CN114195553B - 一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，釉料由纤维状纳米羟基氧化铝、软水剂、水、甲基化合物粉末和抛釉粉组成，选用纤维状纳米羟基氧化铝改性陶瓷釉面，羟基氧化铝具有良好的水溶性，能够显著提升釉料的致密度，使用纤维状纳米羟基氧化铝能够发挥其潜在的纳米效应，增强界面结合力，相对于粉体氧化铝而言，由于纳米纤维的自由端比较少，能高效传递载荷、减少应力集中，同时与氧化石墨烯发挥协同作用，纤维两边的接触面积将增大，增强两端接触面的桥联效应，促使釉面的结合更加紧密，从而显著提升釉面的强度和耐磨度。

Description

一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷的制备技术领域，具体涉及一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法。
背景技术
陶瓷是陶器和瓷器的总称。人们早在约8000年前的新石器时代就发明了陶器。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，几乎完全不吸水且耐高温耐腐蚀。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。中国自古以来便是陶瓷的故乡，上千年的陶瓷发展历史让中国的陶瓷市场始终焕发着蓬勃生机，但随之而来的也是业内激烈的竞争。不仅如此，客户对陶瓷的需求也日益苛刻，陶瓷产品是否廉价、美观、耐磨、防菌和抗压等，都关系着企业产品的竞争力，这也促使企业必须开发更好的产品来满足用户的需求，从而推动了陶瓷行业的不断发展。其中，高强度和高耐磨度陶瓷釉面的开发是业内目前面临的共同难题，因此开发具有高强度和高耐磨度的陶瓷釉面对于提升企业竞争力意义重大。
氧化铝在陶瓷釉料中发挥着网络中间体的作用，可以提高釉面的硬度和耐磨度，降低线性膨胀系数。然而氧化铝不溶于水，在实际应用过程中分散并不均匀，导致使用效果不佳。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用纤维状纳米羟基氧化铝改性陶瓷釉面，旨在高效提高釉面的强度和耐磨度，提升产品竞争力的纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）釉料的制备：将纤维状纳米羟基氧化铝、软水剂和水混合，超声分散，得到混合物；再将抛釉粉、甲基化合物粉末、所述混合物和磨球装入球磨罐进行球磨，得到釉料；
（2）釉料的涂覆：将所得到的釉料均匀涂覆在陶瓷坯体上，干燥得到施加面釉的陶瓷坯体；
（3）烧成：将施加面釉的陶瓷坯体进行高温烧制，烧成温度为900～1400℃，烧成周期为50min，即得陶瓷釉面砖初成品；
（4）抛光：对步骤（3）中制备得到的陶瓷釉面砖初成品进行抛光，即得所述纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖；
其中，所述釉料按重量百分比计，包括：纤维状纳米羟基氧化铝：3.53%～14.71%、软水剂：0.19%～0.37%、水：22.81%～26.84%、甲基化合物粉末：0.05%～0.18%，余量为抛釉粉；
所述甲基化合物粉末为三甲基硅酸钠、三甲基硅酸钾、三甲基硅醇、羧甲基淀粉钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、三甲基甘氨酸、羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、甲基淀粉、羟乙基羧甲基、2-甲基乙酰苯胺、2,3-二甲基苯甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、3-甲基邻苯二甲酸酐、单甲基邻苯二甲酸、N-甲基三氟乙酰胺、2-甲基-6硝基苯甲酸、7-甲基靛红中的一种或多种。
进一步地，所述纤维状纳米羟基氧化铝由沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法和模板法中的任意一种方法制备得到。
进一步地，所述纤维状纳米羟基氧化铝直径在10～15nm。
进一步地，所述的软水剂为磷酸五钠、磷酸氢二钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠、沸石、六聚偏磷酸钠、磺化煤、NTA次氮基三乙酸盐、亚胺磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、次氨基三乙酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠、羧甲基琥珀酸钠、聚丙烯酸、硅酸钠中的一种或多种。
进一步地，所述的釉料按重量百分比计，包括：纤维状纳米羟基氧化铝：4.50%～14.71%、软水剂：0.23%～0.37%、水：23.55%～26.84%、甲基化合物粉末：0.08%～0.18%，余量为抛釉粉。
进一步地，所述的釉料中还添加氧化石墨烯含量为3wt%的氧化石墨烯浆料；所述釉料按重量百分比计，包括：纤维状纳米羟基氧化铝：3.53%～14.71%、氧化石墨烯浆料：0.02%～0.59%、软水剂：0.19%～0.37%、水：22.81%～26.84%、甲基化合物粉末：0.05%～0.18%，余量为抛釉粉。
进一步地，所述抛釉粉按重量百分比计，包括以下化学组分：SiO2：45%～65%、A12O3：5%～15%、K2O：2%～6%、Na2O：1%～5%、CaO：5%～15%、MgO：2%～6%、ZnO：1%～7%、BaO：3%～8%。
进一步地，所述步骤（1）中的釉料的球磨工艺为：磨球与球磨罐中物料的总质量比为1:0.5～3，转速为225～425rpm，球磨时间为10～25min。
进一步地，所述步骤（2）中釉料的涂覆工艺为：涂覆方法为刮釉法或喷釉法，刮釉法使用的刮釉器厚度为0.3～0.8mm，刮釉速度为5～9cm/s，喷釉法的施釉量为0.06～0.33g/cm2；釉水比重控制在1.73～1.78、釉浆流速25s～28s。
进一步地，所述步骤（3）中的烧成温度为1000～1400℃。
本发明一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，针对氧化铝不溶于水，在实际应用过程中分散并不均匀这一问题，特地选用纤维状纳米羟基氧化铝改性陶瓷釉面，羟基氧化铝具有良好的水溶性，能够显著提升釉料的致密度，使用纤维状纳米羟基氧化铝能够发挥其潜在的纳米效应，增强界面结合力，相对于粉体氧化铝而言，由于纳米纤维的自由端比较少，能高效传递载荷、减少应力集中，同时与氧化石墨烯发挥协同作用，纤维两边的接触面积将增大，增强两端接触面的桥联效应，促使釉面的结合更加紧密，从而显著提升釉面的强度和耐磨度。
本发明一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，利用纤维状纳米羟基氧化铝自由端少，能高效传递载荷、减少应力集中的特性，将纤维状纳米羟基氧化铝与氧化石墨烯发挥协同作用，使纤维状纳米羟基氧化铝两边的接触面积增大，从而增强两端接触面的桥联效应，显著提升釉面的强度和耐磨度；由于石墨烯具有高的强度，在抛光时会导致能量无法在晶格传递的过程中产生及时的变化（无法将冲击的能量转变为形变的能量），从而发生脆性断裂或脱落，使得瓷砖表面有大量的孔隙露出，影响釉面的致密性，本申请纤维状纳米羟基氧化铝与氧化石墨烯发挥协同作用，抛光时石墨烯不会发生脆性断裂或脱落，陶瓷釉面砖的釉面的致密性不受影响，陶瓷釉面砖釉面的致密性好。
本发明一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，使用通过沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法和模板法中的任意一种方法制备的纤维状纳米羟基氧化铝，均匀分散在釉料中，再高温烧结形成纤维状纳米氧化铝，在保留了氧化铝特殊性质的同时还增加了纳米效应，能够高效传递载荷、减少应力集中，从而显著增强釉面的强度和耐磨度；具体地，普通陶瓷釉的面强度与耐磨度分别为6.5、3级，未添加氧化石墨烯的纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的釉面强度与耐磨度分别为5.0、3级，添加了氧化石墨烯的纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的釉面强度与耐磨度分别为7.0、5级。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明实施例1纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖上的纤维状纳米羟基氧化铝扫描电子显微镜图。
图3为本发明实施例1纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖上的氧化石墨烯扫描电子显微镜图。
图4为纤维状氧化铝与石墨烯的协同作用图。
具体实施方式
下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何方式限制本发明。
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，陶瓷坯体可由公知的陶瓷原料按常规方法制备，也可由本申请限定的制成陶瓷坯体的粉料制成，对陶瓷原料或制成陶瓷坯体的粉料进行球磨、喷粉造粒、压坯干燥等步骤可制备得到陶瓷坯体；具体地，下述实施例中陶瓷坯体所用的陶瓷原料按重量百分比计,包括以下化学组分：SiO2：67%、A12O3：21.5%、K2O：3.5%、Na2O：2%、MgO：0.5%、CaO：0.3%、Fe2O3：0.5%、IL：4.7%；制成全抛砖坯体的粉料过250目筛余0.6～0.8%。
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，釉料的制备步骤进行超声分散的目的是将纤维状纳米羟基氧化铝很好地分散至釉料中，使得釉料表面结晶层更加紧密；当釉料中添加有氧化石墨烯时，超声分散的目的是将纤维状纳米羟基氧化铝及氧化石墨烯很好地分散至釉料中，使得釉料表面结晶层更加紧密。
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，所述甲基化合物粉末为三甲基硅酸钠、三甲基硅酸钾、三甲基硅醇、羧甲基淀粉钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、三甲基甘氨酸、羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、甲基淀粉、羟乙基羧甲基、2-甲基乙酰苯胺、2,3-二甲基苯甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、3-甲基邻苯二甲酸酐、单甲基邻苯二甲酸、N-甲基三氟乙酰胺、2-甲基-6硝基苯甲酸、7-甲基靛红中的一种或多种。
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，所述纤维状纳米羟基氧化铝由沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法和模板法中的任意一种方法制备得到；纤维状纳米羟基氧化铝直径在10～15nm；所述氧化石墨烯浆料中氧化石墨烯含量为3wt%。
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，所述的软水剂为磷酸五钠、磷酸氢二钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠、沸石、六聚偏磷酸钠、磺化煤、NTA次氮基三乙酸盐、亚胺磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、次氨基三乙酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠、羧甲基琥珀酸钠、聚丙烯酸、硅酸钠中的一种或多种。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将7.58g纤维状纳米羟基氧化铝、0.04g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀，得到混合物；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为300rpm，时间为10分钟，将该釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后100℃干燥，再以1200℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为2,3-二甲基苯甲酸、2-甲基-6硝基苯甲酸的混合物，两组分的重量比为1:1.5；
本实施例所用软水剂为次氨基三乙酸钠、聚丙烯酸的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由水热法制备得到的。
实施例1制备得到的纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖上的纤维状纳米羟基氧化铝扫描电子显微镜图如图2所示，纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖上的氧化石墨烯扫描电子显微镜图如图3所示；根据纤维状纳米羟基氧化铝扫描电子显微镜图以及氧化石墨烯扫描电子显微镜图可知，将纤维状纳米羟基氧化铝与氧化石墨烯发挥协同作用，使纤维状纳米羟基氧化铝两边的接触面积增大，从而增强两端接触面的桥联效应，显著提升釉面的强度和耐磨度。
实施例2
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将3.53g纤维状纳米羟基氧化铝、0.04g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为325rpm，时间为10分钟，将该釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后150℃干燥，再以1200℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为7-甲基靛红、三甲基甘氨酸的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用软水剂为碳酸钠、酒石酸钠的混合物，两组分的重量比为1:2；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由沉淀法制备得到的。
实施例3
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将16.63g纤维状纳米羟基氧化铝、0.26g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和80g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为400rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.30g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后150℃干燥，再以1100℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为甲基纤维素、羧甲基纤维素的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用软水剂为磷酸三钠、六偏磷酸钠的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由沉淀法制备得到的。
实施例4
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将14.23g纤维状纳米羟基氧化铝、0.15g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和60g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为350rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后180℃干燥，再以1300℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为单甲基邻苯二甲酸、N-甲基三氟乙酰胺的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用软水剂为乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠的混合物，两组分的重量比为1:1。
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由模板法制备得到的。
实施例5
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将11.25g纤维状纳米羟基氧化铝、0.64g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为375rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后100℃干燥，再以1400℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为羧甲基纤维素；
本实施例所用软水剂为磺化煤、六偏磷酸钠的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由溶胶-凝胶法制备得到的。
实施例6
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将9.29g纤维状纳米羟基氧化铝、0.53g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为325rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后180℃干燥，再以1400℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为羧甲基淀粉钠；
本实施例所用软水剂为次氨基三乙酸钠、葡萄糖酸钠的混合物，两组分的重量比为1:1；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由沉淀法制备得到的。
实施例7
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将6.89g纤维状纳米羟基氧化铝、0.36g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为375rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后180℃干燥，再以900℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为单甲基邻苯二甲酸；
本实施例所用软水剂为硅酸钠；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由水热法制备得到的。
实施例8
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将5.23g纤维状纳米羟基氧化铝、0.42g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为425rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后200℃干燥，再以1000℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为2-甲基-6硝基苯甲酸；
本实施例所用软水剂为葡萄糖酸钠；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由模板法制备得到的。
实施例9（无石墨烯）
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将5.23g纤维状纳米羟基氧化铝、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为425rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后200℃干燥，再以1000℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为2-甲基-6硝基苯甲酸；
本实施例所用软水剂为葡萄糖酸钠；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由模板法制备得到的。
对比实施例1（纤维状纳米羟基氧化铝改为氧化铝粉末，且无石墨烯）
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将5.23g氧化铝粉末、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为425rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后200℃干燥，再以1000℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为2-甲基-6硝基苯甲酸；
本实施例所用软水剂为葡萄糖酸钠；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由模板法制备得到的。
对比实施例2（纤维状纳米羟基氧化铝改为氧化铝粉末，有石墨烯）
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将5.23g氧化铝粉末、0.42g氧化石墨烯浆料、0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为425rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后200℃干燥，再以1000℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到氧化铝改性陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为2-甲基-6硝基苯甲酸；
本实施例所用软水剂为葡萄糖酸钠；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由模板法制备得到的。
对比实施例3（无石墨烯、无纤维状纳米羟基氧化铝）
一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，步骤如下：
将0.29g软水剂和25g水混合后分散均匀；再将71g抛釉粉、0.113g甲基化合物粉末和50g磨球装入球磨罐，随后加入分散均匀的混合物球磨，球磨的转速为425rpm，时间为15分钟，将釉料用喷釉法以0.25g/cm2的质量均匀涂覆在陶瓷坯体上，然后200℃干燥，再以1000℃高温烧制，最后进行抛光，即可得到陶瓷釉面砖。
本实施例所用甲基化合物粉末为2-甲基-6硝基苯甲酸；
本实施例所用软水剂为葡萄糖酸钠；
本实施例所用纤维状纳米羟基氧化铝是由模板法制备得到的。
分别取实施例1-9及对比例1-3制备得到的陶瓷釉面砖进行莫氏硬度测试，测试方法为：莫氏硬度笔刻划法；测定实施例1-9及对比例1-3制备得到的陶瓷釉面砖的耐磨度，测定仪器为有釉耐磨试验机；实验结果如下表1所示：
表1
项目 莫氏硬度 耐磨度
实施例1 7.0 5级
实施例2 7.0 5级
实施例3 7.0 5级
实施例4 7.0 5级
实施例5 7.0 5级
实施例6 7.0 5级
实施例7 7.0 5级
实施例8 7.0 5级
实施例9 6.5 3级
对比例1 6.0 3级
对比例2 6.0 2级
对比例3 5.0 3级
防污性能测试：用马克笔涂覆在陶瓷釉面砖的釉面上进行防污性能测试，实施例1-9制出的陶瓷釉面砖进行防污性能测试时，用水轻轻擦拭，污渍可去除；对比例1-3制出的陶瓷釉面砖进行防污性能测试时，用水擦拭，污渍很难去除，污渍残留明显；防污性能测试结果表明，实施例1-9制出的陶瓷釉面砖的防污性能良好，对比例1-3制出的陶瓷釉面砖的防污性能较差。
由上述性能测定结果可知，本发明一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，选用纤维状纳米羟基氧化铝改性陶瓷釉面，羟基氧化铝具有良好的水溶性，能够显著提升釉料的致密度，使用纤维状纳米羟基氧化铝能够发挥其潜在的纳米效应，增强界面结合力，相对于粉体氧化铝而言，由于纳米纤维的自由端比较少，能高效传递载荷、减少应力集中，同时与氧化石墨烯发挥协同作用，纤维两边的接触面积将增大，增强两端接触面的桥联效应，促使釉面的结合更加紧密，从而显著提升釉面的强度和耐磨度；利用纤维状纳米羟基氧化铝自由端少，能高效传递载荷、减少应力集中的特性，将纤维状纳米羟基氧化铝与氧化石墨烯发挥协同作用，使纤维状纳米羟基氧化铝两边的接触面积增大，从而增强两端接触面的桥联效应，显著提升釉面的强度和耐磨度；由于石墨烯具有高的强度，在抛光时会导致能量无法在晶格传递的过程中产生及时的变化（无法将冲击的能量转变为形变的能量），从而发生脆性断裂或脱落，使得瓷砖表面有大量的孔隙露出，影响釉面的致密性，本申请纤维状纳米羟基氧化铝与氧化石墨烯发挥协同作用，抛光时石墨烯不会发生脆性断裂或脱落，陶瓷釉面砖的釉面的致密性不受影响，陶瓷釉面砖釉面的致密性好；使用通过沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法和模板法中的任意一种方法制备的纤维状纳米羟基氧化铝，均匀分散在釉料中，再高温烧结形成纤维状纳米氧化铝，在保留了氧化铝特殊性质的同时还增加了纳米效应，能够高效传递载荷、减少应力集中，从而显著增强釉面的强度和耐磨度；具体地，普通陶瓷釉的面强度与耐磨度分别为6.5、3级，未添加氧化石墨烯的纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的釉面强度与耐磨度分别为5.0、3级，添加了氧化石墨烯的纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的釉面强度与耐磨度分别为7.0、5级。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）釉料的制备：将纤维状纳米羟基氧化铝、氧化石墨烯浆料、软水剂和水混合，超声分散，得到混合物；再将抛釉粉、甲基化合物粉末、所述混合物和磨球装入球磨罐进行球磨，得到釉料；
（2）釉料的涂覆：将所得到的釉料均匀涂覆在陶瓷坯体上，干燥得到施加面釉的陶瓷坯体；
（3）烧成：将施加面釉的陶瓷坯体进行高温烧制，烧成温度为900～1400℃，烧成周期为50min，即得陶瓷釉面砖初成品；
（4）抛光：对步骤（3）中制备得到的陶瓷釉面砖初成品进行抛光，即得所述纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖；
其中，所述釉料按重量百分比计，包括：纤维状纳米羟基氧化铝：3.53%～14.71%、氧化石墨烯浆料：0.02%～0.59%、软水剂：0.19%～0.37%、水：22.81%～26.84%、甲基化合物粉末：0.05%～0.18%，余量为抛釉粉；
所述氧化石墨烯浆料中氧化石墨烯含量为3wt%；
所述甲基化合物粉末为三甲基硅酸钠、三甲基硅酸钾、三甲基硅醇、羧甲基淀粉钠、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、三甲基甘氨酸、羟丙基甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、甲基淀粉、2-甲基乙酰苯胺、2,3-二甲基苯甲酸、4-甲基邻苯二甲酸、3-甲基邻苯二甲酸酐、单甲基邻苯二甲酸、N-甲基三氟乙酰胺、2-甲基-6硝基苯甲酸、7-甲基靛红中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述纤维状纳米羟基氧化铝由沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法和模板法中的任意一种方法制备得到。
3.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述纤维状纳米羟基氧化铝直径在10～15nm。
4.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述的软水剂为磷酸五钠、磷酸氢二钠、焦磷酸钠、碳酸钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸、三聚磷酸钠、沸石、六聚偏磷酸钠、磺化煤、NTA次氮基三乙酸盐、亚胺磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、次氨基三乙酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸钠、羧甲基琥珀酸钠、聚丙烯酸、硅酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述抛釉粉按重量百分比计，包括以下化学组分：SiO2 ：45%～65%、A12 O3 ：5%～15%、K2 O：2%～6%、Na2 O：1%～5%、CaO：5%～15%、MgO：2%～6%、ZnO：1%～7%、BaO：3%～8%。
6.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的球磨工艺为：磨球与球磨罐中物料的总质量比为1:0.5～3，转速为225～425rpm，球磨时间为10～25min。
7.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中釉料的涂覆工艺为：涂覆方法为刮釉法或喷釉法，刮釉法使用的刮釉器厚度为0.3～0.8mm，刮釉速度为5～9cm/s，喷釉法的施釉量为0.06～0.33g/cm2；釉水比重控制在1.73～1.78、釉浆流速25s～28s。
8.根据权利要求1所述的一种纤维状纳米氧化铝改性陶瓷釉面砖的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的烧成温度为1000～1400℃。
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