CN109456064B - 轻质砖配方及其制备方法以及功能性轻质砖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了轻质砖配方及其制备方法以及功能性轻质砖的制备方法，涉及建材技术领域。轻质砖配方包括原矿泥12‑16份、膨润土2‑7份、压滤泥10‑17份、发泡废渣45‑65份、中温石粉6‑18份、滑石泥1‑4份、减水剂0.3‑1份和木质素0.1‑0.8份；其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣。轻质砖的制备方法以上述轻质砖配方为原料，包括：将配方中的各组分混合均匀并粉碎，然后依次经过造粒处理、压制成型和烧制。功能性轻质砖的制备方法，其先应用上述制备方法制备得到轻质砖，然后再进行功能化处理，提高轻质砖的综合性能，如抗菌性能、自清洁能力和发光效果等。

Description

轻质砖配方及其制备方法以及功能性轻质砖的制备方法
技术领域
本发明涉及建材技术领域，且特别涉及轻质砖配方及其制备方法以及功能性轻质砖的制备方法。
背景技术
发泡陶瓷轻质隔墙板烧成后需要将板材6面进行切削加工，成为规格化产品。但墙板加工过程中会出现一些切削废料，如6面表皮、切割锯带切削粉末等，切削后的废料量大概占据整块板材的15-30％(视切削设备、加工方式等影响，板材平整度也有较大关联)。废料的量非常大，需要回收循环使用，可引入发泡陶瓷隔墙板配方重复利用，也可以作为主料应用于一次烧成轻质砖的坯体。作为一次烧成轻质砖的坯体主要原料，可以充分利用发泡陶瓷生产废料中未反应完全的发泡剂作为坯体发泡剂，烧成后坯体内部孔径更加均匀，表面平整度更高，提升产品品质；可减少坯体烧失，改善坯体烧成预热段坯体软化，利于产品平整度。
但是，现有的循环利用中存在着废料利用率低，原料配方中废料的用量小，使产生的大量废料不能充分利用。而废料的用量过大则会直接导致最终制备得到的内墙砖的各项标准不符合要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻质砖配方，旨在更充分的利用发泡陶瓷废渣，制备符合工艺要求的轻质砖。
本发明的另一目的在于提供一种轻质砖的制备方法，其原料易得，制备成本低。
本发明的第三目的在于提供一种功能性轻质砖的制备方法，旨在进一步提高轻质砖的综合性能，拓宽应用范围。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种轻质砖配方，按重量份数计，包括原矿泥12-16份、膨润土2-7份、压滤泥10-17份、发泡废渣45-65份、中温石粉6-18份、滑石泥1-4份、减水剂0.3-1份和木质素0.1-0.8份；
其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣；
优选地，发泡废渣的粒径小于16目。
本发明还提出一种轻质砖的制备方法，其以上述轻质砖配方为原料，包括以下步骤：
将配方中的各组分混合均匀并粉碎，然后依次经过造粒处理、压制成型和烧制；
优选地，烧制过程中是在1100-1200℃的温度条件下烧制15-30min；优选地，在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率为9.5-10.5℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率为7.5-8.5℃/min。
本发明还提供了一种功能性轻质砖的制备方法，包括以下步骤：
根据上述制备方法制备轻质砖；
对轻质砖进行功能化处理；
优选地，功能化处理过程采用镀膜或二次烧成的方式；其中，镀膜过程是在轻质砖的表面涂覆自清洁功能涂层，二次烧成过程是将干粒熔块粉固定在砖面后进行再次烧制；
更优选地，镀膜过程中是先进行底层涂覆，干燥后进行表层涂覆，且底层的涂层厚度为1-1.5mm，表层的涂层厚度为0.5-1mm。
本发明实施例提供一种轻质砖配方的有益效果是：通过在轻质砖的配方中增加发泡废渣的用量，并配合原矿泥、膨润土、压滤泥、中温石粉、滑石泥、减水剂和木质素的用量，使制备得到的轻质砖的各项指标均符合工艺要求，而且降低了生产成本使发泡废渣得到了更充分的应用，具有很好的市场应用价值。
本发明还提供了一种轻质砖的制备方法，其应用上述轻质砖配方为原料，依次经过粉碎、造粒、陈腐和烧制过程制备得到轻质砖，方法简便易行，原料易得，生产成本低。
本发明还提供了一种功能性轻质砖的制备方法，其先应用上述制备方法制备得到轻质砖，然后再进行功能化处理，如采用镀膜、固定低温熔块等方式，提高轻质砖的综合性能，如抗菌性能、自清洁能力和发光效果等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的功能性轻质砖的制备流程图。
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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的轻质砖配方及其制备方法以及功能性轻质砖的制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供的一种轻质砖配方，按重量份数计，包括原矿泥12-16份、膨润土2-7份、压滤泥10-17份、发泡废渣45-65份、中温石粉6-18份、滑石泥1-4份、减水剂0.3-1份和木质素0.1-0.8份；其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣。
需要说明的是，通过在轻质砖的配方中增加发泡废渣的用量，并配合原矿泥、膨润土、压滤泥、中温石粉、滑石泥、减水剂和木质素的用量，使制备得到的轻质砖的各项指标均符合工艺要求，而且降低了生产成本使发泡废渣得到了更充分的应用，具有很好的市场应用价值。在本发明配方中发泡废渣的占比量大，一般而言在此种占比下是无法制备形成轻质砖的，发明人通过反复改进配方组成和配比实现了在发泡废渣用量较高的情况下仍能够制备得到符合工艺标准的轻质砖，更充分地使发泡废渣得到应用，具有很好的市场应用前景。需要强调的是，本发明实施例提供的轻质砖配方中的各组分的用量超出上述范围均会导致轻质砖不能形成。
优选地，发泡废渣的粒径小于16目，在实践操作中可以将废渣颗粒过16目筛，且没有筛余。发泡渣密度大概在360-450Kg/m3之间，抗压强度5.5-7.5Mpa，密度较轻同等重量体积偏大，这样造成投球时发泡渣占用空间变大，废渣颗粒大密度低造成发泡渣上浮，影响球磨效果。因此，需要控制发泡废渣的粒径，使其粒径不宜过大。
优选地，轻质砖配方包括原矿泥13-15份、膨润土3-5份、压滤泥12-15份、发泡废渣50-60份、中温石粉8-13份、滑石泥1.5-3份、减水剂0.5-0.6份和木质素0.2-0.3份。发明人通过对轻质砖配方进行了优化，进一步提高制备得到的轻质砖的机械强度，使轻质砖的成形效果更好。
原矿泥为市购的黑泥，是一种现有原料。压滤泥来源复杂大致可以分为以下几种，如压制成型、喷雾干燥、釉线底釉面釉、印刷釉、陶瓷喷墨墨水、保护釉、熔块干粒、干粒悬浮剂、全抛釉抛光磨边泥等。特别是釉线工艺方面产生的废料成分最为复杂，原因在于釉线釉料中为调整和改善烧成质量，配方中会引入大量的低温熔块作为熔剂，陶瓷墨水和干粒悬浮剂中含有大量有机成分，熔块干粒与悬浮剂混合形成干粒保护釉，使用过程中干粒或多或少会有浪费，导致干粒进入压滤泥中。压滤泥的成分如表1所示(L.O.I表示烧失量)。
表1压滤泥成分分析
名称 SiO<sub>2</sub> AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> CaO MgO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O L.O.I 总量
压滤泥 67.29 20.14 1.06 0.24 1.60 1.20 2.67 2.33 3.52 100.05
膨润土、中温石粉、滑石泥、减水剂和木质素均为市购原料，中温石粉和原矿泥的成分如表2所示。
表2原矿泥和中温石粉化学成分分析
名称 SiO<sub>2</sub> AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> TiO<sub>2</sub> CaO MgO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O L.O.I
中温石粉 74.57 15.45 0.57 0.04 0.02 0.07 5.08 1.57 2.88
原矿泥 61.05 24.84 2.60 0.36 0.07 0.23 0.76 0.21 10.14
配方中各组分坯体化学成分大致如下：Loss：2.77，Al2O3:18.42，SiO2:69.47，Fe2O3:1.28，CaO：0.63，MgO：1.73，K2O：2.33，Na2O：1.99，TiO2:0.25。
具体地，减水剂可以为一般常用减水剂，如三聚磷酸钠、水玻璃、腐殖酸钠、聚乙烯醇等。
本发明实施例还提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括轻质砖的制备和功能化处理，通过以上配方制备轻质砖再对轻质砖进行功能化处理，以使轻质砖形成多功能的产品。
请结合图1，轻质砖的制备包括以下步骤：
S1、前处理
前处理过程主要是对物料进行混料、过筛陈腐等过程。具体地，根据上述轻质砖的配方进行配料，粉碎至指定粒度后陈腐12-24h。
进一步地，将各组分混合均匀并粉碎的过程是采用球磨的方式，球磨时间为6-7h，球磨后的浆料细度为过250目筛网，且筛余量小于1.2％，陈腐时间12-24h，以保证进入造粒阶段物料的粒径符合要求，造粒后物料的粒径符合工艺要求。
S2、造粒
具体地，造粒处理的过程是采用喷雾造粒的方式，粉料的含水率为6-6.5％。喷雾造粒技术是一种常用的造粒方式，其采用市购的喷雾造粒干燥设备进行操作，其工作原理不做过多赘述。
优选地，造粒处理完成后进入压制成型过程中的粒径在第一范围内的物料比例为1％-9％，在第二范围内的物料比例为82％-90％，在第三范围内的物料比例为1％-9％；其中，其中，第一范围是指20目以上；第二范围是指20目至60目之间；第三范围是指100目以下(“以上”包含本数，“以下”不包含本数)。造粒完成后粒径的分布要尽量广泛，且主要以20-60目的粒径为主，这样的粒径范围能够使物料在烧制过程中形成适宜排气的通道，保证最终得到产品的力学性能。
S3、压制成型
粉料进入压制成型阶段，压制成型工艺参数与陶瓷砖成型工艺大致相似，压制成型模具采用异形表面，凹凸差控制在5mm左右，便于后期装饰加工。另外，采用异形模具面的原因在于可更有效避免发泡变形，烧成过程中发泡变形和模具效果相互左右，产品出窑后表面效果更自然，变化更随机。
S4、烧制
具体地，烧制过程中是在1100-1200℃的温度条件下烧制15-30min；优选地，在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率为9.5-10.5℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率为7.5-8.5℃/min。烧成曲线为电炉烧成曲线，可根据电炉烧成曲线作为参考设置生产烧成曲线，大生产烧成周期控制在120-150min之间；产品出窑后，对产品进行简单修边确保产品有一定边直度，便于后期加工处理。
经检测烧制完成后轻质砖密度控制在700-1100Kg/m3之间，强度7Mpa左右，表面触感无冰冷感。
请结合图1，轻质砖的功能化处理包括两种方式，一种是镀膜的方式，另一种是采用二次烧成的方式。下面对这两种方式进行详细介绍：
(1)镀膜
具体地，镀膜过程是在轻质砖的表面涂覆自清洁功能涂层，优选地，镀膜过程中是先进行底层涂覆，干燥后进行表层涂覆，且底层的涂层厚度为1-1.5mm，表层的涂层厚度为0.5-1mm。通过在轻质砖的底层和表层均涂覆自清洁功能涂层，以提升轻质砖的自清洁性能，拓宽其应用范围。
在一些实施例中，镀膜过程可以采用现有的一些自清洁功能涂层。
优选地，按重量份数计，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂18-23份、甘油醇酸树脂21-25份、石英粉10-15份、α-氧化铝粉5-9份、含羟基弗硅助剂2.3-2.9份、聚丙烯酸丁酯0.8-0.9份、氯化石蜡3-5份、乳化硅油1.3-2.0份、邻苯二甲酸二丁酯0.8-0.9份、有机溶剂23-29份、负离子材料10-20份。更优选地，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂20-22份、甘油醇酸树脂22-24份、石英粉12-14份、α-氧化铝粉6-8份、含羟基弗硅助剂2.4-2.7份、聚丙烯酸丁酯0.83-0.87份、氯化石蜡3.5-4.5份、乳化硅油1.5-1.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.82-0.87份、有机溶剂25-27份、负离子材料13-18份。
优选地，按重量份数计，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2-3份、钛酸四丁酯0.4-1份、氧化锌6-10份、分散剂2-4份、二氧化钛35-45份、有机溶剂35-45份、偶氮二异丁腈0.5-1.5份、十二烷基磺酸钠1-2份、掺锑二氧化锡5-7份、乙酸钠1-3份、羟丙基甲基纤维素1-3份、聚苯胺1-3份、联吡啶钌0.5-1.5份、负离子材料10-15份。更优选地，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2.3-2.8份、钛酸四丁酯0.5-0.7份、氧化锌7-9份、分散剂2.8-3.2份、二氧化钛38-42份、有机溶剂38-42份、偶氮二异丁腈0.8-1.2份、十二烷基磺酸钠1.4-1.6份、掺锑二氧化锡5.8-6.2份、乙酸钠1.5-2.5份、羟丙基甲基纤维素1.5-2.5份、聚苯胺1.5-2.5份、联吡啶钌0.8-1.2份、负离子材料12-14份。
需要说明的是，发明人对表层和底层涂覆的功能性涂层进行了自主研发，发现采用本发明优选实施例提供的涂层组成涂覆后产品的自清洁性能十分优异。
具体地，有机溶剂可以为乙醇、丙醇等。负离子材料可以为电石气、稀土化合物等。含羟基弗硅助剂为羟基弗硅油。分散剂可以为六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠。
(2)二次烧成
二次烧成过程是将干粒熔块粉固定在砖面后进行再次烧制，固定的方式可以采用多种，如采用胶水将干粒熔块粉进行固定。
优选地，采用二次烧成的方法进行功能化处理的步骤包括依次进行的表面介质涂覆、堆干粒和中温烧成。
其中，表面介质涂覆可以采用丝网印刷、滚筒印刷或者数码喷印中的一种，其目的是便于后面干粒熔块固定在砖体表面。表面介质涂覆中所用的表面介质包括有机物和无机低温介质，有机物选自羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠、乙醇、甘油和改性淀粉中的任意一种或多种，无机低温介质选自低温干粒熔块、玻璃粉和低温釉中的任意一种或多种。低温介质其化学成分，参考如下：Al2O3:1.07，SiO2:71.66，Fe2O3:0.09，CaO：9.18，MgO：3.53，K2O：0.4，Na2O：12.93，TiO2:0.07。
其中，堆干粒工艺目的主要是将干粒熔块粉按照既定图案或者要求涂撒到轻质砖表面，可以采用120-150目丝网印刷方式进行；也可采用定点喷胶水再撒干粒吹干粒方式将干粒固定在砖面，胶水主要成份为羧甲基纤维素钠、乙醇、腐殖酸钠、膨润土等。
具体地，干粒熔块化学成分跟低温无机介质成分接近(可以为玻璃粉等)，烧成温度为850-1050℃，软化温度为710-750℃，干粒的粒径为80-250目，膨胀系数为158-210。
优选地，干粒熔块混合有发光粉或抗菌材料；其中，发光粉为稀土激活剂掺杂基材材料，基材材料选自Sr4A114O25、SrAl2O4、Sr2MgSi2O7、CaA12O4、CaTiO3中的一种或多种。发光粉具有良好流动性，可与其他干粒充分混合后使用，使得经中低温烧成后的轻质砖表面具有发光效果，是具有荧光效果的发光材料。干粒熔块中可添加具有抗菌效果的材料，制备具有抗菌功能的轻质砖产品。抗菌材料经由含锶元素、稀土元素和黏土的水溶液经过球磨干燥后制备，此为现有工艺。
其中，中温烧成过程中是在920-980℃的温度条件下保温18-23min，且在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率为7-8℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率为4.5-5.5℃/min。烧制完成之后自然冷却，轻质砖出窑后，熔块干粒与轻质砖结合性较好。
经检测：热稳定性150℃、5次无裂纹，抗折强度7Mpa；吸污程度：无吸污(茶渍水不可冲去，可用洗洁精等清洗干净)，表面触感(无评判标准，只能手感接触)与瓷质砖相比，冰冷感减弱触感更舒适。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种轻质砖配方，按重量份数计，包括原矿泥12份、膨润土2份、压滤泥10份、发泡废渣45份、中温石粉6份、滑石泥14份、水玻璃减水剂0.3份和木质素0.1份；其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣；发泡废渣的过16目筛网，且没有筛余。
本实施例还提供一种轻质砖的制备方法，其包括以下步骤：
首先，按照上述配方的组成和用量配料，球磨时间为6h左右，然后使浆料细度满足过250目筛网，筛余量小于1.2％。将满足细度要求的物料陈腐12h左右。
其次，采用喷雾造粒的方式进行造粒，粉料的含水率约为6％；造粒处理完成后进入压制成型过程中的粒径在20目以上的比例为1％左右，20目至60目之间的比例为90％左右，100目以下的比例为9％左右。将符合粒径要求的物料陈腐20h，然后采用异形模具压制成型，凹凸差控制在5mm左右。
最后，将压制后的物料干燥后进入烧制阶段，在烧制过程中是在1100℃的温度条件下烧制30min；在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率约为9.5℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率约为7.5℃/min。
实施例2
本实施例提供一种轻质砖配方，按重量份数计，包括原矿泥16份、膨润土7份、压滤泥17份、发泡废渣65份、中温石粉18份、滑石泥4份、三聚磷酸钠减水剂1份和木质素0.8份；其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣；发泡废渣的过16目筛网，且没有筛余。
本实施例还提供一种轻质砖的制备方法，其包括以下步骤：
首先，按照上述配方的组成和用量配料，球磨时间为7h左右，然后使浆料细度满足过250目筛网，筛余量小于1.2％。将满足细度要求的物料陈腐14h左右。
其次，采用喷雾造粒的方式进行造粒，粉料的含水率约为6.5％；造粒处理完成后进入压制成型过程中的粒径在20目以上的比例为9％左右，20目至60目之间的比例为90％左右，100目以下的比例为1％左右。将符合粒径要求的物料陈腐28h，然后采用异形模具压制成型，凹凸差控制在5mm左右。
最后，将压制后的物料干燥后进入烧制阶段，在烧制过程中是在1200℃的温度条件下烧制15min；在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率约为10.5℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率约为8.5℃/min。
实施例3
本实施例提供一种轻质砖配方，按重量份数计，包括原矿泥13份、膨润土3份、压滤泥12份、发泡废渣50份、中温石粉8份、滑石泥1.5份、聚乙烯醇减水剂0.5份和木质素0.2份；其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣；发泡废渣的过16目筛网，且没有筛余。
本实施例还提供一种轻质砖的制备方法，其包括以下步骤：
首先，按照上述配方的组成和用量配料，球磨时间为6.5h左右，然后使浆料细度满足过250目筛网，筛余量小于1.2％。将满足细度要求的物料陈腐12h左右。
其次，采用喷雾造粒的方式进行造粒，粉料的含水率约为6.5％；造粒处理完成后进入压制成型过程中的粒径在20目以上的比例为9％左右，20目至60目之间的比例为82％左右，100目以下的比例为9％左右。将符合粒径要求的物料陈腐28h，然后采用异形模具压制成型，凹凸差控制在5mm左右。
最后，将压制后的物料干燥后进入烧制阶段，在烧制过程中是在1180℃的温度条件下烧制20min；在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率约为9℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率约为8℃/min。
实施例4
本实施例提供一种轻质砖配方，按重量份数计，包括原矿泥15份、膨润土5份、压滤泥15份、发泡废渣60份、中温石粉13份、滑石泥3份、聚乙烯醇减水剂0.6份和木质素0.3份；其中，发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣；发泡废渣的过16目筛网，且没有筛余。
本实施例还提供一种轻质砖的制备方法，其以上述配方为原料，具体步骤参照实施例3。
实施例5
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；将轻质砖表面清洁后先再其底层涂覆自清洁功能涂层，待干燥后再其表层涂覆自清洁功能涂层，再干燥即可。
其中，底层的涂层厚度为1mm，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂18份、甘油醇酸树脂21份、石英粉10份、α-氧化铝粉5份、羟基弗硅油2.3份、聚丙烯酸丁酯0.8份、氯化石蜡3份、乳化硅油1.3份、邻苯二甲酸二丁酯0.8份、丙醇23份、负离子材料10份。
其中，表层的涂层厚度为0.5mm，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2份、钛酸四丁酯0.4份、氧化锌6份、六偏磷酸钠2份、二氧化钛35份、乙醇35份、偶氮二异丁腈0.5份、十二烷基磺酸钠1份、掺锑二氧化锡5份、乙酸钠1份、羟丙基甲基纤维素1份、聚苯胺1份、联吡啶钌0.5份、电石气10份。
实施例6
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；将轻质砖表面清洁后先再其底层涂覆自清洁功能涂层，待干燥后再其表层涂覆自清洁功能涂层，再干燥即可。
其中，底层的涂层厚度为1.5mm，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂23份、甘油醇酸树脂25份、石英粉15份、α-氧化铝粉9份、羟基弗硅油2.9份、聚丙烯酸丁酯0.9份、氯化石蜡5份、乳化硅油2.0份、邻苯二甲酸二丁酯0.9份、丙醇29份、负离子材料20份。
其中，表层的涂层厚度为1mm，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯3份、钛酸四丁酯1份、氧化锌10份、焦磷酸钠4份、二氧化钛45份、乙醇45份、偶氮二异丁腈1.5份、十二烷基磺酸钠2份、掺锑二氧化锡7份、乙酸钠3份、羟丙基甲基纤维素3份、聚苯胺3份、联吡啶钌1.5份、电石气15份。
实施例7
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；将轻质砖表面清洁后先再其底层涂覆自清洁功能涂层，待干燥后再其表层涂覆自清洁功能涂层，再干燥即可。
其中，底层的涂层厚度为1.5mm，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂20份、甘油醇酸树脂22份、石英粉12份、α-氧化铝粉6份、羟基弗硅油2.4份、聚丙烯酸丁酯0.83份、氯化石蜡3.5份、乳化硅油1.5份、邻苯二甲酸二丁酯0.82份、丙醇25份、负离子材料13份。
其中，表层的涂层厚度为1mm，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2.3份、钛酸四丁酯0.5份、氧化锌7份、焦磷酸钠2.8份、二氧化钛38份、乙醇38份、偶氮二异丁腈0.8份、十二烷基磺酸钠1.4份、掺锑二氧化锡5.8份、乙酸钠1.5份、羟丙基甲基纤维素1.5份、聚苯胺1.5份、联吡啶钌0.8份、电石气12份。
实施例8
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；将轻质砖表面清洁后先再其底层涂覆自清洁功能涂层，待干燥后再其表层涂覆自清洁功能涂层，再干燥即可。
其中，底层的涂层厚度为1.5mm，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂22份、甘油醇酸树脂24份、石英粉14份、α-氧化铝粉8份、羟基弗硅油2.7份、聚丙烯酸丁酯0.87份、氯化石蜡4.5份、乳化硅油1.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.87份、丙醇27份、负离子材料18份。
其中，表层的涂层厚度为1mm，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2.8份、钛酸四丁酯0.7份、氧化锌9份、焦磷酸钠3.2份、二氧化钛42份、乙醇42份、偶氮二异丁腈1.2份、十二烷基磺酸钠1.6份、掺锑二氧化锡6.2份、乙酸钠2.5份、羟丙基甲基纤维素2.5份、聚苯胺2.5份、联吡啶钌1.2份、电石气14份。
实施例9
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；将轻质砖表面清洁后先再其底层涂覆自清洁功能涂层，待干燥后再其表层涂覆自清洁功能涂层，再干燥即可。
其中，底层的涂层厚度为1.5mm，用于涂覆底层的自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂21份、甘油醇酸树脂23份、石英粉13份、α-氧化铝粉7份、羟基弗硅油2.6份、聚丙烯酸丁酯0.85份、氯化石蜡4份、乳化硅油1.7份、邻苯二甲酸二丁酯0.85份、丙醇26份、负离子材料15份。
其中，表层的涂层厚度为1mm，用于涂覆表层的自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2.5份、钛酸四丁酯0.6份、氧化锌8份、焦磷酸钠3份、二氧化钛40份、乙醇40份、偶氮二异丁腈1份、十二烷基磺酸钠1.5份、掺锑二氧化锡6份、乙酸钠2份、羟丙基甲基纤维素2份、聚苯胺2份、联吡啶钌1份、电石气13份。
实施例10
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；然后依次进行的表面介质涂覆、堆干粒和中温烧成。
其中，表面介质涂覆是进行有机物和无机低温介质混合物的涂覆，有机物为羧甲基纤维素钠，无机低温介质为玻璃粉，二者的比例约为10:1。
其中，堆干粒过程中是将干粒熔块粉(玻璃粉)涂撒到轻质砖表面，干粒熔块的烧成温度约为850℃，软化温度约为710℃，干粒的粒径约为80目，膨胀系数约为158。
其中，中温烧成过程中是在920℃的温度条件下保温23min，且在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率约为7℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率约为4.5℃/min。
实施例11
本实施例提供一种功能性轻质砖的制备方法，其包括：采用实施例4中的制备方法制备轻质砖；然后依次进行的表面介质涂覆、堆干粒和中温烧成。
其中，表面介质涂覆是进行有机物和无机低温介质混合物的涂覆，有机物为羧甲基纤维素钠，无机低温介质为玻璃粉，二者的比例约为10:1。
其中，堆干粒过程中是将干粒熔块粉(玻璃粉)涂撒到轻质砖表面，干粒熔块的烧成温度约为1050℃，软化温度约为750℃，干粒的粒径约为250目，膨胀系数约为210。
其中，中温烧成过程中是在980℃的温度条件下保温18min，且在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率约为8℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率约为5.5℃/min。
试验例1
将实施例1-4中制备得到的轻质砖的性能，测试标准参照行业标准JC/T1095-2009轻质陶瓷砖，测试结果见表1。
表1轻质砖的性能测试结果
组别 密度(Kg/m<sup>3</sup>) 强度(MPa) 表面触感
实施例1 1028 11.3 无冰冷感
实施例2 1078 11.4 无冰冷感
实施例3 1108 12.5 无冰冷感
实施例4 1132 12.9 无冰冷感
由表1可知，本发明实施例中轻质砖的配方中发泡陶瓷废渣的用量较多，且能够形成满足工艺要求的轻质砖。
试验例2
将实施例5-9中制备得到的功能性轻质砖的热稳定性、抗折强度、吸污程度和表面触感，测试结果见表2。
表2功能性轻质砖的性能测试结果
Figure BDA0001936323170000211
由表2可知，本发明实施例制备得到的功能性轻质砖的综合性能较好，具有很好的热稳定性和力学性能，且自清洁性能较好，不会产生吸污，可用洗洁精等清洗干净；通过手感接触对表面触感进行测试，与瓷质砖相比，冰冷感减弱触感更舒适。
综上所述，本发明提供的一种轻质砖配方，通过在轻质砖的配方中增加发泡废渣的用量，并配合原矿泥、膨润土、压滤泥、中温石粉、滑石泥、减水剂和木质素的用量，使制备得到的轻质砖的各项指标均符合工艺要求，而且降低了生产成本使发泡废渣得到了更充分的应用，具有很好的市场应用价值。本发明还提供了一种轻质砖的制备方法，其应用上述轻质砖配方为原料，依次经过粉碎、造粒、陈腐和烧制过程制备得到轻质砖，方法简便易行，原料易得，生产成本低。
本发明还提供了一种功能性轻质砖的制备方法，其先应用上述制备方法制备得到轻质砖，然后再进行功能化处理，如采用镀膜、固定低温熔块等方式，提高轻质砖的综合性能，如抗菌性能、自清洁能力和发光效果等。
以上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。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

Claims (13)

1.一种轻质砖的制备方法，其特征在于，按重量份数计，其原料包括原矿泥13-15份、膨润土3-5份、压滤泥12-15份、发泡废渣50-60份、中温石粉8-13份、滑石泥1.5-3份、减水剂0.5-0.6份和木质素0.2-0.3份；
其中，所述原矿泥为黑泥，所述发泡废渣为发泡陶瓷加工废渣；
所述发泡废渣的粒径小于16目；包括以下步骤：
将配方中的各组分混合均匀并粉碎，然后依次经过造粒处理、压制成型和烧制；
所述烧制过程中是在1100-1200℃的温度条件下烧制15-30min；在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率为9.5-10.5℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率为7.5-8.5℃/min；
造粒处理完成后进入压制成型过程中的粒径在第一范围内的物料比例为1%-9%，在第二范围内的物料比例为82%-90%，在第三范围内的物料比例为1%-9%；其中，所述第一范围是指20目以上；所述第二范围是指20目至60目之间；所述第三范围是指100目以下。
2.根据权利要求1所述的轻质砖的制备方法，其特征在于，将各组分混合均匀并粉碎的过程是采用球磨的方式，球磨时间为6-7h，球磨后的浆料细度为过250目筛网，且筛余量小于1.2%。
3.根据权利要求1所述的轻质砖的制备方法，其特征在于，所述造粒处理的过程是采用喷雾造粒的方式，粉料的含水率为6-6.5%。
4.一种功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备所述轻质砖；
对所述轻质砖进行功能化处理。
5.根据权利要求4所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，所述功能化处理过程采用镀膜或二次烧成的方式；其中，所述镀膜过程是在所述轻质砖的表面涂覆自清洁功能涂层，所述二次烧成过程是将干粒熔块粉固定在砖面后进行再次烧制。
6.根据权利要求5所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，所述镀膜过程中是先进行底层涂覆，干燥后进行表层涂覆，且底层的涂层厚度为1-1.5mm，表层的涂层厚度为0.5-1mm。
7.根据权利要求6所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，按重量份数计，用于涂覆底层的所述自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂18-23份、甘油醇酸树脂21-25份、石英粉10-15份、α-氧化铝粉5-9份、含羟基氟 硅助剂2.3-2.9份、聚丙烯酸丁酯0.8-0.9份、氯化石蜡3-5份、乳化硅油1.3-2.0份、邻苯二甲酸二丁酯0.8-0.9份、有机溶剂23-29份、负离子材料10-20份。
8.根据权利要求7所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，用于涂覆底层的所述自清洁功能涂层的原料包括环氧丙烯酸树脂20-22份、甘油醇酸树脂22-24份、石英粉12-14份、α-氧化铝粉6-8份、含羟基氟 硅助剂2.4-2.7份、聚丙烯酸丁酯0.83-0.87份、氯化石蜡3.5-4.5份、乳化硅油1.5-1.8份、邻苯二甲酸二丁酯0.82-0.87份、有机溶剂25-27份、负离子材料13-18份。
9.根据权利要求6所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，按重量份数计，用于涂覆表层的所述自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2-3份、钛酸四丁酯0.4-1份、氧化锌6-10份、分散剂2-4份、二氧化钛35-45份、有机溶剂35-45份、偶氮二异丁腈0.5-1.5份、十二烷基磺酸钠1-2份、掺锑二氧化锡5-7份、乙酸钠1-3份、羟丙基甲基纤维素1-3份、聚苯胺1-3份、联吡啶钌0.5-1.5份、负离子材料10-15份。
10.根据权利要求9所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，用于涂覆表层的所述自清洁功能涂层的原料包括聚异丁烯2.3-2.8份、钛酸四丁酯0.5-0.7份、氧化锌7-9份、分散剂2.8-3.2份、二氧化钛38-42份、有机溶剂38-42份、偶氮二异丁腈0.8-1.2份、十二烷基磺酸钠1.4-1.6份、掺锑二氧化锡5.8-6.2份、乙酸钠1.5-2.5份、羟丙基甲基纤维素1.5-2.5份、聚苯胺1.5-2.5份、联吡啶钌0.8-1.2份、负离子材料12-14份。
11.根据权利要求6所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，采用所述二次烧成的方法进行功能化处理的步骤包括依次进行的表面介质涂覆、堆干粒和中温烧成；
其中，所述表面介质涂覆中所用的表面介质包括有机物和无机低温介质，所述有机物选自羧甲基纤维素钠、三聚磷酸钠、乙醇、甘油和改性淀粉中的任意一种或多种，所述无机低温介质选自低温干粒熔块、玻璃粉和低温釉中的任意一种或多种；
其中，在堆干粒过程中所用的干粒熔块的烧成温度为850-1050℃，软化温度为710-750℃，干粒的粒径为80-250目，膨胀系数为158-210。
12.根据权利要求11所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，所述干粒熔块混合有发光粉或抗菌材料；其中，所述发光粉为稀土激活剂掺杂基材材料，所述基材材料选自Sr4A114O25、SrAl2O4、Sr2MgSi2O7、CaA12O4、CaTiO3中的一种或多种。
13.根据权利要求12所述的功能性轻质砖的制备方法，其特征在于，所述中温烧成过程中是在920-980℃的温度条件下保温18-23min，且在升温至烧制温度过程中包括两个阶段：第一阶段为t≤400℃，升温速率为7-8℃/min；第二阶段为400＜t≤烧制温度，升温速率为4.5-5.5℃/min。
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