CN104860713A - 一种耐压抗折陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐压抗折陶瓷砖及其制备方法,其由以下重量份的原料制成:石灰石27-39、方钠石20-30、凝灰岩18-26、盐泥 14-22、炉窑渣24-36、白垩粉16-27、金刚石微粉 14-25、六硼化镧3-5、聚醋酸乙烯酯6-9、单宁酸2-3、十二烷基硫酸钠1.5-2.5、碱式硫酸镁晶须 10-15、复合粘土13-21、氨基三亚甲基膦酸1-2、羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠2-3。本发明制得的陶瓷砖机械性能优异,具有较高的耐压强度和抗折强度,同时具有良好的抗腐蚀性、耐磨性、耐久性和抗温度急变性,使用寿命长,应用范围广,具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐压抗折陶瓷砖及其制备方法,属于陶瓷材料领域。
背景技术
陶瓷砖,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、烧结等过程,而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等之建筑或装饰之材料,其原材料多由粘土、石英砂以及其他无机非金属原料等等混合而成。近年来,随着我国建筑陶瓷行业的飞速发展,使得人们对陶瓷砖的性能要求也越来越高。目前市场上的陶瓷砖存在着耐压强度低和抗折强度低的缺点,在一些外力作用下容易出现开裂现象,缩短了其使用寿命,无法满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐压强度高、抗折强度高的耐压抗折陶瓷砖及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种耐压抗折陶瓷砖,由以下重量份的原料制成:石灰石27-39、方钠石20-30、凝灰岩18-26、盐泥14-22、炉窑渣24-36、白垩粉16-27、金刚石微粉14-25、六硼化镧3-5、聚醋酸乙烯酯6-9、单宁酸2-3、十二烷基硫酸钠1.5-2.5、碱式硫酸镁晶须10-15、复合粘土13-21、氨基三亚甲基膦酸1-2、羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠2-3;
所述复合粘土的制备方法如下:
a、按质量比3-6:2-4:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥,混合均匀,粉碎,过150-200目筛,加水搅拌制成浓度为50-60%的浆液,再加入相当于浆液重量3-6%的亚甲基二萘磺酸钠、2-4%的土耳其红油、1-2%的透明质酸钠,水浴加热至50-60℃,2000-3000r/min高速研磨20-30min,抽滤,烘干,待用;
b、按质量比称取2-3:1-2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣,混合均匀,粉碎,过200-300目筛,待用;
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2-3:1混合均匀,再加入相当于矿物粘土重量5-10%的聚丙烯酰胺、3-6%的羟丙基二淀粉磷酸酯、2-4%的硼砂,1000-1500r/min高速分散10-15min,即得。
一种耐压抗折陶瓷砖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取石灰石、方钠石、凝灰岩混合均匀,放入浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中,水浴加热至80-90℃,保温1-2h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,再放入浓度为1-2mol/L的氢氧化钠溶液中,水浴加热至70-80℃,保温1.5-2.5h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,烘干,870-910℃煅烧1-2h,继续升温至1160-1220℃,煅烧2-3h后取出并水淬,烘干,粉碎,过150-200目筛,待用;
(2)取盐泥、炉窑渣、白垩粉、金刚石微粉、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加水打浆制成浓度为50-60%的浆液,再加入单宁酸、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸和羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠,水浴加热至50-60℃,2000-3000r/min高速研磨30-40min,然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为3-5%的颗粒,待用;
(3)将步骤(2)制得的颗粒与六硼化镧、碱式硫酸镁晶须混合均匀,然后加入聚醋酸乙烯酯,搅拌混合15-20min,待用;
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在80-90MPa的压力下压制成型;
(5)将步骤(4)制得的坯体在50-60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于2%,然后对干燥后的坯体进行浸釉;
(6)将步骤(5)制得的坯体在3-5MPa的Ar气氛下以8-10℃/min的速率升温至980-1040℃,保温1.5-2.5h,再以4-6℃/min的速率降温至620-660℃,保温0.5-1h,然后在2-4MPa的N2气氛下以5-8℃/min的速率升温至1050-1100℃,保温1.5-2.5h,最后在真空状态下以3-5℃/min的速率降温至840-880℃,保温1-2h,再以2-4℃/min的速率降温至520-560℃,保温0.5-1h,再以7-9℃/min的速率升温至1180-1260℃,保温2-3h,随炉冷却至常温,包装即得成品。
上述复合粘土采用苏州土、凹凸棒土和山泥三种粘土物质协同作用,并采用亚甲基二萘磺酸钠、土耳其红油、透明质酸钠对上述粘土进行改性,可以提高粘土的分散性和可塑性,从而提高陶瓷砖制作工艺所用到浆液的悬浮性与稳定性,然后采用芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣对复合粘土进行改性,不仅使得陶瓷砖在烧结过程中产生丰富的气孔结构,还可以提高陶瓷砖的保温隔热性能,最后采用聚丙烯酰胺、羟丙基二淀粉磷酸酯、硼砂进行改性,可以提高复合粘土的粘结强度,使瓷坯在成型和干燥过程中避免变形与开裂的缺陷,并产生较高的机械强度。
本发明的有益效果:
本发明采用石灰石、方钠石、凝灰岩、盐泥等原料与金刚石微粉、六硼化镧、碱式硫酸镁晶须增强物质相互协同作用,提高陶瓷砖的机械性能,使陶瓷砖具有较高的耐压强度和抗折强度,同时具有良好的抗腐蚀性、耐磨性、耐久性和抗温度急变性,使用寿命长,应用范围广,具有较好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
一种耐压抗折陶瓷砖,由以下重量(kg)的原料制成:石灰石33、方钠石25、凝灰岩22、盐泥18、炉窑渣30、白垩粉23、金刚石微粉17、六硼化镧4、聚醋酸乙烯酯7、单宁酸2.5、十二烷基硫酸钠2、碱式硫酸镁晶须12、复合粘土17、氨基三亚甲基膦酸1.5、羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠2.5;
所述复合粘土的制备方法如下:
a、按质量比4:3:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥,混合均匀,粉碎,过200目筛,加水搅拌制成浓度为55%的浆液,再加入相当于浆液重量4.5%的亚甲基二萘磺酸钠、2.5%的土耳其红油、1.5%的透明质酸钠,水浴加热至55℃,2500r/min高速研磨25min,抽滤,烘干,待用;
b、按质量比称取3:2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣,混合均匀,粉碎,过250目筛,待用;
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2:1混合均匀,再加入相当于矿物粘土重量7%的聚丙烯酰胺、4%的羟丙基二淀粉磷酸酯、3%的硼砂,1500r/min高速分散10min,即得。
一种耐压抗折陶瓷砖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取石灰石、方钠石、凝灰岩混合均匀,放入浓度为1mol/L的盐酸溶液中,水浴加热至90℃,保温1.5h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,再放入浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液中,水浴加热至80℃,保温2h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,烘干,890℃煅烧1h,继续升温至1180℃,煅烧2.5h后取出并水淬,烘干,粉碎,过200目筛,待用;
(2)取盐泥、炉窑渣、白垩粉、金刚石微粉、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加水打浆制成浓度为50%的浆液,再加入单宁酸、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸和羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠,水浴加热至60℃,3000r/min高速研磨30min,然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4%的颗粒,待用;
(3)将步骤(2)制得的颗粒与六硼化镧、碱式硫酸镁晶须混合均匀,然后加入聚醋酸乙烯酯,搅拌混合16min,待用;
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在85MPa的压力下压制成型;
(5)将步骤(4)制得的坯体在55℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于2%,然后对干燥后的坯体进行浸釉;
(6)将步骤(5)制得的坯体在4MPa的Ar气氛下以9℃/min的速率升温至1020℃,保温2h,再以5℃/min的速率降温至640℃,保温0.5h,然后在3MPa的N2气氛下以7℃/min的速率升温至1080℃,保温2h,最后在真空状态下以4℃/min的速率降温至870℃,保温1h,再以3℃/min的速率降温至530℃,保温0.5h,再以8℃/min的速率升温至1240℃,保温2.5h,随炉冷却至常温,包装即得成品。
上述实施例所生产的陶瓷砖主要性能如下表所示:
项目 | 单位 | 检测结果 |
耐压强度 | MPa | 24.2 |
抗折强度 | MPa | 17.6 |
吸水率 | % | 0.17 |
导热系数 | W/m·k | 10.9 |
热膨胀系数 | m/m·k | 6.5×10-6 |
Claims (2)
1.一种耐压抗折陶瓷砖,其特征在于,由以下重量份的原料制成:石灰石27-39、方钠石 20-30、凝灰岩 18-26、盐泥 14-22、炉窑渣24-36、白垩粉 16-27、金刚石微粉 14-25、六硼化镧3-5、聚醋酸乙烯酯6-9、单宁酸 2-3、十二烷基硫酸钠1.5-2.5、碱式硫酸镁晶须 10-15、复合粘土13-21、氨基三亚甲基膦酸 1-2、羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠 2-3;
所述复合粘土的制备方法如下:
a、按质量比3-6:2-4:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥,混合均匀,粉碎,过150-200目筛,加水搅拌制成浓度为50-60%的浆液,再加入相当于浆液重量3-6%的亚甲基二萘磺酸钠、2-4%的土耳其红油、1-2%的透明质酸钠,水浴加热至50-60℃,2000-3000r/min高速研磨20-30min,抽滤,烘干,待用;
b、按质量比称取2-3:1-2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣,混合均匀,粉碎,过200-300目筛,待用;
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2-3:1混合均匀,再加入相当于矿物粘土重量5-10%的聚丙烯酰胺、3-6%的羟丙基二淀粉磷酸酯、2-4%的硼砂,1000-1500r/min高速分散10-15min,即得。
2.一种如权利要求1所述的耐压抗折陶瓷砖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取石灰石、方钠石、凝灰岩混合均匀,放入浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中,水浴加热至80-90℃,保温1-2h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,再放入浓度为1-2mol/L的氢氧化钠溶液中,水浴加热至70-80℃,保温1.5-2.5h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,烘干,870-910℃煅烧1-2h,继续升温至1160-1220℃,煅烧2-3h后取出并水淬,烘干,粉碎,过150-200目筛,待用;
取盐泥、炉窑渣、白垩粉、金刚石微粉、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加水打浆制成浓度为50-60%的浆液,再加入单宁酸、十二烷基硫酸钠、氨基三亚甲基膦酸和羟丙基氧化淀粉琥珀酸酯钠,水浴加热至50-60℃,2000-3000r/min高速研磨30-40min,然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为3-5%的颗粒,待用;
(3)将步骤(2)制得的颗粒与六硼化镧、碱式硫酸镁晶须混合均匀,然后加入聚醋酸乙烯酯,搅拌混合15-20min,待用;
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在80-90MPa的压力下压制成型;
(5)将步骤(4)制得的坯体在50-60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于2%,然后对干燥后的坯体进行浸釉;
(6)将步骤(5)制得的坯体在3-5MPa的Ar气氛下以8-10℃/min的速率升温至980-1040℃,保温1.5-2.5h,再以4-6℃/min的速率降温至620-660℃,保温0.5-1h,然后在2-4MPa的N2气氛下以5-8℃/min的速率升温至1050-1100℃,保温1.5-2.5h,最后在真空状态下以3-5℃/min的速率降温至840-880℃,保温1-2h,再以2-4℃/min的速率降温至520-560℃,保温0.5-1h,再以7-9℃/min的速率升温至1180-1260℃,保温2-3h,随炉冷却至常温,包装即得成品。
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