CN112321159A - 一种具有耐磨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耐磨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、莫来石、石英粉、氧化钡、氧化铝、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维。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；本发明主要通过石英粉、氧化铝、氧化钡来提高防滑效果，且本发明避免使用长石，有利于耐磨性能的提高，通过使用方解石、莫来石为主要晶相，使得釉层的玻璃相减少，析晶量增加，从而有利于耐磨性能的提高；通过使用改性碳化硅微粉显著提高耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种具有耐磨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。
瓷砖的表面防滑性能已经作为一些国家的标准引入瓷砖或陶瓷领域。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
本发明提供一种具有耐磨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耐磨性能。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：10~20份方解石、10~20份莫来石、10~25份石英粉、6~10份氧化钡、5~10份氧化铝、4~8份改性碳化硅微粉、1~4份硅酸锌、0.8~2份悬浮剂、2~5份氧化锆、1~3份铝纤维。
作为一种优选方案，所述釉面层由以下重量份原料制成：12~20份方解石、10~18份莫来石、10~20份石英粉、6~9份氧化钡、5~8份氧化铝、5~8份改性碳化硅微粉、1~3份硅酸锌、1~2份悬浮剂、3~5份氧化锆、2~3份铝纤维。
作为一种最优选方案，所述釉面层由以下重量份原料制成：18份方解石、12份莫来石、18份石英粉、8份氧化钡、6份氧化铝、6份改性碳化硅微粉、2.5份硅酸锌、1.6份悬浮剂、3.5份氧化锆、2.4份铝纤维。
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，所述铝纤维的直径为20~30μm。
作为一种优选方案，所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
作为一种优选方案，所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将2~5份碳化硅微粉加入到质量分数为10~20%的10~20份盐酸溶液中，以60~100rpm转速搅拌2~5h，离心分离，得到预处理碳化硅，取2~5份预处理碳化硅，将其加入到10~20份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.2~6，以60~100rpm转速搅拌8~15h，抽滤，研磨至100~200目，即得改性碳化硅微粉。
作为一种优选方案，所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
本发明还提供了一种具有耐磨作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1500~1600℃下熔制6~10h得到熔块，并粉碎至100~200目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
作为一种优选方案，所述步骤（3）中烧成温度为1350~1450℃，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耐磨效果；（2）本发明主要通过石英粉、氧化铝、氧化钡，并控制其粒度，来提高防滑效果，且石英粉、氧化铝能够与莫来石形成网络结构，提高瓷砖的整体强度及耐磨性，且本发明避免使用长石，有利于耐磨性能的提高，通过使用方解石、莫来石为主要晶相，使得釉层的玻璃相减少，析晶量增加，从而有利于耐磨性能的提高；通过使用改性碳化硅微粉显著提高耐磨性能；（3）通过对碳化硅微粉进行改性，能够有效的提高碳化硅微粉的稳定性和提高碳化硅微粉的孔隙率，能够降低瓷砖配方与碳化硅微粉结合形成团聚体， 25μm的铝纤维和改性碳化硅微粉能够在配方中紧密结合，共同提高配方的耐磨性能。
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
一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：18份方解石、12份莫来石、18份石英粉、8份氧化钡、6份氧化铝、6份改性碳化硅微粉、2.5份硅酸锌、1.6份悬浮剂、3.5份氧化锆、2.4份铝纤维。
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。
所述铝纤维的直径为25μm。
所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将3份碳化硅微粉加入到质量分数为15%的18份盐酸溶液中，以80rpm转速搅拌4h，离心分离，得到预处理碳化硅，取3份预处理碳化硅，将其加入到15份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.8，以80rpm转速搅拌12h，抽滤，研磨至150目，即得改性碳化硅微粉。
所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
所述具有耐磨作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1580℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，烧成温度为1400℃，烧成时间为80min，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
实施例2
一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：10份方解石、10份莫来石、10份石英粉、6份氧化钡、5份氧化铝、4份改性碳化硅微粉、1份硅酸锌、0.8份悬浮剂、2份氧化锆、1份铝纤维。
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。
所述铝纤维的直径为25μm。
所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将3份碳化硅微粉加入到质量分数为15%的18份盐酸溶液中，以80rpm转速搅拌4h，离心分离，得到预处理碳化硅，取3份预处理碳化硅，将其加入到15份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.8，以80rpm转速搅拌12h，抽滤，研磨至150目，即得改性碳化硅微粉。
所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
所述具有耐磨作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1580℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，烧成温度为1400℃，烧成时间为80min，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
实施例3
一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：20份方解石、20份莫来石、25份石英粉、10份氧化钡、10份氧化铝、8份改性碳化硅微粉、4份硅酸锌、2份悬浮剂、5份氧化锆、3份铝纤维。
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。
所述铝纤维的直径为25μm。
所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将3份碳化硅微粉加入到质量分数为15%的18份盐酸溶液中，以80rpm转速搅拌4h，离心分离，得到预处理碳化硅，取3份预处理碳化硅，将其加入到15份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.8，以80rpm转速搅拌12h，抽滤，研磨至150目，即得改性碳化硅微粉。
所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
所述具有耐磨作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1580℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，烧成温度为1400℃，烧成时间为80min，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
实施例4
一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：20份方解石、20份莫来石、25份石英粉、10份氧化钡、10份氧化铝、8份改性碳化硅微粉、4份硅酸锌、2份悬浮剂、5份氧化锆、3份铝纤维。
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。
所述铝纤维的直径为25μm。
所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将3份碳化硅微粉加入到质量分数为15%的18份盐酸溶液中，以80rpm转速搅拌4h，离心分离，得到预处理碳化硅，取3份预处理碳化硅，将其加入到15份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.8，以80rpm转速搅拌12h，抽滤，研磨至150目，即得改性碳化硅微粉。
所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
所述具有耐磨作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1580℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，烧成温度为1400℃，烧成时间为80min，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
实施例5
一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：20份方解石、20份莫来石、25份石英粉、10份氧化钡、10份氧化铝、8份改性碳化硅微粉、4份硅酸锌、2份悬浮剂、5份氧化锆、3份铝纤维。
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。
所述铝纤维的直径为25μm。
所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将3份碳化硅微粉加入到质量分数为15%的18份盐酸溶液中，以80rpm转速搅拌4h，离心分离，得到预处理碳化硅，取3份预处理碳化硅，将其加入到15份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.8，以80rpm转速搅拌12h，抽滤，研磨至150目，即得改性碳化硅微粉。
所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
所述具有耐磨作用的止滑瓷砖的制备方法，包含以下步骤：
（1）将方解石、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1580℃下熔制8h得到熔块，并粉碎至150目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，烧成温度为1400℃，烧成时间为80min，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有石英粉，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不含有氧化钡，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不含有氧化铝，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不含有改性碳化硅微粉，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用碳化硅微粉替换改性碳化硅微粉，其他都相同。
对比例6
对比例6与实施例1不同之处在于，改性液不同，对比例6所述的改性液由KH570、无水乙醇按照重量比2：8配置而成，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不含有铝纤维，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，采用GB/T3810.7-2016《有釉砖表面耐磨性的测定》中的测试方法测试釉面耐磨度，其中在2100转下测试耐磨等级，在6000转下测试耐磨损耗，测试结果见表1。
表1 测试结果
从表1中可看出，本发明所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖具有良好的防滑、耐磨效果；对比实施例1~3可知，不同的原料配比能够影响瓷砖的防滑、耐磨效果，其中实施例1具有最佳的配比，具有最好的防滑、耐磨效果；对比实施例1、4、5可知，不同尺寸的石英粉、氧化铝、氧化钡能够较为显著的影响防滑效果；对比实施例1与对比例1~3可知，本发明中的石英粉、氧化钡、氧化铝的加入能够显著提高防滑效果，三者具有良好的协同增效作用，其中氧化铝还能提高耐磨效果；对比实施例1与对比例4~7可知，本发明所述的改性碳化硅微粉、铝纤维的加入能够显著提高耐磨性。
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)
1.一种具有耐磨作用的止滑瓷砖，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：10~20份方解石、10~20份莫来石、10~25份石英粉、6~10份氧化钡、5~10份氧化铝、4~8份改性碳化硅微粉、1~4份硅酸锌、0.8~2份悬浮剂、2~5份氧化锆、1~3份铝纤维。
2.根据权利要求1所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述釉面层由以下重量份原料制成：12~20份方解石、10~18份莫来石、10~20份石英粉、6~9份氧化钡、5~8份氧化铝、5~8份改性碳化硅微粉、1~3份硅酸锌、1~2份悬浮剂、3~5份氧化锆、2~3份铝纤维。
3.根据权利要求1所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述釉面层由以下重量份原料制成：18份方解石、12份莫来石、18份石英粉、8份氧化钡、6份氧化铝、6份改性碳化硅微粉、2.5份硅酸锌、1.6份悬浮剂、3.5份氧化锆、2.4份铝纤维。
4.根据权利要求1所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，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所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述铝纤维的直径为20~30μm。
6.根据权利要求1所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠。
7.根据权利要求1所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述改性碳化硅微粉的制备方法为：将2~5份碳化硅微粉加入到质量分数为10~20%的10~20份盐酸溶液中，以60~100rpm转速搅拌2~5h，离心分离，得到预处理碳化硅，取2~5份预处理碳化硅，将其加入到10~20份改性液中，加入冰醋酸调节pH至5.2~6，以60~100rpm转速搅拌8~15h，抽滤，研磨至100~200目，即得改性碳化硅微粉。
8.根据权利要求7所述的具有耐磨作用的止滑瓷砖，其特征在于，所述改性液由乙烯基三乙氧基硅烷、KH570、无水乙醇按照重量比0.5：1.5：8配置而成。
9.根据权利要求1~8任一所述的具有耐磨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、莫来石、石英粉、氧化铝、氧化钡按比例混合，在1500~1600℃下熔制6~10h得到熔块，并粉碎至100~200目；
（2）将熔块、改性碳化硅微粉、硅酸锌、悬浮剂、氧化锆、铝纤维混合加入到球磨机中，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，即得具有耐磨作用的止滑瓷砖。
10.根据权利要求9所述的具有耐磨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1350~1450℃，烧成时间为65~95min。
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