CN115259848B - 一种高白度的瓷砖及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建筑材料的技术领域，具体涉及一种高白度的瓷砖及其生产工艺，所述高白度的瓷砖由如下重量百分含量的原料制得：滑石23‑27%、水洗泥8‑12%、膨润土13‑17%、钠长石10‑14%、莫来石3‑6%、陶粒1‑3%、余量为钾钠长石；其具有瓷砖在白度较高的同时，其强度较高的优点。

Description

一种高白度的瓷砖及其生产工艺

技术领域

本申请涉及建筑材料的技术领域，尤其是涉及一种高白度的瓷砖及其生产工艺。

背景技术

现代建筑中，陶瓷制品以其适应性强、致密度高、品种繁多、花色丰富，装饰效果好、易保养，其应用于适用环境时，由于生产技术的日趋成熟，产品的花色也越来越接近自然逼真，所以深受消费者青睐。其中，瓷砖是不可或少的建筑材料，并且随着人们追求建筑物外观美化的趋势，瓷砖的需求量也逐渐增大。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、烧结而制成的过程，形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等，广泛应用于建筑或装饰材料。市场现有的白度高的瓷砖，其颜色白、光泽度高，受到一定客户群的青睐。

现有技术中，为了提高瓷砖的白度，常规技术手段是添加硅酸锆或增白剂，但这些物质具有一定的放射性，对环境，对人体具有一定的危害。市面上也出现一些无锆瓷砖，虽然白度较高，但其强度不足。

发明内容

为了瓷砖在白度较高的同时，其强度较高，本申请提供一种高白度的瓷砖及其生产工艺。

第一方面，本申请提供一种高白度的瓷砖，采用如下技术方案：

一种高白度的瓷砖，其由如下重量百分含量的原料制得：滑石23-27％、水洗泥8-12％、膨润土13-17％、钠长石10-14％、莫来石3-6％、陶粒1-3％、余量为钾钠长石。

通过采用上述技术方案，在烧结过程中，原料中含有的氧化铝和二氧化硅会反应生成莫来石，起到骨架作用，莫来石的强度较高，从而提高瓷砖的抗压强度和抗折强度，但反应生成的莫来石的量较小，且不定，本申请通过加入莫来石，可以提高莫来石的含量，进而提高瓷砖的综合性能，还可以和反应生成的莫来石结合，增强瓷砖的骨架作用；另外本申请通过加入陶粒，利用陶粒的多孔作用，可以对烧结过程中产生的膨胀起到缓冲作用，从而减小由于膨胀导致瓷砖内部挤压，造成内部多界面的情况，一体性较差的问题，使瓷砖的强度提高；并且本申请的各原料相结合，可以使瓷砖达到高白度的色泽要求。

作为优选：所述瓷砖由如下重量百分含量的原料制得：滑石25％、水洗泥10％、膨润土15％、钠长石12％、莫来石4％、陶粒2％、余量为钾钠长石。

通过采用上述技术方案，通过对瓷砖原料的优化，可以提高瓷砖的综合性能。

作为优选：所述瓷砖原料还含有0.2-0.8％的纳米氧化铝。

通过采用上述技术方案，通过加入氧化铝，其主要起到填充的作用，提高瓷砖内部结构的紧密程度，促进原料成分之间的致密性，降低空隙率，从而可以有效提高瓷砖的抗压强度和抗折强度，同时提高其耐磨性；另一方面，少量的纳米氧化锆可以和原料中含有的二氧化硅在烧结的过程中反应生成莫来石骨架，从而使瓷砖内部的结合力更强，有助于瓷砖的强度提高。

作为优选：所述纳米氧化铝的平均粒径为20-40nm。

通过采用上述技术方案，由表1的检测数据可以看出，纳米氧化铝的平均粒径是影响瓷砖的因素，其平均粒径为70nm制得的瓷砖的抗压强度和抗折强度均低于其平均粒径为20-40nm制备的瓷砖；并且纳米氧化铝的平均粒径为20-40nm时的检测数据较优。

作为优选：所述纳米氧化铝的预处理步骤如下：

在10-15重量份的水中加入0.3-0.5重量份的聚醚改性有机硅、0.1-0.3重量份的硅烷偶联剂，搅拌均匀后，加入4-6重量份的纳米氧化铝，然后搅拌1-2h后，过滤，干燥即可。

通过采用上述技术方案，通过纳米氧化铝的预处理步骤，可以提高纳米氧化铝颗粒之间的排斥力，提高其分散性，使其在瓷砖体系内分散均匀，进一步提高瓷砖的综合性能。

作为优选：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或几种。

作为优选：所述陶粒为页岩陶粒或黏土陶粒。

第二方面，本申请提供一种高白度的瓷砖的制备方法，采用如下技术方案：

一种高白度的瓷砖的制备方法，其包括如下制备步骤：

S1、混料：将各原料按照重量份配比进行称重，然后进行搅拌混合，得到成混合料A；

S2、球磨：把混合料A和水进行混合，混合料和水的重量份比为1：(0.6-0.7)，混合后进行球磨，得混合料B；

S3、喷雾造粒：把混合料B进行喷雾干燥，造粒，得混合粉料C；

S4、冲压成型：把混合粉料C进行布料、冲压成型，冲压成型速度为4.0-4.5次/min，冲压压力为34500-35000bar，得到瓷砖坯体，干燥排除水分；

S5、煅烧：把干燥后的瓷砖坯体进行煅烧，烧成温度的范围值为1170-1200℃，烧成周期为50-60min，得到瓷砖毛坯；

S6、抛光：把瓷砖毛坯进行抛光，得到高白度的瓷砖。

通过采用上述技术方案，通过对瓷砖制备方法中的各项参数的调整和控制，可以使瓷砖的最终的各项性能较优，并且其瓷砖合格率可达到97％及以上；并且本申请的制备方法符合一般工厂的生产要求，不存在对设备的高要求，不存在技术难点，制备步骤中的工艺参数一般的工厂均可达到，适用于工厂生产，有利于生产效率的提高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、在烧结过程中，原料中含有的氧化铝和二氧化硅会反应生成莫来石，起到骨架作用，莫来石的强度较高，从而提高瓷砖的抗压强度和抗折强度，但反应生成的莫来石的量较小，且不定，本申请通过加入莫来石，可以提高莫来石的含量，进而提高瓷砖的综合性能，还可以和反应生成的莫来石结合，增强瓷砖的骨架作用；另外本申请通过加入陶粒，利用陶粒的多孔作用，可以对烧结过程中产生的膨胀起到缓冲作用，从而减小由于膨胀导致瓷砖内部挤压，造成内部多界面的情况，一体性较差的问题，使瓷砖的强度提高；并且本申请的各原料相结合，可以使瓷砖达到高白度的色泽要求。

2、通过加入氧化铝，其主要起到填充的作用，提高瓷砖内部结构的紧密程度，促进原料成分之间的致密性，降低空隙率，从而可以有效提高瓷砖的抗压强度和抗折强度，同时提高其耐磨性；另一方面，少量的纳米氧化锆可以和原料中含有的二氧化硅在烧结的过程中反应生成莫来石骨架，从而使瓷砖内部的结合力更强，有助于瓷砖的强度提高。

3、本申请的瓷砖白度均在72.3及以上；耐磨性均低于0.15g/cm³，最小可达到0.08g/cm³；抗压强度均在2560-2740MPa之间；说明本申请制备的瓷砖的白度较高的同时，其抗压强度和抗折强度表现优异，并且还具有优异的耐磨性。

具体实施方式

以下结合具体内容对本申请作进一步详细说明。

原料

本申请中所用原料中的滑石为滑石粉，二氧化硅含量为60％，粒度为325目；膨润土的白度为92，粒度为325目，膨胀倍数为10-30；其余原料均为普通市售产品。

实施例

实施例1

一种高白度的瓷砖，其制备方法如下：

S1、混料：按照25重量份的滑石、10重量份的水洗泥、15重量份的膨润土、12重量份的钠长石、4重量份的莫来石、2重量份的陶粒和32重量份的钾钠长石的重量份比例进行配料，然后将其进行搅拌混匀，按照重量份配比进行称重，然后进行搅拌混合，得到成混合料A；其中，陶粒为页岩陶粒；

S2、球磨：把混合料A和水加入球磨机中进行混合，混合料和水的重量份比为1：(0.6-0.7)，混合后进行球磨，球磨粉碎至颗粒大小为100目，得混合料B；

S3、喷雾造粒：把混合料B喷射在喷雾干燥塔中进行喷雾干燥，造粒，得混合粉料C；

S4、冲压成型：把混合粉料C进行布料、冲压成型，冲压成型速度为4.5次/min，冲压压力为35000bar，得到瓷砖坯体，干燥排除水分；

S5、煅烧：把干燥后的瓷砖坯体放入炉窑内进行煅烧，烧成温度的范围值为1170℃，烧成周期为60min，得到瓷砖毛坯；

S6、抛光：把瓷砖毛坯进行抛光，得到高白度的瓷砖。

实施例2

一种高白度的瓷砖，与实施例1的不同之处在于，其S1中添加的原料还包括0.2重量份的纳米氧化铝，同时其添加的钾钠长石的重量份为31.8份，其余步骤与实施例1均相同；其中纳米氧化铝的平均粒径为20nm。

实施例3

一种高白度的瓷砖，与实施例2的不同之处在于，其S1中添加的纳米氧化铝经过如下预处理步骤：

在12kg的水中加入0.4kg的聚醚改性有机硅、0.2kg的硅烷偶联剂，搅拌均匀后，加入5kg的纳米氧化铝，然后搅拌1h后，过滤，干燥即可；其中，添加的硅烷偶联剂为KH550。

实施例4

一种高白度的瓷砖，与实施例3的不同之处在于，其添加的纳米氧化铝的重量份为0.4份，其余步骤与实施例3均相同。

实施例5

一种高白度的瓷砖，与实施例3的不同之处在于，其添加的纳米氧化铝的重量份为0.6份，其余步骤与实施例3均相同。

实施例6

一种高白度的瓷砖，与实施例3的不同之处在于，其添加的纳米氧化铝的重量份为0.8份，其余步骤与实施例3均相同。

实施例7

一种高白度的瓷砖，与实施例2的不同之处在于，其S1中添加的纳米氧化铝的平均粒径为40nm，其余步骤与实施例2均相同。

实施例8

一种高白度的瓷砖，与实施例2的不同之处在于，其S1中添加的纳米氧化铝的平均粒径为70nm，其余步骤与实施例2均相同。

对比例

对比例1

一种高白度的瓷砖，与实施例1的不同之处在于，其S1中未添加莫来石，其余步骤与实施例1均相同。

对比例2

一种高白度的瓷砖，与实施例1的不同之处在于，其S1中未添加陶粒，其余步骤与实施例1均相同。

性能检测试验

检测方法/试验方法

按照本申请实施例1-8和对比例1-2的制备方法制备瓷砖，然后按照如下检测方法对其进行检测，其检测结果如表1所示。

表1实施例1-8和对比例1-2的检测结果

由实施例1-8和对比例1-2，以及表1的检测数据可以看出，本申请的瓷砖白度均在72.1及以上；耐磨性均低于0.15g/cm³，最小可达到0.08g/cm³；抗压强度均在2560-2740MPa之间；说明本申请制备的瓷砖的白度较高的同时，其抗压强度和抗折强度表现优异，并且还具有优异的耐磨性。

本申请原料中添加纳米氧化铝，其主要目的是想起到填充的作用，提高瓷砖内部结构的紧密程度，促进原料成分之间的致密性，降低空隙率，从而可以有效提高瓷砖的抗压强度和抗折强度，同时提高其耐磨性；另一方面，少量的纳米氧化锆可以和原料中含有的二氧化硅在烧结的过程中反应生成莫来石骨架，从而使瓷砖内部的结合力更强，有助于瓷砖的强度提高。从实施例1和实施例2的检测数据可以看出，本申请在原料中添加纳米氧化铝后，其抗压强度和抗折强度，以及耐磨性均有一定幅度的提高；结合实施例3，可以看出，通过对纳米氧化铝进行预处理后，可在同样添加量下，其抗压强度和抗折强度较高；结合实施例4-6，可以看出，在其添加的重量份在0.2-0.8份时，随着其添加的重量份逐渐增加，制得的瓷砖的抗压强度和抗折强度呈逐渐上升趋势，但其重量份添加到0.6份以上时，其上升趋势减缓。考虑成本以及瓷砖的综合性能，其纳米氧化铝的添加量为0.4-0.6重量份的范围时，其添加量为优选。

从实施例1和对比例1-2的检测数据可以看出，本申请的原料中未添加莫来石或陶粒时，其制得的瓷砖的抗压强度、抗折强度，以及耐磨性均有降低，并且降低幅度较大。

从实施例2和实施例7-8的检测数据可以看出，纳米氧化铝的平均粒径是影响瓷砖的因素，其平均粒径为70nm制得的瓷砖的抗压强度和抗折强度均低于其平均粒径为20-40nm制备的瓷砖；并且纳米氧化铝的平均粒径为20nm时的检测数据最优。

上述具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高白度的瓷砖，其特征在于：其由如下重量份的原料制得：滑石25重量份、水洗泥10重量份、膨润土15重量份、钠长石12重量份、莫来石4重量份、陶粒2重量份、钾钠长石31.8重量份；所述瓷砖原料还含有0.2重量份的纳米氧化铝；

所述纳米氧化铝的平均粒径为20-50nm；

所述纳米氧化铝的预处理步骤如下：

在10-15重量份的水中加入0.3-0.5重量份的聚醚改性有机硅、0.1-0.3重量份的硅烷偶联剂，搅拌均匀后，加入4-6重量份的纳米氧化铝，然后搅拌1-2h后，过滤，干燥即可。

2.根据权利要求1所述的一种高白度的瓷砖，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种高白度的瓷砖，其特征在于：所述陶粒为页岩陶粒或黏土陶粒。

4.一种权利要求1-3任一所述的高白度的瓷砖的生产工艺，其特征在于：其包括如下制备步骤：

S1、混料：将各原料按照重量份配比进行称重，然后进行搅拌混合，得到成混合料A；

S2、球磨：把混合料A和水进行混合，混合料和水的重量份比为1：（0.6-0.7），混合后进行球磨，得混合料B；

S3、喷雾造粒：把混合料B进行喷雾干燥，造粒，得混合粉料C；

S4、冲压成型：把混合粉料C进行布料、冲压成型，冲压成型速度为4.0-4.5次/min，冲压压力为34500-35000bar，得到瓷砖坯体，干燥排除水分；

S5、煅烧：把干燥后的瓷砖坯体进行煅烧，烧成温度的范围值为1170-1200℃，烧成周期为50-60min，得到瓷砖毛坯；

S6、抛光：把瓷砖毛坯进行抛光，得到高白度的瓷砖。