CN114956791A - 一种具有良好加工性能的岩板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有良好加工性能的岩板及其制备方法，由以下重量份原料制备而成：20~35份改性工业固体废弃物、12~20份方解石、10~18份重晶石、6~12份改性硅酸锆晶须、5~10份锆英石、2~8份铝矾土、3~8份滑石粉、2~6份海泡石、1~4份氧化镁、1~3份烧结助剂、0.2~0.8份三聚磷酸铝。所述的岩板具有良好的加工性能、强度；通过对工业固体废弃物进行改性，可以有效的提高岩板的加工性能以及强度，一方面改性后的工业固体废弃物能够起到基础增强的作用提高岩板的强度，另外一方面，所述的工业固体废弃物改性后能够有效的避免应力过度集中，提高岩板整体的致密度，在切割时，不会发生破损。
Description
技术领域
本发明涉及岩板技术领域，具体涉及一种具有良好加工性能的岩板及其制备方法。
背景技术
岩板作为新型的装修材料广泛的应用于厨卫、家居面板，当岩板应用于厨卫、家居面板时，对岩板提出了更薄、更轻型化要求（10mm、甚至更薄型），且当岩板应用于厨卫、家居面板时往往需要对岩板进行切割加工，在对岩板进行切割时，对岩板的性能提出了更高的要求，当岩板的强度不够时，在切割的时候会造成破损，从而导致损失浪费，且在切割时，会造成切割出质量损失，因此如何制造出具有良好的加工性能的薄型岩板成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种具有良好加工性能的岩板及其制备方法，所述的岩板具有良好的加工性能、强度。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种具有良好加工性能的岩板，由以下重量份原料制备而成：20~35份改性工业固体废弃物、12~20份方解石、10~18份重晶石、6~12份改性硅酸锆晶须、5~10份锆英石、2~8份铝矾土、3~8份滑石粉、2~6份海泡石、1~4份氧化镁、1~3份烧结助剂、0.2~0.8份三聚磷酸铝。
在本发明中，在进行岩板切割时，将切割前后的岩板的重量损失用于衡量岩板的加工性能好坏，重量损失越大的岩板加工性能越差，质量损失越小的加工性能越好。
同时将传统的断裂模数也作为一指标用于反应加工性能和强度的好坏。
作为一种优选方案，所述具有良好加工性能的岩板由以下重量份原料制成：25~35份改性工业固体废弃物、15~20份方解石、12~18份重晶石、8~12份改性硅酸锆晶须、6~10份锆英石、4~8份铝矾土、3~6份滑石粉、2~5份海泡石、1~3份氧化镁、1~2份烧结助剂、0.2~0.6份三聚磷酸铝。
作为一种优选方案，所述具有良好加工性能的岩板由以下重量份原料制成：30份改性工业固体废弃物、17份方解石、15份重晶石、10份改性硅酸锆晶须、8份锆英石、7份铝矾土、5份滑石粉、4份海泡石、2份氧化镁、1.5份烧结助剂、0.5份三聚磷酸铝。
作为一种优选方案，所述改性工业固体废弃物的制备方法为：
S1、将8~15重量份白矸石、6~12重量份煤矸石、4~10重量份粉煤灰、1~5重量份高炉渣加入到高速搅拌机中，以600~1000rpm转速搅拌10~20min，再加入1~4重量份草酸、1~4重量份硬脂酸，加热至60~75℃，搅拌均匀，出料，过滤，干燥，得到混合物料；
S2、将1~4重量份月桂基硫酸三乙醇胺、1~2重量份N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠、0.1~0.5重量份偶联剂加入到20~30重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到改性液；
S3、将1~4重量份混合物料加入到8~20重量份改性液中，超声处理，过滤，干燥，得到改性工业固体废弃物。
发明人在大量的研究中发现，通过对工业固体废弃物进行改性，可以有效的提高岩板的加工性能以及强度，一方面改性后的工业固体废弃物能够起到基础增强的作用提高岩板的强度，另外一方面，所述的工业固体废弃物改性后能够有效的避免应力过度集中，提高岩板整体的致密度，在切割时，不会发生破损。
采取本发明所述的改性方法制备得到的改性工业废弃物相比于其他方法制备得到的改性工业废弃物能够更加显著的提高加工性能以及强度。
且采取上述的工业固体废弃物能够有效的废物再利用，变废为宝，减轻环境污染压力。
作为一种优选方案，所述步骤S2中偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
作为一种优选方案，所述步骤S3中超声处理功率为200~800W，超声处理时间为25~40min。
作为一种优选方案，所述改性硅酸锆晶须的制备方法为：
S11、将1~4重量份叶酸、0.6~1.5重量份稳定剂、8~15重量份硅酸锆晶须加入到30~50重量份去离子水中，分散均匀，再加入0.2~0.6重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，得到硅酸锆晶须处理液；
S12、将2~5重量份无水氟化铝加入到硅酸锆晶须处理液中，再加入0.1~0.4重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷，搅拌均匀，过滤，干燥，得到改性硅酸锆晶须。
本发明通过采取叶酸、稳定剂、磷酸三丁酯对硅酸锆晶须进行预处理，再通过无水氟化铝对硅酸锆晶须进行改性，采取上述改性后的硅酸锆晶须加入到本发明所述的配方体系下，首先能够起到良好的增强作用，其次，其在烧结过程中，能够有效的避免产生针孔和釉泡，均匀的分散在岩板中，不会造成局部应力过小或者过大，提高岩板切割的完整性。
且发明人发现，当采取其他物质替换所述的无水氟化铝对硅酸锆晶须进行改性时，对于岩板的加工性能、强度的提高会显著下降。
作为一种优选方案，所述稳定剂为磷酸三钙。
作为一种优选方案，所述烧结助剂为二硼化锆。
本发明还提供了一种具有良好加工性能的岩板的制备方法，包括以下步骤：
S21、将改性工业固体废弃物、方解石、重晶石、改性硅酸锆晶须、锆英石、铝矾土、滑石粉、海泡石、氧化镁、烧结助剂、三聚磷酸铝加入到球磨机中，湿法球磨，过100~400目筛，烘干，得到混合料；
S22、将混合料压制成型，所述压力为2000~8000吨/m2，压制厚度为3~15mm，得到坯料；
S23、将坯料在1280~1350℃下烧结40~150min，冷却，经磨边，即得具有良好加工性能的岩板。
本发明的有益效果：（1）本发明所述的岩板具有良好的加工性能、强度；（2）通过对工业固体废弃物进行改性，可以有效的提高岩板的加工性能以及强度，一方面改性后的工业固体废弃物能够起到基础增强的作用提高岩板的强度，另外一方面，所述的工业固体废弃物改性后能够有效的避免应力过度集中，提高岩板整体的致密度，在切割时，不会发生破损；（3）通过采取叶酸、稳定剂、磷酸三丁酯对硅酸锆晶须进行预处理，再通过无水氟化铝对硅酸锆晶须进行改性，采取上述改性后的硅酸锆晶须加入到本发明所述的配方体系下，首先能够起到良好的增强作用，其次，其在烧结过程中，能够有效的避免产生针孔和釉泡，均匀的分散在岩板中，不会造成局部应力过小或者过大，提高岩板切割的完整性。
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。
在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。
实施例1
一种具有良好加工性能的岩板，由以下重量份原料制备而成：
30份改性工业固体废弃物、17份方解石、15份重晶石、10份改性硅酸锆晶须、8份锆英石、7份铝矾土、5份滑石粉、4份海泡石、2份氧化镁、1.5份二硼化锆、0.5份三聚磷酸铝。
所述改性工业固体废弃物的制备方法为：
S1、将10重量份白矸石、8重量份煤矸石、5重量份粉煤灰、2重量份高炉渣加入到高速搅拌机中，以800rpm转速搅拌15min，再加入2重量份草酸、2重量份硬脂酸，加热至70℃，搅拌均匀，出料，过滤，干燥，得到混合物料；
S2、将3重量份月桂基硫酸三乙醇胺、1.8重量份N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠、0.2重量份异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯加入到25重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到改性液；
S3、将2重量份混合物料加入到10重量份改性液中，以500W超声处理30min，过滤，干燥，得到改性工业固体废弃物。
通过对工业固体废弃物进行改性，可以有效的提高岩板的加工性能以及强度，一方面改性后的工业固体废弃物能够起到基础增强的作用提高岩板的强度，另外一方面，所述的工业固体废弃物改性后能够有效的避免应力过度集中，提高岩板整体的致密度，在切割时，不会发生破损。
所述改性硅酸锆晶须的制备方法为：
S11、将2.5重量份叶酸、1.2重量份磷酸三钙、10重量份硅酸锆晶须加入到35.8重量份去离子水中，分散均匀，再加入0.5重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，得到硅酸锆晶须处理液；
S12、将4重量份无水氟化铝加入到硅酸锆晶须处理液中，再加入0.2重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷，搅拌均匀，过滤，干燥，得到改性硅酸锆晶须。
通过采取叶酸、稳定剂、磷酸三丁酯对硅酸锆晶须进行预处理，再通过无水氟化铝对硅酸锆晶须进行改性，采取上述改性后的硅酸锆晶须加入到本发明所述的配方体系下，首先能够起到良好的增强作用，其次，其在烧结过程中，能够有效的避免产生针孔和釉泡，均匀的分散在岩板中，不会造成局部应力过小或者过大，提高岩板切割的完整性。
所述具有良好加工性能的岩板的制备方法，包括以下步骤：
S21、将改性工业固体废弃物、方解石、重晶石、改性硅酸锆晶须、锆英石、铝矾土、滑石粉、海泡石、氧化镁、二硼化锆、三聚磷酸铝加入到球磨机中，湿法球磨，过200目筛，烘干，得到混合料；
S22、将混合料压制成型，所述压力为5000吨/m2，压制厚度为10mm，且控制其长为2m，宽为1m，得到坯料；
S23、将坯料在1320℃下烧结80min，冷却，经磨边，即得具有良好加工性能的岩板。
实施例2
一种具有良好加工性能的岩板，由以下重量份原料制备而成：29.8份改性工业固体废弃物、20份方解石、18份重晶石、6份改性硅酸锆晶须、5份锆英石、8份铝矾土、3份滑石粉、6份海泡石、1份氧化镁、3份二硼化锆、0.2份三聚磷酸铝。
所述改性工业固体废弃物的制备方法为：
S1、将12重量份白矸石、10重量份煤矸石、6重量份粉煤灰、2重量份高炉渣加入到高速搅拌机中，以800rpm转速搅拌15min，再加入1重量份草酸、1重量份硬脂酸，加热至70℃，搅拌均匀，出料，过滤，干燥，得到混合物料；
S2、将3重量份月桂基硫酸三乙醇胺、1.8重量份N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠、0.2重量份异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯加入到25重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到改性液；
S3、将2重量份混合物料加入到8重量份改性液中，以500W超声处理30min，过滤，干燥，得到改性工业固体废弃物。
所述改性硅酸锆晶须的制备方法为：
S11、将1重量份叶酸、0.6重量份磷酸三钙、8重量份硅酸锆晶须加入到30重量份去离子水中，分散均匀，再加入0.2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，得到硅酸锆晶须处理液；
S12、将2重量份无水氟化铝加入到硅酸锆晶须处理液中，再加入0.1重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷，搅拌均匀，过滤，干燥，得到改性硅酸锆晶须。
所述具有良好加工性能的岩板的制备方法，包括以下步骤：
S21、将改性工业固体废弃物、方解石、重晶石、改性硅酸锆晶须、锆英石、铝矾土、滑石粉、海泡石、氧化镁、二硼化锆、三聚磷酸铝加入到球磨机中，湿法球磨，过200目筛，烘干，得到混合料；
S22、将混合料压制成型，所述压力为5000吨/m2，压制厚度为10mm，且控制其长为2m，宽为1m，得到坯料；
S23、将坯料在1320℃下烧结80min，冷却，经磨边，即得具有良好加工性能的岩板。
实施例3
一种具有良好加工性能的岩板，由以下重量份原料制备而成：24.2份改性工业固体废弃物、20份方解石、18份重晶石、10份改性硅酸锆晶须、10份锆英石、2份铝矾土、8份滑石粉、2份海泡石、4份氧化镁、1份二硼化锆、0.8份三聚磷酸铝。
所述改性工业固体废弃物的制备方法为：
S1、将15重量份白矸石、12重量份煤矸石、4重量份粉煤灰、5重量份高炉渣加入到高速搅拌机中，以1000rpm转速搅拌10min，再加入4重量份草酸、4重量份硬脂酸，加热至65℃，搅拌均匀，出料，过滤，干燥，得到混合物料；
S2、将2.5重量份月桂基硫酸三乙醇胺、2.5重量份N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠、0.4重量份异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯加入到24.6重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到改性液；
S3、将3重量份混合物料加入到12重量份改性液中，以500W超声处理30min，过滤，干燥，得到改性工业固体废弃物。
所述改性硅酸锆晶须的制备方法为：
S11、将4重量份叶酸、1.5重量份磷酸三钙、15重量份硅酸锆晶须加入到50重量份去离子水中，分散均匀，再加入0.6重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，得到硅酸锆晶须处理液；
S12、将5重量份无水氟化铝加入到硅酸锆晶须处理液中，再加入0.4重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷，搅拌均匀，过滤，干燥，得到改性硅酸锆晶须。
所述具有良好加工性能的岩板的制备方法，包括以下步骤：
S21、将改性工业固体废弃物、方解石、重晶石、改性硅酸锆晶须、锆英石、铝矾土、滑石粉、海泡石、氧化镁、二硼化锆、三聚磷酸铝加入到球磨机中，湿法球磨，过200目筛，烘干，得到混合料；
S22、将混合料压制成型，所述压力为5000吨/m2，压制厚度为10mm，且控制其长为2m，宽为1m，得到坯料；
S23、将坯料在1320℃下烧结80min，冷却，经磨边，即得具有良好加工性能的岩板。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1采用工业废弃物替换改性工业固体废弃物，其他都相同。
所述工业固体废弃物包括10重量份白矸石、8重量份煤矸石、5重量份粉煤灰、2重量份高炉渣。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的改性工业固体废弃物的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的改性工业固体废弃物直接采用草酸、硬脂酸处理。
所述改性工业固体废弃物的制备方法为：
S1、将10重量份白矸石、8重量份煤矸石、5重量份粉煤灰、2重量份高炉渣加入到高速搅拌机中，以800rpm转速搅拌15min，再加入2重量份草酸、2重量份硬脂酸，加热至70℃，搅拌均匀，出料，过滤，干燥，得到改性工业固体废弃物。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3不含有所述的改性硅酸锆晶须，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采用硅酸锆晶须替换改性硅酸锆晶须，其他都相同。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，所述的改性硅酸铝的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，采用氟化钠替换无水氟化铝，其他都相同。
所述改性硅酸锆晶须的制备方法为：
S11、将2.5重量份叶酸、1.2重量份磷酸三钙、10重量份硅酸锆晶须加入到35.8重量份去离子水中，分散均匀，再加入0.5重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，得到硅酸锆晶须处理液；
S12、将4重量份氟化钠加入到硅酸锆晶须处理液中，再加入0.2重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷，搅拌均匀，过滤，干燥，得到改性硅酸锆晶须。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.沿着所述的岩板的边长延伸方向，每1dm采用陶瓷切割装置切割一次，总共切割19次，计算切割前后的总质量差（切割后总重量-切割前总重量，准确至0.1g），其中质量差能够反应岩板加工性能好坏，且质量差越大加工性能越差，测试结果见表1。
2.使用SKZ-10000A-600数显陶瓷砖断裂模数测试断裂模数，测试结果见表1。
表1 测试结果
从表1中可看出，本发明所述的岩板具有良好的加工性能且具有良好的强度。
从实施例1~3可看出，经过配方优化后的参数以及改性物制备参数的优化，能够在一定范围内提高加工性能以及强度。
对比实施例1与对比例1、2可看出，本发明所述的改性工业固体废弃物能够显著的提高加工性能和强度；采取本发明所述的改性方法制备得到的改性工业废弃物相比于其他方法制备得到的改性工业废弃物能够更加显著的提高加工性能和强度。
对比实施例1与对比例3~5可看出，本发明所述的改性硅酸锆晶须能够显著的提高加工性能和强度；采取本发明所述的改性方法制备得到的改性硅酸锆晶须相比于其他方法制备得到的改性硅酸锆晶须能够更加显著的提高加工性能和强度。
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)
1.一种具有良好加工性能的岩板，其特征在于，由以下重量份原料制备而成：20~35份改性工业固体废弃物、12~20份方解石、10~18份重晶石、6~12份改性硅酸锆晶须、5~10份锆英石、2~8份铝矾土、3~8份滑石粉、2~6份海泡石、1~4份氧化镁、1~3份烧结助剂、0.2~0.8份三聚磷酸铝。
2.根据权利要求1所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述具有良好加工性能的岩板由以下重量份原料制成：25~35份改性工业固体废弃物、15~20份方解石、12~18份重晶石、8~12份改性硅酸锆晶须、6~10份锆英石、4~8份铝矾土、3~6份滑石粉、2~5份海泡石、1~3份氧化镁、1~2份烧结助剂、0.2~0.6份三聚磷酸铝。
3.根据权利要求1所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述具有良好加工性能的岩板由以下重量份原料制成：30份改性工业固体废弃物、17份方解石、15份重晶石、10份改性硅酸锆晶须、8份锆英石、7份铝矾土、5份滑石粉、4份海泡石、2份氧化镁、1.5份烧结助剂、0.5份三聚磷酸铝。
4.根据权利要求1所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述改性工业固体废弃物的制备方法为：
S1、将8~15重量份白矸石、6~12重量份煤矸石、4~10重量份粉煤灰、1~5重量份高炉渣加入到高速搅拌机中，以600~1000rpm转速搅拌10~20min，再加入1~4重量份草酸、1~4重量份硬脂酸，加热至60~75℃，搅拌均匀，出料，过滤，干燥，得到混合物料；
S2、将1~4重量份月桂基硫酸三乙醇胺、1~2重量份N-油酰基-N-甲基牛磺酸钠、0.1~0.5重量份偶联剂加入到20~30重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到改性液；
S3、将1~4重量份混合物料加入到8~20重量份改性液中，超声处理，过滤，干燥，得到改性工业固体废弃物。
5.根据权利要求4所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述步骤S2中偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
6.根据权利要求4所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述步骤S3中超声处理功率为200~800W，超声处理时间为25~40min。
7.根据权利要求1所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述改性硅酸锆晶须的制备方法为：
S11、将1~4重量份叶酸、0.6~1.5重量份稳定剂、8~15重量份硅酸锆晶须加入到30~50重量份去离子水中，分散均匀，再加入0.2~0.6重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀，得到硅酸锆晶须处理液；
S12、将2~5重量份无水氟化铝加入到硅酸锆晶须处理液中，再加入0.1~0.4重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷，搅拌均匀，过滤，干燥，得到改性硅酸锆晶须。
8.根据权利要求7所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述稳定剂为磷酸三钙。
9.根据权利要求1所述的具有良好加工性能的岩板，其特征在于，所述烧结助剂为二硼化锆。
10.一种具有良好加工性能的岩板的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1~9任一所述的具有良好加工性能的岩板，包括以下步骤：
S21、将改性工业固体废弃物、方解石、重晶石、改性硅酸锆晶须、锆英石、铝矾土、滑石粉、海泡石、氧化镁、烧结助剂、三聚磷酸铝加入到球磨机中，湿法球磨，过100~400目筛，烘干，得到混合料；
S22、将混合料压制成型，所述压力为2000~8000吨/m2，压制厚度为3~15mm，得到坯料；
S23、将坯料在1280~1350℃下烧结40~150min，冷却，经磨边，即得具有良好加工性能的岩板。
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