CN113024227A - 一种耐高低温的防滑瓷砖及其制备方法 - Google Patents

一种耐高低温的防滑瓷砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高低温的防滑瓷砖及其制备方法，制备瓷砖时进行加压陈腐，在陈腐中期时向混料表面进行喷水，陈腐后迅速进行干燥，这样可以大大的降低粘度，改善湿料的流动性，从而了瓷砖提高可塑性，提高坯体的强度，防止烧成时发生形变；使用热压的方式进行烧成，第一次烧成时通过两次升温、保温结合快速降温的方式进行烧成，不仅使瓷砖具备耐高低温性能，还增强瓷砖的抗折强度，使用掺杂银的纳米二氧化钛涂层作为釉面，涂覆后进行二次烧结，既不影响瓷砖的性能，还使瓷砖具有防静电的效果。

Description

一种耐高低温的防滑瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料领域，具体为一种耐高低温的防滑瓷砖及其制备方法。
背景技术
瓷砖是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结之过程而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等建筑或装饰材料；其原材料多由粘土、石英砂等混合而成。瓷砖因其较低的吸水率、较高的耐磨性、优良的耐酸碱性和防污性、表面的高光泽度以及优美的纹理，已成为一种非常重要的室内外装饰材料。
但瓷砖由于其表面的光滑，滑倒或跌倒成为了常见的事故，所以研究一种防滑瓷砖是非常有必要的。如果还能使瓷砖具备耐高低温、防静电的效果，且瓷砖抗折强度较强，又能够抗菌、自清洁，这样这种瓷砖将会非常有使用和发展前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高低温的防滑瓷砖，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供如下技术方案：一种耐高低温的防滑瓷砖，其特征在于，
耐高低温的防滑瓷砖的工艺流程为：
粉碎钛合金粉末，配料，球磨，陈腐，干燥，成型，砖坯干燥，烧成，涂层制备，二次烧成。
优选的，包括以下具体步骤：
(1)将黏土、粉状石英、氧化硅和碳按比例混合均匀，形成混料；
(2)将混料、球和水按质量比为1：1.5～2：0.5进行混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2～4h；
(3)将球磨后的湿料置于料仓中进行加压陈腐，陈腐时间为24～48h，陈腐12～24h时向湿料表面进行喷水，使湿料表面完全湿润；
(4)将陈腐的湿料利用模具压制成型，得到瓷砖坯体；
(5)将压好的坯体放入干燥箱中进行干燥；
(6)将干燥后的坯体转移至热压炉中进行烧成，通入氮气后升温，进行第一次保温；
(7)第一次保温后快速升温，进行第二次保温，保温后快速降温烧成瓷砖；
(8)将银与纳米二氧化钛按比例混合后，与球、水按按质量比为1：1.5～2：0.5进行混合，混合后置于行星式球磨机中进行球磨，球磨时间为1～2h；
(9)将瓷砖移入热压炉中进行第二次烧成，升温后进行保温，保温前将涂层涂覆在瓷砖表面，缓慢调节压力至真空，保温后降温，制得成品。
优选的，上述步骤(1)中：黏土、粉状石英、氧化硅和碳的质量比为8：5：1：1。
优选的，上述步骤(3)中：加压陈腐的压力为30～50MPa。
优选的，上述步骤(4)中：上下可伸缩的密闭容器厚度为10～40cm；调节温度至1400～1600℃，压力为30～50MPa。
优选的，上述步骤(5)中：干燥时间为2～3h，温度为80～90℃。
优选的，上述步骤(6)中：通入氮气后升温至1300～1400℃，保温时间为3～5h。
优选的，上述步骤(7)中：快速升温温度为1600～1800℃，降温速度为400℃/h。
优选的，上述步骤(9)中：升温至1000～1200℃，保温时间为5～8h。
优选的，上述步骤(9)中：掺杂银的纳米二氧化钛涂层涂覆在瓷砖表面，厚度为0.05～0.1mm。
本发明第二方面，电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法，其特征在于，所述电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法制得的复合吸附剂括以下重量份数的原料：80～160份黏土、50～100份粉状石英、10～20份氧化硅、10～20份碳、8～16份纳米二氧化钛、2～4份银。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
将球磨后的混料在密闭环境中进行加压陈腐，在陈腐中期时向混料表面进行喷水，使湿料表面完全湿润，陈腐后迅速进行干燥；加压后粘土颗粒可以快速水化并进行离子交换，陈腐后湿料中仍然保持大量的水分，迅速进行干燥，大大的降低粘度，改善湿料的流动性，从而了瓷砖提高可塑性，提高坯体的强度，防止烧成时发生形变。
使用热压的方式进行烧成，通入氮气调节压力后，升温直至一定温度后，进行第一次保温；第一次保温后快速升温至最高温度后，进行第二次保温，保温后快速降温烧成瓷砖；第一次保温时，氮气与氧化硅、碳反应生成氮化硅的同时放出一氧化碳使炉内压力升高，生成的氮化硅使瓷砖具备耐高低温的性能，而一氧化碳从坯体逸出，但坯体中封闭的气泡被挤压变形，影响瓷砖性能，调节温度后，被挤压的封闭气进行热涨，使坯体内部颗粒间连贯的缝隙通路，快速降温不仅抑制晶粒生长，还使得通路完整保留，在瓷砖内部形成网络，在表面刷涂层后会流入瓷砖内部的网状结构中，即降低表观密度同时又提升抗折强度，还使瓷砖电绝缘性降低，具备防静电功能；通过两次升温、保温结合快速降温的方式进行烧成，不仅使瓷砖具备耐高低温性能，还增强瓷砖的抗折强度。
使用掺杂银的纳米二氧化钛涂层作为釉面，使得瓷砖在没有紫外光照射的情况下依然具有抗菌性和自清洁能力，将掺杂银的二氧化钛涂层涂覆在瓷砖表面后进行二次烧成；二次烧成时先将瓷砖进行升温，保温时将涂层涂覆在瓷砖表面，缓慢调节压力至真空，保温后降温得到瓷砖；掺杂银的纳米二氧化钛涂层颗粒大小不一，使得二次烧成的陶瓷表面凹凸不平，达到防滑的效果，而二次烧成时的真空压力使涂层仅将瓷砖表面形成的网络缝隙填充，不进入到瓷砖中层，这样在不影响瓷砖性能的同时，还使瓷砖具有防静电的效果。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
一种耐高低温的防滑瓷砖，其特征在于，
耐高低温的防滑瓷砖的工艺流程为：
粉碎钛合金粉末，配料，球磨，陈腐，干燥，成型，砖坯干燥，烧成，涂层制备，二次烧成。
优选的，包括以下具体步骤：
(1)将黏土、粉状石英、氧化硅和碳按比例混合均匀，形成混料；
(2)将混料、球和水按质量比为1：1.5～2：0.5进行混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2～4h；
(3)将球磨后的湿料置于料仓中进行加压陈腐，陈腐时间为24～48h，陈腐12～24h时向湿料表面进行喷水，使湿料表面完全湿润；
(4)将陈腐的湿料利用模具压制成型，得到瓷砖坯体；
(5)将压好的坯体放入干燥箱中进行干燥；
(6)将干燥后的坯体转移至热压炉中进行烧成，通入氮气后升温，进行第一次保温；
(7)第一次保温后快速升温，进行第二次保温，保温后快速降温烧成瓷砖；
(8)将银与纳米二氧化钛按比例混合后，与球、水按按质量比为1：1.5～2：0.5进行混合，混合后置于行星式球磨机中进行球磨，球磨时间为1～2h；
(9)将瓷砖移入热压炉中进行第二次烧成，升温后进行保温，保温前将涂层涂覆在瓷砖表面，缓慢调节压力至真空，保温后降温，制得成品。
优选的，上述步骤(1)中：黏土、粉状石英、氧化硅和碳的质量比为8：5：1：1。
优选的，上述步骤(3)中：加压陈腐的压力为30～50MPa。
优选的，上述步骤(4)中：上下可伸缩的密闭容器厚度为10～40cm；调节温度至1400～1600℃，压力为30～50MPa。
优选的，上述步骤(5)中：干燥时间为2～3h，温度为80～90℃。
优选的，上述步骤(6)中：通入氮气后升温至1300～1400℃，保温时间为3～5h。
优选的，上述步骤(7)中：快速升温温度为1600～1800℃，降温速度为400℃/h。
优选的，上述步骤(9)中：升温至1000～1200℃，保温时间为5～8h。
优选的，上述步骤(9)中：掺杂银的纳米二氧化钛涂层涂覆在瓷砖表面，厚度为0.05～0.1mm。
本发明第二方面，电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法，其特征在于，所述电绝缘性强的纳米金属材料的制备方法制得的复合吸附剂括以下重量份数的原料：80～160份黏土、50～100份粉状石英、10～20份氧化硅、10～20份碳、8～16份纳米二氧化钛、2～4份银。
实施例1：耐高低温的防滑瓷砖一：
一种耐高低温的防滑瓷砖，该防滑瓷砖组分以重量份计：
黏土重量分数为80份、粉状石英重量分数为50份、氧化硅重量分数为10份、碳重量分数为10份、纳米二氧化钛重量分数为8份、银重量分数为2份。
该防滑瓷砖的制备方法如下：
(1)将黏土、粉状石英、氧化硅和碳按质量比8：5：1：1混合均匀，形成混料；
(2)将混料、球和水按质量比为1：2：0.5进行混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2h；
(3)将球磨后的湿料置于料仓中进行加压陈腐，压力为30MPa，陈腐时间为24h，陈腐12h时向湿料表面进行喷水，使湿料表面完全湿润；
(4)将陈腐的湿料利用模具压制成型，得到瓷砖坯体；
(5)将压好的坯体放入干燥箱中进行干燥，干燥时间为2h，温度为80℃；
(6)将干燥后的坯体转移至热压炉中进行烧成，通入氮气后升温至1300℃，进行第一次保温，保温时间为3h；
(7)第一次保温后快速升温至1600℃，进行第二次保温，保温时间为5h，保温后快速降温，降温速度为400℃/h，烧成瓷砖；
(8)将银与纳米二氧化钛按质量比1：4混合后，与球、水按按质量比为1：1.5：0.5进行混合，混合后置于行星式球磨机中进行球磨，球磨时间为1h；
(9)将瓷砖移入热压炉中进行第二次烧成，升温至1000℃后，进行保温，保温时间为5h，保温前将涂层涂覆在瓷砖表面，厚度为0.05mm，缓慢调节压力至真空，保温5h后降温，制得成品。
实施例2：耐高低温的防滑瓷砖二：
一种耐高低温的防滑瓷砖，该防滑瓷砖组分以重量份计：
黏土重量分数为160份、粉状石英重量分数为100份、氧化硅重量分数为20份、碳重量分数为20份、纳米二氧化钛重量分数为16份、银重量分数为4份。
该防滑瓷砖的制备方法如下：
(1)将黏土、粉状石英、氧化硅和碳按质量比8：5：1：1混合均匀，形成混料；
(2)将混料、球和水按质量比为1：1.5：0.5进行混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为3h；
(3)将球磨后的湿料置于料仓中进行加压陈腐，压力为40MPa，陈腐时间为48h，陈腐24h时向湿料表面进行喷水，使湿料表面完全湿润；
(4)将陈腐的湿料利用模具压制成型，得到瓷砖坯体；
(5)将压好的坯体放入干燥箱中进行干燥，干燥时间为3h，温度为90℃；
(6)将干燥后的坯体转移至热压炉中进行烧成，通入氮气后升温至1400℃，进行第一次保温，保温时间为5h；
(7)第一次保温后快速升温至1800℃，进行第二次保温，保温时间为5h，保温后快速降温，降温速度为400℃/h，烧成瓷砖；
(8)将银与纳米二氧化钛按质量比1：4混合后，与球、水按按质量比为1：2：0.5进行混合，混合后置于行星式球磨机中进行球磨，球磨时间为2h；
(9)将瓷砖移入热压炉中进行第二次烧成，升温至1200℃后，进行保温，保温时间为8h，保温前将涂层涂覆在瓷砖表面，厚度为0.1mm，缓慢调节压力至真空，保温8h后降温，制得成品。
对比例1
对比例1的处方组成同实施例1。该防滑瓷砖的制备方法与实施例1的区别仅在于步骤(3)的不同，将步骤(4)修改为：将球磨后的湿料置于料仓中进行普通陈腐，陈腐时间为24h。其余制备步骤同实施例1。
对比例2
对比例2的处方组成同实施例1。该防滑瓷砖的制备方法与实施例1的区别仅在于不进行步骤(7)的制备，将步骤(6)修改为：将干燥后的坯体转移至热压炉中进行烧成，通入氮气后升温至1400℃，进行保温，保温时间为5h，烧成瓷砖。其余制备步骤同实施例1。
对比例3
对比例3的处方组成同实施例1。该防滑瓷砖的制备方法与实施例1的区别仅在于步骤(9)的不同，将步骤(9)修改为：将瓷砖移入热压炉中进行第二次烧成，升温至1000℃后，进行保温，保温时间为5h，保温前将涂层涂覆在瓷砖表面，厚度为0.05mm，压力为常压，保温5h后降温，制得成品。其余制备步骤同实施例1
试验例1
1、试验方法
实施例1与对比例1、2为对照试验，分别测量防滑瓷砖的抗折强度进行对比。
2、试验结果
实施例1与对比例1抗折强度对比。
表1抗折强度
抗折强度(MPa)
实施例1 42.9
对比例1 38.2
对比例2 40.0
通过实施例1与对比例1、2的抗折强度进行对比，可以明显发现实施例1制备的防滑瓷砖抗折强度较强，说明陈腐时加压和两次升温、保温结合快速降温的烧成方式都可以增强瓷砖抗折强度，预示着本发明制备耐高低温的防滑瓷砖抗折强度较强。
试验例2
1、试验方法
实施例1与对比例3为对照试验，分别测其电阻率进行对比。
2、试验结果
实施例1与对比例3电阻率对比
表2电阻率
电阻率(Ω·m)
实施例1 10000
对比例2 10<sup>20</sup>
通过实施例1与对比例3电阻率的对比，可以明显发现实施例1制备的纳米金属材料电阻率较低，说明实施例1制备工艺得到的防滑瓷砖具有较低的电绝缘性，具备一定的导电性，而对比例2电阻率较高，电绝缘性较强，说明实施例1制备的防滑瓷砖具备防静电的功能，预示着本发明制备的耐高低温的防滑瓷砖抗折强度较强的同时，还具备防静电性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于，制备耐高低温的防滑瓷砖的工艺流程为：配料，球磨，陈腐，成型，砖坯干燥，烧成，涂层制备，二次烧成。
2.根据权利要求1所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)将黏土、粉状石英、氧化硅和碳按比例混合均匀，形成混料；
(2)将混料、球和水按质量比为1：1.5～2：0.5进行混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2～4h；
(3)将球磨后的湿料置于料仓中进行加压陈腐，陈腐时间为24～48h，陈腐12～24h时向湿料表面进行喷水，使湿料表面完全湿润；
(4)将陈腐的湿料利用模具压制成型，得到瓷砖坯体；
(5)将压好的坯体放入干燥箱中进行干燥；
(6)将干燥后的坯体转移至热压炉中进行烧成，通入氮气后升温，进行第一次保温；
(7)第一次保温后快速升温，进行第二次保温，保温后快速降温烧成瓷砖；
(8)将银与纳米二氧化钛按质量比1：4混合后，与球、水按按质量比为1：1.5～2：0.5进行混合，混合后置于行星式球磨机中进行球磨，球磨时间为1～2h；
(9)将瓷砖移入热压炉中进行第二次烧成，升温后进行保温，保温前将涂层涂覆在瓷砖表面，缓慢调节压力至真空，保温后降温，制得成品。
3.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(1)中：黏土、粉状石英、氧化硅和碳的质量比为8：5：1：1。
4.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(3)中：加压陈腐的压力为30～50MPa。
5.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(5)中：干燥时间为2～3h，温度为80～90℃。
6.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(6)中：通入氮气后升温至1300～1400℃，保温时间为3～5h。
7.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(7)中：快速升温温度为1600～1800℃，降温速度为400℃/h。
8.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(9)中：升温至1000～1200℃，保温时间为5～8h。
9.根据权利要求2所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于：上述步骤(9)中：掺杂银的纳米二氧化钛涂层涂覆在瓷砖表面，厚度为0.05～0.1mm。
10.根据权利要求1所述的一种耐高低温的防滑瓷砖的制备方法，其特征在于，所述耐高低温的防滑瓷砖的制备方法制得的瓷砖材料包括以下重量份数的原料：80～160份黏土、50～100份粉状石英、10～20份氧化硅、10～20份碳、8～16份纳米二氧化钛、2～4份银。
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