CN112480869A - 一种防静电粉料及制备方法和防静电的瓷砖及制备方法 - Google Patents

一种防静电粉料及制备方法和防静电的瓷砖及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种防静电粉料及制备方法和防静电的瓷砖及制备方法，防静电粉料的原料按质量百分比，由下列原料组成：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF，并在1000‑1200℃温度下烧制后制得；防静电粉料的制备方法通过步骤(1)‑步骤(2)制得上述的防静电粉料；防静电的瓷砖，其防静电层的原料包括：导电面釉和上述的防静电粉料；防静电的瓷砖的制备方法，其将防静电粉料与导电面釉混合后布施于砖体。本防静电粉料能用于瓷砖上，提高了瓷砖的导电性能，而不会降低瓷砖的整体性能及不会影响瓷砖的颜色，解决了现有技术中导电性的提高导致瓷砖表面防污性能下降的问题。

Description

一种防静电粉料及制备方法和防静电的瓷砖及制备方法
技术领域
本发明涉及防静电粉料技术领域，尤其涉及一种防静电粉料及制备方法和防静电的瓷砖及制备方法。
背景技术
导电氧化锌(AZO)导电粉应用于浅色防静电瓷砖，但具体的使用范围受限制，导电氧化锌只能应用于坯体防静电产品，因为若氧化锌(AZO)导电材料如果应用在表面釉料层，要满足防静电陶瓷砖的要求，用量必然较大，用量过大会导致瓷砖表面防污性能差。同时，市面上导电粉在釉料应用中杂质含量高，颜色为浅黄色，严重影响了瓷砖的白度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种防静电粉料，其通过氯化亚锡、氧化锌、氧化铝和LiF，并在1000-1200℃温度下烧制后制得。
本发明还提出一种防静电粉料的制备方法，其通过步骤(1)-步骤(2)制得上述的防静电粉料。
本发明还提出一种防静电的瓷砖，其包括砖体和防静电层；而防静电层的原料包括：导电面釉和上述的防静电粉料。
本发明还提出一种防静电的瓷砖的制备方法，其将防静电粉料与导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防静电粉料，其原料按质量百分比，由下列原料组成：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF，并在1000-1200℃温度下烧制后制得。
优选地，所述氯化亚锡为SnCl2·2H2O或SnCl2。
优选地，其原料按质量百分比，由下列组分组成：96.9％的氯化亚锡、1％的氧化锌、0.1％的氧化铝和2％的LiF，并在1100℃温度下烧制后制得。
一种防静电粉料的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将防静电粉料的原料，按质量百分比，按以下配比混合：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF；
步骤(2)：将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1000-1200℃。
优选地，所述步骤(2)中，烧制的曲线为：0～300℃，30min；300～600℃，30min；600～1100℃，30min；1100℃下保温60min。
一种防静电的瓷砖，包括砖体和防静电层；所述防静电层涂设于所述砖体的表面；所述防静电层的原料包括：导电面釉和上述任意实施例的防静电粉料。
优选地，按质量百分比，所述防静电粉料的含量为25～40％；
所述导电面釉，按质量百分比，包括：4～8％的高岭土、45～55％的石英、25～35％的钾长石、2～8％的钠长石、0.5～3％的硅灰石、1～4％的碳酸钡和5～10％的氧化锌。
优选地，按质量百分比，所述导电面釉的含量为60～75％。
优选地，所述防静电层的原料还包括：着色剂。
一种瓷砖的制备方法，将防静电粉料与导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖。
本发明的有益效果：
本防静电粉料能用于瓷砖上，提高了瓷砖的导电性能，而不会降低瓷砖的整体性能及不会影响瓷砖的颜色，解决了现有技术中导电性的提高导致瓷砖表面防污性能下降的问题。
具体实施方式
下面结合通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种防静电粉料，其原料按质量百分比，由下列原料组成：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF，并在1000-1200℃温度下烧制后制得。
本防静电粉料能用于瓷砖上，提高了瓷砖的导电性能，而不会降低瓷砖的整体性能及不会影响瓷砖的颜色，解决了现有技术中导电性的提高导致瓷砖表面防污性能下降的问题。
本方案的氧化铝掺杂氧化锌，可以提高氧化锌的导电能力，氧化铝与氧化锌两者的协同作用，能提高最终防静电粉料的导电性；且本方案的氧化锌高温煅烧后为白色粉末，不影响浅色防静电砖的制备。而LiF对氧化锡的掺杂作用能提高氧化锡的导电性能；氯化亚锡熔点37.3℃，加热后分解为盐酸和碱式锡。随着温度进一步升高，Sn(OH)2氧化成氧化亚锡，LiF在加热的条件下溶解于盐酸，生成HF,SnO2进一步氧化成氧化锡的过程中伴随着氟离子掺杂入氧化锡晶体结构中，从而使得氧化锡半导体化，提升了导电性能，因此防静电粉料在烧制后可以制备导电性能佳的导电材料。
优选地，所述氯化亚锡为SnCl2·2H2O或SnCl2。
优选地，其原料按质量百分比，由下列组分组成：96.9％的氯化亚锡、1％的氧化锌、0.1％的氧化铝和2％的LiF，并在1100℃温度下烧制后制得。
一种防静电粉料的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：将防静电粉料的原料，按质量百分比，按以下配比混合：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF；
步骤(2)：将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1000-1200℃。
优选地，所述步骤(2)中，烧制的曲线为：0～300℃，30min；300～600℃，30min；600～1100℃，30min；1100℃下保温60min。
本方案优选将混合好的防静电粉料好，按一定的温度曲线对防静电粉料进行烧制，即通过对导电粉的均匀升温速度，以制得具有防静电性能的粉料，按此烧制曲线，防静电粉料的更显白，导电性能更好。
一种防静电的瓷砖，包括砖体和防静电层；所述防静电层涂设于所述砖体的表面；所述防静电层的原料包括：导电面釉和上述任意实施例的防静电粉料。
导电面釉可为公知的釉料代替，其添加防静电粉料后，对提高防静电效果，而不会影响瓷砖表面的其他性能，如防污性和瓷砖的强度。
优选地，按质量百分比，所述防静电粉料的含量为25～40％；
所述导电面釉，按质量百分比，包括：4～8％的高岭土、45～55％的石英、25～35％的钾长石、2～8％的钠长石、0.5～3％的硅灰石、1～4％的碳酸钡和5～10％的氧化锌。
本方案优选使用上述高岭土、石英、钾长石、钠长石、硅灰石、碳酸钡和氧化锌作为导电面釉的原料，当该导电面釉与防静电粉料配合使用时，防静电粉料既不会影响砖面的防污性，防静电粉料还能提高砖体的白度。
优选地，按质量百分比，所述导电面釉的含量为60～75％。
优选地，所述防静电层的原料还包括：着色剂。
本方案还可添加着色剂，由于本方案的防静电粉料为白色，且按照优选的导电面釉配料时，导电面釉亦为白色，因此导电面釉与防静电粉料配合后仍为白色，添加着色剂时更容易使着色剂的颜色效果发挥出来；着色剂的用量可根据着色剂公知的添加量进行添加，如添加三氧化二锑作为着色剂时，本方案可着色为深蓝灰色。
优选地，将防静电粉料与导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖。
性能测试：
a严格按照《GB26539-2011-防静电陶瓷砖》的方法，测定瓷砖的点对点电阻(Ω)，106～108Ω时通过；
b耐污染性的测试：严格按照《GB/T 3810.14-2016》的标准，对防滑材料进行测试。
c白度：严格按照《QB-T 1503-2011日用陶瓷吧白度测定方法》的方法，测定瓷砖的白度。
实施例A：
按质量百分比，将35％的防静电粉料与65％的导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖；
其中，防静电粉料的制备方法为：将氯化亚锡、氧化锌、氧化铝和LiF混合；将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1100℃；原料的具体组分如表1所示；氯化亚锡为SnCl2·2H2O。
导电面釉，按质量百分比，包括：7％的高岭土、51％的石英、28％的钾长石、5％的钠长石、1％的硅灰石、2％的碳酸钡和6％的氧化锌。
表1-实施例A的组分
Figure BDA0002811699070000051
Figure BDA0002811699070000061
将实施例A1-A4进行性能测试，制得表2。
表2实施例A的性能对比
Figure BDA0002811699070000062
说明：
由对比例A1-对比例A3与实施例A1对比可知：
1、对比例A1与实施例A1对比，对比例A1并没有添加氧化锌，而实施例A1添加了1.0％的氧化锌；而正如表2所示，对比例A1的耐污染性的测试仅为四级，且表面电阻为109Ω级别；而实施例A1的耐污染性的测试为五级，且表面电阻为106Ω级别；瓷砖的表面电阻从对比例A1的109Ω级别提升至实施例A1的106Ω级别，说明了实施例A1的氯化亚锡、氧化铝和LiF配合氧化锌后，能降低表面电阻，以提高防静电效果和耐污染性。
2、对比例A2与实施例A1对比，对比例A2并没有添加氧化铝，其耐污染性的测试为四级，表面电阻为108Ω级别，与实施例A1相比，实施例A1添加了0.1％的氧化铝，实施例A1的表面电阻为106Ω级别，氧化铝与氧化锌两者的协同作用，能提高最终防静电粉料的导电性，使瓷砖具有更低的表面电阻，防静电效果更好，更具有耐污染性。
3、对比例A3与实施例A1对比，对比例A3并没有添加LiF，而实施例A1添加了2.0％的LiF；而正如表2所示，对比例A3的耐污染性的测试仅为四级，且表面电阻为109Ω级别；而实施例A1的耐污染性的测试为五级，且表面电阻为106Ω级别；对比例A3缺少的LiF，正如本方案中提到，LiF在加热的条件下溶解于盐酸，生成HF,SnO2进一步氧化成氧化锡的过程中伴随着氟离子掺杂入氧化锡晶体结构中，从而使得氧化锡半导体化，提升了导电性能；对比例A3并没有氟离子掺杂入氧化锡晶体结构中，导电性能不佳。而实施例A1使用LiF后，瓷砖的防静电性能从对比例A3的109Ω级别提升至106Ω级别。
4、正如对比例A1、对比例A3、对比例A3可知，三者仅使用了氧化锌、氧化铝和LiF中的其中一者，三对比例的耐污染性的测试为四级；而实施例A1则同时使用了氧化锌、氧化铝和LiF，耐污染性的测试可达五级，且能保持表面电阻为106Ω级别，有效地解决了导电性的提高所导致瓷砖表面防污性能下降的问题。
实施例B：
按质量百分比，将35％的防静电粉料与65％的导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖；
其中，防静电粉料的制备方法为：将原料为氯化亚锡、氧化锌、氧化铝和LiF混合；将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1100℃；原料的具体组分如表3所示；氯化亚锡为SnCl2·2H2O。
导电面釉，按质量百分比，包括：7％的高岭土、51％的石英、28％的钾长石、5％的钠长石、1％的硅灰石、2％的碳酸钡和6％的氧化锌。
表3-实施例B的组分
Figure BDA0002811699070000081
将实施例B1-B5进行性能测试，制得表4。
表4-实施例B的性能测试
Figure BDA0002811699070000082
说明：
1、由实施例B1-实施例B2可知，实施例B1的氧化锌添加量为0.1％，实施例B2的氧化锌添加量为0.5％，实施例B2与实施例B1相差0.4％氧化锌，实施例B2的耐污染性从实施例B1的四级提升至五级，且表面电阻从实施例B1的109Ω级别提升至实施例B2的108Ω级别，说明氧化锌在0.5％处开始对瓷砖在较优的范围内有促进效果。
2、由实施例B2-实施例B4可知，氧化锌的含量依次增大，各实施例的耐污染性保持五级不变，而表面电阻从实施例B2的108Ω级别提升至实施例B3的106Ω级别，实施例B3有最佳的防静电效果；当氧化锌的含量添加至实施例B3的2.0％后，继续添加氧化锌时，表面电阻从实施例B3的106Ω级别下降至实施例B4的107Ω级别，实施例B2-B4都有较优的表面电阻，在保持较优的防静电效果的同时，又能保持耐污染性为五级，说明本方案的氧化锌在0.5-3.0％有最佳的防静电性能和耐污染性。
3、实施例B5与实施例B4对比可知，实施例B5的氧化锌比实施例B4多0.2％，而实施例B5的表面电阻虽为108Ω级别，但由于其具体值为9.8×108Ω，接近109Ω级别，因此该端点值可考虑去除。
实施例C：
按质量百分比，将35％的防静电粉料与65％的导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖；
其中，防静电粉料的制备方法为：将原料为氯化亚锡、氧化锌、氧化铝和LiF混合；将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1100℃；原料的具体组分如表5所示；氯化亚锡为SnCl2·2H2O。
导电面釉，按质量百分比，包括：7％的高岭土、51％的石英、28％的钾长石、5％的钠长石、1％的硅灰石、2％的碳酸钡和6％的氧化锌。
表5-实施例C的组分
Figure BDA0002811699070000091
Figure BDA0002811699070000101
将实施例C1-C5进行性能测试，制得表6。
表6-实施例C的性能测试
Figure BDA0002811699070000102
说明：
1、由实施例C1-C5对比可知，随着氧化铝的含量依次增大，表面电阻从实施例C1的108Ω级别提升至实施例C3的106Ω级别，实施例C3有最佳的防静电效果；其中，实施例C2比实施例C1多0.04％的氧化铝，实施例C2的表面电阻107Ω级别，实施例C1的表面电阻为108Ω级别，0.04％的氧化铝提升了防静电效果。
2、当氧化铝的含量添加至实施例C3的0.2％后，继续添加氧化铝时，表面电阻从实施例C3的106Ω级别下降至实施例C4的107Ω级别；当氧化铝的含量添加至实施例C4的0.3％后，继续添加氧化铝至实施例C5的0.4％，实施例C5的表面电阻不再发生较大的变化，实施例C4的表面电阻具体为7.1×107Ω，实施例C5的表面电阻具体为7.2×107Ω；即本方案的氧化铝可优选为0.5～3％，在该范围内，防静电粉料对瓷砖有最佳的防静电性能和耐污性。
实施例D：
按质量百分比，将35％的防静电粉料与65％的导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖；
其中，防静电粉料的制备方法为：将原料为氯化亚锡、氧化锌、氧化铝和LiF混合；将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1100℃；原料的具体组分如表7所示；氯化亚锡为SnCl2·2H2O。
导电面釉，按质量百分比，包括：7％的高岭土、51％的石英、28％的钾长石、5％的钠长石、1％的硅灰石、2％的碳酸钡和6％的氧化锌。
表7-实施例D的组分
Figure BDA0002811699070000111
将实施例D1-D5进行性能测试，制得表8。
表8-实施例D的性能测试
Figure BDA0002811699070000112
说明：
(1)由实施例D1与实施例D2对比可知，实施例D1的耐污染性为四级，表面电阻为109Ω级别，而实施例D2比实施例D1仅多0.5％的LiF，实施例D2的耐污染性从实施例D1的四级提升至五级，表面电阻从实施例D1的109Ω级别提升至108Ω级别，符合了106～108Ω级别；
(2)由实施例D2-D4可知，随着LiF含量的增大，耐污染性保持五级不变，且表面电阻从实施例D2的108Ω级别提升至实施例D3的106Ω级别，实施例D3有最佳的表面电阻；当LiF的含量增大至实施例D3的3％后，继续增大LiF的含量至实施例D4时，实施例D4的表面电阻下降至107Ω级别，但仍具有较优的防静电性能范围。
(3)由实施例D4与实施例D5对比可知，实施例D5比实施例D4多2％的LiF，但多出2％的LiF反而增大了表面电阻，即防静电性能下降，从实施例D4的107Ω级别下降至108Ω级别。即本实施例中，LiF的范围优选在1～5％下，能配合氯化亚锡、氧化锌和氧化铝获得最佳的防静电性能和抗污性。
综合上述实施例B、C和D可知，本方案的防静电粉料，当其氯化亚锡的含量为92～98％，氧化锌为0.5～3％，氧化铝为0.05～0.3％，LiF为1～5％的范围，混合后经1000-1200℃温度下烧制后，能制得防静电粉料，能与导电面釉配合，以使瓷砖同时具有耐污性和防静电性能，解决了现有技术中导电性的提高导致瓷砖表面防污性能下降的问题。
实施例E：
按质量百分比，将25％的防静电粉料与75％的导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖；
其中，防静电粉料的制备方法为：将原料为96.9％的SnCl2、1％的氧化锌、0.1％的氧化铝和2％的LiF混合；将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1000℃。
导电面釉，按质量百分比，包括：4％的高岭土、55％的石英、25％的钾长石、7％的钠长石、3％的硅灰石、1％的碳酸钡和5％的氧化锌。
实施例F：
按质量百分比，将25％的防静电粉料与75％的导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖；
其中，防静电粉料的制备方法为：将原料为96.9％的SnCl2、1％的氧化锌、0.1％的氧化铝和2％的LiF混合；将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1200℃。
导电面釉，选用市面上的一种面釉，按照质量份数，包括：钠辉石3％、Al2O310％、萤石6％、钛白粉10％和重晶石3％，余量为基础面釉料。
将实施例E和F进行性能测试，如表9。
表9-实施E和F的性能
组分 实施例E 实施例F
耐污染性的测试 五级 五级
表面电阻(Ω) 5.0×10<sup>6</sup> 6.6×10<sup>7</sup>
白度(度) 70.3 65.5
说明：
实施例F使用市面上的一种面釉代替实施例E的导电面釉，而实施例F的表面电阻仅为107Ω级别，而实施例E为106Ω级别，说明了实施例E中导电面釉与防静电粉料具有较优的协同效果，能使防静电效果优于其他配方，同时又能提高瓷砖的白度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防静电粉料，其特征在于，其原料按质量百分比，由下列原料组成：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF，并在1000-1200℃温度下烧制后制得。
2.根据权利要求1所述的防静电粉料，其特征在于，所述氯化亚锡为SnCl2·2H2O或SnCl2。
3.根据权利要求2所述的防静电粉料，其特征在于，其原料按质量百分比，由下列组分组成：96.9％的氯化亚锡、1％的氧化锌、0.1％的氧化铝和2％的LiF，并在1100℃温度下烧制后制得。
4.一种防静电粉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：将防静电粉料的原料，按质量百分比，按以下配比混合：92～98％的氯化亚锡、0.5～3％的氧化锌、0.05～0.3％的氧化铝和1～5％的LiF；
步骤(2)：将混合后的原料置于加热装置烧制，烧制温度为1000-1200℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，烧制的曲线为：0～300℃，30min；300～600℃，30min；600～1100℃，30min；1100℃下保温60min。
6.一种防静电的瓷砖，其特征在于，包括砖体和防静电层；所述防静电层涂设于所述砖体的表面；
所述防静电层的原料包括：导电面釉和权利要求1～3任意一项所述的防静电粉料。
7.根据权利要求6所述的防静电的瓷砖，其特征在于，按质量百分比，所述防静电粉料的含量为25～40％；
所述导电面釉，按质量百分比，包括：4～8％的高岭土、45～55％的石英、25～35％的钾长石、2～8％的钠长石、0.5～3％的硅灰石、1～4％的碳酸钡和5～10％的氧化锌。
8.根据权利要求7所述的防静电的瓷砖，其特征在于，按质量百分比，所述导电面釉的含量为60～75％。
9.根据权利要求6所述的防静电的瓷砖，其特征在于，所述防静电层的原料还包括：着色剂。
10.如权利要求6-9任意一项所述瓷砖的制备方法，其特征在于，将防静电粉料与导电面釉按比例混合球磨后布施于砖体的表面，烧制成防静电的瓷砖。
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