果：（1）本发明所述的陶瓷砖在触摸起来触感良好，且触摸起来不会有寒冷的感觉，所述的陶瓷砖导热系数低，且抗折强度高；（2）本发明所述的改性玻璃纤维能够显著降低导热系数，提高抗折强度，所述的改性煤矸石粉也能显著降低导热系数、提高抗折强度，其中，二者在降低导热系数上具有显著的协同增效作用；（3）所述的改性煤矸石粉在高温烧结时，由于物理化学反应能够释放出的碳酸盐、变价氧化物等，使得高温烧结下的气体无法逸出，从而形成均匀的气孔，气孔的均匀分布，可有效降低导热系数，玻璃纤维可以进一步改善孔结构，增加气孔孔壁强度，从而降低导热系数，二者在降低导热系数上具有显著的协同增效作用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明除特别声明，所述的份均为重量份。
实施例1
一种具有天然触感的陶瓷砖，由以下重量份原料制成：22份莫来石、12份伊利石、12份石英粉、10份粘土、8份铝矾土、7份改性玻璃纤维、6份改性煤矸石粉、5.5份微斜长石、3份碳化钨、2份烧滑石、1.5份三氧化二硼。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将24份玻璃纤维加入到76份1.1mol/L的盐酸溶液中，静置8h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将25份三氧化二铁加入到1225份浓盐酸中配制成混合液（含三氧化二铁2%的混合液）；
取12份预处理玻璃纤维、0.3份kh550加入到120份混合液中，用超声处理40min，干燥，即得改性玻璃纤维。
所述超声功率为600W。
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将30份煤矸石粉加入到170份硝酸溶液中，在80℃下以100rpm转速搅拌45min，过滤，干燥，得到预处理煤矸石粉；
取15份预处理煤矸石粉加入到185份去离子水中，在60℃水浴下加入0.2份硅烷偶联剂、0.8份十二烷基苯磺酸钠，以80rpm转速搅拌50min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉。
所述硝酸溶液为1.2mol/L硝酸溶液。
所述硅烷偶联剂为kh570。
所述的具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：将莫来石、伊利石、石英粉、粘土、铝矾土、改性玻璃纤维、改性煤矸石粉、微斜长石、碳化钨、烧滑石、三氧化二硼加入到球磨机中，湿法球磨15h，过150目筛，烘干，得到混合料；
S2：将混合料用成型机在85MPa下压制成型，得到干坯；
S3：将干坯以12℃/min的速率升温至1240℃，保温2.5h，再以14℃/min的速率降温至980℃，保温2h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
实施例2
一种具有天然触感的陶瓷砖，由以下重量份原料制成：20份莫来石、10份伊利石、10份石英粉、8份粘土、6份铝矾土、6份改性玻璃纤维、4份改性煤矸石粉、4份微斜长石、2份碳化钨、1份烧滑石、1份三氧化二硼。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将24份玻璃纤维加入到76份1.1mol/L的盐酸溶液中，静置8h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将25份三氧化二铁加入到1225份浓盐酸中配制成混合液（含三氧化二铁2%的混合液）；
取12份预处理玻璃纤维、0.3份kh550加入到120份混合液中，用超声处理40min，干燥，即得改性玻璃纤维。
所述超声功率为600W。
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将30份煤矸石粉加入到170份硝酸溶液中，在80℃下以100rpm转速搅拌45min，过滤，干燥，得到预处理煤矸石粉；
取15份预处理煤矸石粉加入到185份去离子水中，在60℃水浴下加入0.2份硅烷偶联剂、0.8份十二烷基苯磺酸钠，以80rpm转速搅拌50min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉。
所述硝酸溶液为1.2mol/L硝酸溶液。
所述硅烷偶联剂为kh570。
所述的具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：将莫来石、伊利石、石英粉、粘土、铝矾土、改性玻璃纤维、改性煤矸石粉、微斜长石、碳化钨、烧滑石、三氧化二硼加入到球磨机中，湿法球磨15h，过150目筛，烘干，得到混合料；
S2：将混合料用成型机在85MPa下压制成型，得到干坯；
S3：将干坯以12℃/min的速率升温至1240℃，保温2.5h，再以14℃/min的速率降温至980℃，保温2h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
实施例3
一种具有天然触感的陶瓷砖，由以下重量份原料制成：30份莫来石、20份伊利石、20份石英粉、15份粘土、10份铝矾土、10份改性玻璃纤维、8份改性煤矸石粉、8份微斜长石、5份碳化钨、4份烧滑石、4份三氧化二硼。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将24份玻璃纤维加入到76份1.1mol/L的盐酸溶液中，静置8h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将25份三氧化二铁加入到1225份浓盐酸中配制成混合液（含三氧化二铁2%的混合液）；
取12份预处理玻璃纤维、0.3份kh550加入到120份混合液中，用超声处理40min，干燥，即得改性玻璃纤维。
所述超声功率为600W。
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将30份煤矸石粉加入到170份硝酸溶液中，在80℃下以100rpm转速搅拌45min，过滤，干燥，得到预处理煤矸石粉；
取15份预处理煤矸石粉加入到185份去离子水中，在60℃水浴下加入0.2份硅烷偶联剂、0.8份十二烷基苯磺酸钠，以80rpm转速搅拌50min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉。
所述硝酸溶液为1.2mol/L硝酸溶液。
所述硅烷偶联剂为kh570。
所述的具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：将莫来石、伊利石、石英粉、粘土、铝矾土、改性玻璃纤维、改性煤矸石粉、微斜长石、碳化钨、烧滑石、三氧化二硼加入到球磨机中，湿法球磨15h，过150目筛，烘干，得到混合料；
S2：将混合料用成型机在85MPa下压制成型，得到干坯；
S3：将干坯以12℃/min的速率升温至1240℃，保温2.5h，再以14℃/min的速率降温至980℃，保温2h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
实施例4
一种具有天然触感的陶瓷砖，由以下重量份原料制成：24份莫来石、16份伊利石、14份石英粉、10份粘土、9份铝矾土、6份改性玻璃纤维、5份改性煤矸石粉、5份微斜长石、4份碳化钨、3份烧滑石、2份三氧化二硼。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将24份玻璃纤维加入到76份1.1mol/L的盐酸溶液中，静置8h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将25份三氧化二铁加入到1225份浓盐酸中配制成混合液（含三氧化二铁2%的混合液）；
取12份预处理玻璃纤维、0.3份kh550加入到120份混合液中，用超声处理40min，干燥，即得改性玻璃纤维。
所述超声功率为600W。
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将30份煤矸石粉加入到170份硝酸溶液中，在80℃下以100rpm转速搅拌45min，过滤，干燥，得到预处理煤矸石粉；
取15份预处理煤矸石粉加入到185份去离子水中，在60℃水浴下加入0.2份硅烷偶联剂、0.8份十二烷基苯磺酸钠，以80rpm转速搅拌50min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉。
所述硝酸溶液为1.2mol/L硝酸溶液。
所述硅烷偶联剂为kh570。
所述的具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
S1：将莫来石、伊利石、石英粉、粘土、铝矾土、改性玻璃纤维、改性煤矸石粉、微斜长石、碳化钨、烧滑石、三氧化二硼加入到球磨机中，湿法球磨15h，过150目筛，烘干，得到混合料；
S2：将混合料用成型机在85MPa下压制成型，得到干坯；
S3：将干坯以12℃/min的速率升温至1240℃，保温2.5h，再以14℃/min的速率降温至980℃，保温2h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1所述的陶瓷砖中不含有改性玻璃纤维，其他都相同。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的陶瓷砖用玻璃纤维替换改性玻璃纤维，其他都相同。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，所述的改性玻璃纤维的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将24份玻璃纤维加入到76份1.1mol/L的盐酸溶液中，静置8h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将25份二氧化钛加入到1225份浓盐酸中配制成混合液（含二氧化钛2%的混合液）；
取12份预处理玻璃纤维、0.3份kh550加入到120份混合液中，用超声处理40min，干燥，即得改性玻璃纤维。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4不含有所述的改性煤矸石粉，其他都相同。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5用煤矸石粉替换改性煤矸石粉，其他都相同。
对比例6
对比例6与实施例1不同之处在于，所述的改性煤矸石粉的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将30份煤矸石粉加入到170份硝酸溶液中，在80℃下以100rpm转速搅拌45min，过滤，干燥，得到改性煤矸石粉。
对比例7
对比例7与实施例1不同之处在于，所述的改性煤矸石粉的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
取15份煤矸石粉加入到185份去离子水中，在60℃水浴下加入0.2份硅烷偶联剂、0.8份十二烷基苯磺酸钠，以80rpm转速搅拌50min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉。
对比例8
对比例8与实施例1不同之处在于，对比例8不含有改性玻璃纤维、改性煤矸石粉，其他都相同。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1. 选取20名志愿者，对实施例1~4所述的陶瓷砖进行触感进行评价（很差、较差、一般、较好、很好的评分依次为1、2、3、4、5），计算平均分，测试结果见表1。
2.对实施例1~4、对比例1~8所述的陶瓷砖进行抗折强度测试，抗折强度是用抗折试验机进行测试的，测试结果见表2。
3.对实施例1~4、对比例1~8所述的陶瓷砖进行导热系数的测定，
导热系数是用购买于西安夏溪电子科技有限公司型号为TC3000E便携式导热系数仪进行测试的，测试结果见表2。
表1 陶瓷砖触感测试结果
Figure 84423DEST_PATH_IMAGE001
从表1中可看出，所述的陶瓷砖具有良好的触感，不同的陶瓷砖的配比能够影响触感，其中实施例1为最佳配比。
表1 陶瓷砖性能测试结果
Figure 735984DEST_PATH_IMAGE002
从表2中可看出，所述的陶瓷砖具有很低的导热系数，触摸起来不会感到寒冷，且抗折强度高。
对比实施例1~4可知，不同陶瓷砖的配比能够影响影响陶瓷砖的导热系数以及抗折强度，其中实施例1为最佳配比。
对比实施例1与对比例1~3可知，所述的改性玻璃纤维能够显著降低导热系数，且能够提高抗折强度，其中改性方法若将三氧化二铁替换成其他金属氧化物则效果不好。
对比实施例1与对比例4~7可知，所述的改性煤矸石粉能够显著降低导热系数，且能够提高抗折强度。
对比实施例1与对比例8可知，所述的改性煤矸石粉、改性玻璃纤维在降低导热系数方面具有显著的协同增效作用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种具有天然触感的陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份原料制成：20~30份莫来石、10~20份伊利石、10~20份石英粉、8~15份粘土、6~10份铝矾土、6~10份改性玻璃纤维、4~8份改性煤矸石粉、4~8份微斜长石、2~5份碳化钨、1~4份烧滑石、1~4份三氧化二硼；
所述改性玻璃纤维的制备方法为：
将20~30份玻璃纤维加入到60~100份1~1.2mol/L的盐酸溶液中，静置6~10h，干燥，得到预处理玻璃纤维；将20~30份三氧化二铁加入到1000~1500份浓盐酸中配制成混合液；
取10~20份预处理玻璃纤维、0.2~0.5份KH550加入到100~150份混合液中，用超声处理30~50min，干燥，即得改性玻璃纤维；
所述改性煤矸石粉的制备方法为：
将20~50份煤矸石粉加入到100~200份硝酸溶液中，在75~85℃下搅拌35~60min，过滤，干燥，得到预处理煤矸石粉；
取10~20份预处理煤矸石粉加入到150~250份去离子水中，在50~70℃水浴下加入0.1~0.4份硅烷偶联剂、0.5~2份十二烷基苯磺酸钠，搅拌40~60min，干燥，过滤，即得改性煤矸石粉；
所述的份均为重量份。
2.根据权利要求1所述的具有天然触感的陶瓷砖，其特征在于，所述具有天然触感的陶瓷砖由以下重量份原料制成：20~28份莫来石、10~18份伊利石、10~18份石英粉、8~12份粘土、6~9份铝矾土、6~9份改性玻璃纤维、5~8份改性煤矸石粉、4~7份微斜长石、2~4份碳化钨、1~3份烧滑石、1~3份三氧化二硼。
3.根据权利要求1所述的具有天然触感的陶瓷砖，其特征在于，所述具有天然触感的陶瓷砖由以下重量份原料制成：22份莫来石、12份伊利石、12份石英粉、10份粘土、8份铝矾土、7份改性玻璃纤维、6份改性煤矸石粉、5.5份微斜长石、3份碳化钨、2份烧滑石、1.5份三氧化二硼。
4.根据权利要求1所述的具有天然触感的陶瓷砖，其特征在于，所述超声功率为400~700W。
5.根据权利要求1所述的具有天然触感的陶瓷砖，其特征在于，所述硝酸溶液为1.0~1.5mol/L硝酸溶液。
6.根据权利要求1所述的具有天然触感的陶瓷砖，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH570。
7.一种具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1~6任一所述的具有天然触感的陶瓷砖，包括以下步骤：
S1：将莫来石、伊利石、石英粉、粘土、铝矾土、改性玻璃纤维、改性煤矸石粉、微斜长石、碳化钨、烧滑石、三氧化二硼加入到球磨机中，湿法球磨10~20h，过100~200目筛，烘干，得到混合料；
S2：将混合料用成型机在80~90MPa下压制成型，得到干坯；
S3：将干坯以10~15℃/min的速率升温至1200~1300℃，保温2~3h，再以10~15℃/min的速率降温至900~1000℃，保温1~2h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
8.根据权利要求7所述的具有天然触感的陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述S3具体为：将干坯以14℃/min的速率升温至1280℃，保温2h，再以12℃/min的速率降温至950℃，保温1.5h，冷却至常温，经磨边即得具有天然触感的陶瓷砖。
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