CN112250310A - 一种具有防污作用的止滑瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防污作用的止滑瓷砖及其制备方法，从下而上包括瓷砖坯体、釉面层；所述釉面层由以下原料制成：方解石、海浮石、莫来石、石英粉、氧化钡、氧化铝、防污材料、改性二氧化钛、硅酸锌、羧甲基纤维素钠、氧化锆。本发明通过改变釉面的浆料配方，提高釉面的烧成温度，使瓷砖表面具有颗粒感，从而提高防滑作用，且本发明的瓷砖表面没有大块明显的凸条，便于清洁，所述的瓷砖在具有防滑效果的同时还具备良好的防污效果；本发明通过石英粉、氧化铝、氧化钡，并控制其粒度，来提高防滑效果，本发明避免使用长石，有利于防污性能的提高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种具有防污作用的止滑瓷砖及其制备方法。
背景技术
近年来，由于地面光滑而导致意外伤害事件，使消费者对地面铺贴材料的防滑性能格外关注，瓷砖作为一种最广泛应用于各种公共场所和家庭装修的地面铺贴材料，对其防滑性能的关注度更高。国内外对公共人行和工作场所路面的防滑性能非常重视，制定了严格的安全标准要求。
目前，防污陶瓷是将防污膜材料真空蒸镀与陶瓷表面上，这样使得陶瓷表面不容易脏污，但是长时间使用后，防污膜容易脱落。这是因为陶瓷表面和防污膜是通过范德华力连接的，这种作用力极弱，容易被破坏，从而导致防污膜的脱落。
发明内容
本发明提供一种具有防污作用的止滑瓷砖及其制备方法，所述的瓷砖具有良好的防滑效果以及防污性能。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种具有防污作用的止滑瓷砖，从下而上包括瓷砖坯体、釉面层；所述釉面层由以下重量份原料制成：15~30份方解石、10~20份海浮石、6~15份莫来石、10~20份石英粉、6~10份氧化钡、5~10份氧化铝、4~8份防污材料、4~8份改性二氧化钛、1~4份硅酸锌、0.8~2份羧甲基纤维素钠、1~4份氧化锆。
作为一种优选方案，所述釉面层由以下重量份原料制成：15~25份方解石、10~18份海浮石、6~12份莫来石、10~18份石英粉、6~9份氧化钡、6~10份氧化铝、4~7份防污材料、4~7份改性二氧化钛、1~3份硅酸锌、1~2份羧甲基纤维素钠、1~3份氧化锆。
作为一种优选方案，所述釉面层由以下重量份原料制成：24份方解石、15份海浮石、8份莫来石、14份石英粉、7份氧化钡、7份氧化铝、6份防污材料、5份改性二氧化钛、2份硅酸锌、1.5份羧甲基纤维素钠、2.5份氧化锆。
作为一种优选方案，所述石英粉的粒度为100~200目，所述氧化铝的粒度为100~200目，所述氧化钡的粒度为100~200目。
作为一种优选方案，所述石英粉的粒度为150目，所述氧化铝的粒度为150目，所述氧化钡的粒度为150目。
作为一种优选方案，所述改性二氧化钛的制备方法为：将1~3份二氧化钛加入到10~15份丙酮中，加入0.5~1.5份生物炭、0.1~0.4份KH570，以400~600W超声处理20~40min，过滤，真空干燥，在300~400℃下煅烧60~100min，研磨至100~200目，即得改性二氧化钛。
二氧化钛吸收能量高于其禁带宽度的短波光辐射，产生电子跃迁及相应的空穴，并将能量传递给周围介质，诱发化学反应，具有光催化能力，光催化产生的电子与空穴与水、氧反应的产物能够使得有机物分解，从而具有防污效果，通过在二氧化钛晶格中掺杂生物炭，有利于调节光生电子和空穴的运动情况，降低能带，同时也能增加比表面积，从而显著提高防污效果。
作为一种优选方案，所述防污材料的制备方法为：将0.5~2份碳酸钙、0.5~2份氧化锡、0.8~2份氧化铝加入到混料机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入到0.5~3wt%磷酸水溶液中，以60~150rpm转速搅拌4~8h，得到浆料，将1~4份硝酸镧加入到浆料中，以60~150rpm转速搅拌2~5h，过滤，干燥，在450~600℃马沸炉中保温2~5h，研磨至100~200目，即得防污材料。
所述的防污材料由碳酸钙、氧化锡、氧化铝、硝酸镧、磷酸形成的稀土复合磷酸盐，所述的防污材料能够与水接触后使水分子活化、降低水的表面张力、增大接触角，提高配方的稳定性，从而具有良好的防污效果。
作为一种优选方案，在500℃马沸炉中保温4h。
本发明还提供了一种具有防污作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、海浮石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1400~1500℃下熔制4~8h得到熔块，并粉碎至100~200目；
（2）将熔块、防污材料、改性二氧化钛、硅酸锌、羧甲基纤维素钠、氧化锆加入到球磨机中，球磨得到浆料；
（3）将浆料布施于瓷砖坯体上，输送至辊道窑烧成，即得具有防污作用的止滑瓷砖。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中烧成温度为1100~1200℃，烧成时间为65~95min。
本发明的有益效果：（1）本发明通过改变釉面的浆料配方，提高釉面的烧成温度，使瓷砖表面具有颗粒感，从而提高防滑作用，且本发明的瓷砖表面没有大块明显的凸条，便于清洁，所述的瓷砖在具有防滑效果的同时还具备良好的防污效果；（2）本发明通过石英粉、氧化铝、氧化钡，并控制其粒度，来提高防滑效果，本发明避免使用长石，有利于防污性能的提高，通过用方解石、海浮石、莫来石具有不同熔融温度的材料进行复合，在同样的烧成温度下，可以呈现出不同程度的熔融状态，即高温材料在釉层中留有大小不一的熔融颗粒，有利于提高防滑性能，再利用石英粉、氧化铝、氧化钡形成的玻璃相把大小不一的熔融颗粒连接在一起，形成一个致密的网状结构层，从而提高防污效果；（3）本发明所述的改性二氧化钛通过在二氧化钛晶格中掺杂生物炭，有利于调节光生电子和空穴的运动情况，降低能带，同时也能增加比表面积，从而显著提高防污效果；（4）本发明所述的防污材料由碳酸钙、氧化锡、氧化铝、硝酸镧、磷酸形成的稀土复合磷酸盐，所述的防污材料能够与水接触后使水分子活化、降低水的表面张力、增大接触角，提高配方的稳定性，从而具有良好的防污效果。
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
一种具有防污作用的止滑瓷砖，从下而上包括瓷砖坯体、釉面层；所述釉面层由以下重量份原料制成：24份方解石、15份海浮石、8份莫来石、14份石英粉、7份氧化钡、7份氧化铝、6份防污材料、5份改性二氧化钛、2份硅酸锌、1.5份羧甲基纤维素钠、2.5份氧化锆。
所述石英粉的粒度为150目，所述氧化铝的粒度为150目，所述氧化钡的粒度为150目。
所述改性二氧化钛的制备方法为：将1.8份二氧化钛加入到12份丙酮中，加入0.8份生物炭、0.25份KH570，以500W超声处理30min，过滤，真空干燥，在380℃下煅烧80min，研磨至150目，即得改性二氧化钛。
所述防污材料的制备方法为：将0.8份碳酸钙、1份氧化锡、1.5份氧化铝加入到混料机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入到2wt%磷酸水溶液中，以100rpm转速搅拌6h，得到浆料，将2.5份硝酸镧加入到浆料中，以100rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，在500℃马沸炉中保温4h，研磨至150目，即得防污材料。
所述的具有防污作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、海浮石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1450℃下熔制7h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、防污材料、改性二氧化钛、硅酸锌、羧甲基纤维素钠、氧化锆加入到球磨机中，球磨得到浆料；
（3）将浆料布施于瓷砖坯体上，输送至辊道窑烧成，即得具有防污作用的止滑瓷砖。
所述步骤（3）中烧成温度为1150℃，烧成时间为70min。
实施例2
一种具有防污作用的止滑瓷砖，从下而上包括瓷砖坯体、釉面层；所述釉面层由以下重量份原料制成：15份方解石、10份海浮石、6份莫来石、10份石英粉、6份氧化钡、5份氧化铝、4份防污材料、4份改性二氧化钛、1份硅酸锌、0.8份羧甲基纤维素钠、1份氧化锆。
所述石英粉的粒度为150目，所述氧化铝的粒度为150目，所述氧化钡的粒度为150目。
所述改性二氧化钛的制备方法为：将1.8份二氧化钛加入到12份丙酮中，加入0.8份生物炭、0.25份KH570，以500W超声处理30min，过滤，真空干燥，在380℃下煅烧80min，研磨至150目，即得改性二氧化钛。
所述防污材料的制备方法为：将0.8份碳酸钙、1份氧化锡、1.5份氧化铝加入到混料机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入到2wt%磷酸水溶液中，以100rpm转速搅拌6h，得到浆料，将2.5份硝酸镧加入到浆料中，以100rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，在500℃马沸炉中保温4h，研磨至150目，即得防污材料。
所述的具有防污作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、海浮石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1450℃下熔制7h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、防污材料、改性二氧化钛、硅酸锌、羧甲基纤维素钠、氧化锆加入到球磨机中，球磨得到浆料；
（3）将浆料布施于瓷砖坯体上，输送至辊道窑烧成，即得具有防污作用的止滑瓷砖。
所述步骤（3）中烧成温度为1150℃，烧成时间为70min。
实施例3
一种具有防污作用的止滑瓷砖，从下而上包括瓷砖坯体、釉面层；所述釉面层由以下重量份原料制成： 30份方解石、20份海浮石、15份莫来石、20份石英粉、10份氧化钡、10份氧化铝、8份防污材料、8份改性二氧化钛、4份硅酸锌、2份羧甲基纤维素钠、4份氧化锆。
所述石英粉的粒度为150目，所述氧化铝的粒度为150目，所述氧化钡的粒度为150目。
所述改性二氧化钛的制备方法为：将1.8份二氧化钛加入到12份丙酮中，加入0.8份生物炭、0.25份KH570，以500W超声处理30min，过滤，真空干燥，在380℃下煅烧80min，研磨至150目，即得改性二氧化钛。
所述防污材料的制备方法为：将0.8份碳酸钙、1份氧化锡、1.5份氧化铝加入到混料机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入到2wt%磷酸水溶液中，以100rpm转速搅拌6h，得到浆料，将2.5份硝酸镧加入到浆料中，以100rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，在500℃马沸炉中保温4h，研磨至150目，即得防污材料。
所述的具有防污作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、海浮石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1450℃下熔制7h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、防污材料、改性二氧化钛、硅酸锌、羧甲基纤维素钠、氧化锆加入到球磨机中，球磨得到浆料；
（3）将浆料布施于瓷砖坯体上，输送至辊道窑烧成，即得具有防污作用的止滑瓷砖。
所述步骤（3）中烧成温度为1150℃，烧成时间为70min。
实施例4
实施例4与实施例1不同之处在于，石英粉、氧化铝、氧化钡的粒度与实施例1不同，其他都相同。
所述石英粉的粒度为100目，所述氧化铝的粒度为100目，所述氧化钡的粒度为100目。
实施例5
实施例5与实施例1不同之处在于，石英粉、氧化铝、氧化钡的粒度与实施例1不同，其他都相同。
所述石英粉的粒度为200目，所述氧化铝的粒度为200目，所述氧化钡的粒度为200目。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有改性二氧化钛，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用二氧化钛替换改性二氧化钛，其他都相同。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3不含有防污材料，其他都相同。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4所述的改性二氧化钛的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述改性二氧化钛的制备方法为：将1.8份二氧化钛加入到12份丙酮中，加入0.8份碳纤维粉、0.25份KH570，以500W超声处理30min，过滤，真空干燥，在380℃下煅烧80min，研磨至150目，即得改性二氧化钛。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，所述的防污材料的制备方法不同，其他都相同。
所述防污材料的制备方法为：将0.8份碳酸钙、1份氧化锡、1.5份氧化铝加入到混料机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入到2wt%磷酸水溶液中，以100rpm转速搅拌6h，得到浆料，将2.5份硝酸铈加入到浆料中，以100rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，在500℃马沸炉中保温4h，研磨至150目，即得防污材料。
对比例6
对比例6与实施例1不同之处在于，对比例6不含有石英粉，其他都相同。
对比例7
对比例7与实施例1不同之处在于，对比例7不含有氧化钡，其他都相同。
对比例8
对比例8与实施例1不同之处在于，对比例8不含有氧化铝，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.采用GB/T4100-2015测试静摩擦系数，按照GB/T3810.14-2006检测防污性能，瓷砖与水接触角用JD-901C超疏水陶瓷膜水接触角测量仪测试，测试结果见表1。
表1 测试结果
从表1中可看出，本发明所述的具有防污作用的止滑瓷砖具有良好的防污、防滑效果，对比实施例1~3可知，不同原料配比的瓷砖能够影响防污、防滑效果，其中实施例1为最佳配比，对比实施例1、4、5，石英粉、氧化铝、氧化钡的粒度能够影响防滑效果；对比实施例1与对比例1~5可知，本发明所述的改性二氧化钛、防污材料能够显著提高防污、防滑效果，通过石英粉、氧化钡、氧化铝的配合使用来显著提高防滑效果。
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 (10)
1.一种具有防污作用的止滑瓷砖，从下而上包括瓷砖坯体、釉面层；其特征在于，所述釉面层由以下重量份原料制成：15~30份方解石、10~20份海浮石、6~15份莫来石、10~20份石英粉、6~10份氧化钡、5~10份氧化铝、4~8份防污材料、4~8份改性二氧化钛、1~4份硅酸锌、0.8~2份羧甲基纤维素钠、1~4份氧化锆。
2.根据权利要求1所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述釉面层由以下重量份原料制成：15~25份方解石、10~18份海浮石、6~12份莫来石、10~18份石英粉、6~9份氧化钡、6~10份氧化铝、4~7份防污材料、4~7份改性二氧化钛、1~3份硅酸锌、1~2份羧甲基纤维素钠、1~3份氧化锆。
3.根据权利要求1所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述釉面层由以下重量份原料制成：24份方解石、15份海浮石、8份莫来石、14份石英粉、7份氧化钡、7份氧化铝、6份防污材料、5份改性二氧化钛、2份硅酸锌、1.5份羧甲基纤维素钠、2.5份氧化锆。
4.根据权利要求1所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述石英粉的粒度为100~200目，所述氧化铝的粒度为100~200目，所述氧化钡的粒度为100~200目。
5.根据权利要求1所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述石英粉的粒度为150目，所述氧化铝的粒度为150目，所述氧化钡的粒度为150目。
6.根据权利要求1所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述改性二氧化钛的制备方法为：将1~3份二氧化钛加入到10~15份丙酮中，加入0.5~1.5份生物炭、0.1~0.4份KH570，以400~600W超声处理20~40min，过滤，真空干燥，在300~400℃下煅烧60~100min，研磨至100~200目，即得改性二氧化钛。
7.根据权利要求1所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述防污材料的制备方法为：将0.5~2份碳酸钙、0.5~2份氧化锡、0.8~2份氧化铝加入到混料机中混合均匀，得到混合料，将混合料加入到0.5~3wt%磷酸水溶液中，以60~150rpm转速搅拌4~8h，得到浆料，将1~4份硝酸镧加入到浆料中，以60~150rpm转速搅拌2~5h，过滤，干燥，在450~600℃马沸炉中保温2~5h，研磨至100~200目，即得防污材料。
8.根据权利要求7所述的具有防污作用的止滑瓷砖，其特征在于，在500℃马沸炉中保温4h。
9.根据权利要求1~8任一所述的具有防污作用的止滑瓷砖的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
（1）将方解石、海浮石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1400~1500℃下熔制4~8h得到熔块，并粉碎至100~200目；
（2）将熔块、防污材料、改性二氧化钛、硅酸锌、羧甲基纤维素钠、氧化锆加入到球磨机中，球磨得到浆料；
（3）将浆料布施于瓷砖坯体上，输送至辊道窑烧成，即得具有防污作用的止滑瓷砖。
10.根据权利要求9所述的具有防污作用的止滑瓷砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中烧成温度为1100~1200℃，烧成时间为65~95min。
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