一种轻质高强度陶瓷砖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种轻质高强度陶瓷砖及其制备方法，属于陶瓷材料领域。
【背景技术】
[0002] 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强度低的缺点， 使用过程中易碎裂，不耐用，寿命短，无法满足市场需求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种轻质高强度陶瓷砖及其制备方法。 该陶瓷砖破坏强度高，抗重压，不易碎裂，使用寿命长。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005] -种轻质高强度陶瓷砖，由以下重量份的原料制成：锆英砂34-48、白榴石26-39、 铝矾土 15-20、铬渣22-36、煤渣15-25、硫化锰3-6、石膏纤维4-8、废糖蜜5-10、拉开粉 3. 5-6. 5、复合粘土 14-22、月桂醇醚磷酸酯钾1. 5-2. 5、二甘醇2-3 ;
[0006] 所述复合粘土的制备方法如下：
[0007] a、按质量比5-7:3-6:1称取木节粘土、铁研^土和紫砂泥，混合均勾，粉碎，过 150-200目筛，加水搅拌制成浓度为45-55 %的浆液，再加入相当于浆液重量4-8 %的二乙 醇单异丙醇胺、3-6%的琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2-4%的十二烷基二甲基甜菜碱，水浴加热 至 50-60°C，3000-4000r/min 高速研磨 15_20min，抽滤，烘干，待用；
[0008] b、按质量比称取3-5:2-3:1称取椰糠、竹肩和花生壳，混合均匀，粉碎，过200-300 目筛，待用；
[0009] 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2-4:1混合 均匀，再加入相当于矿物粘土重量8-12%的聚氧化乙烯、4-7%的羧甲基淀粉钠、2-5%的糖 钙，1000-1500r/min 高速分散 10-15min，即得。
[0010] 一种轻质高强度陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)取锆英砂、白榴石混合均匀，放入浓度为〇. 5-lmol/L的盐酸溶液中，水浴加 热至70-80°C，保温l_2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为l-2mol/L的氢氧化钠 溶液中，水浴加热至75-85°C，保温l_2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，660-720°C煅烧 20-3011^11，继续升温至880-940°〇，煅烧0.5-111后再升温至 1100-1150°〇，煅烧1.5-2.511后 取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用；
[0012] (2)取铝矾土、铬渣、煤渣、硫化锰、石膏纤维、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55-60%的浆液，再加入余下原料，水浴加热至55-65°C， 2000-2500r/min高速研磨30-35min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆 成型，成型压力为22-26MPa ;
[0013] (3)将步骤⑵制得的生坯在40-50°C的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于 3%，然后对干燥后的坯料进行浸釉；
[0014] (4)将步骤（3)制得的坯体在真空状态下以10-15°c/min的速率升温至 1140-1180°C，保温 2-3h，再以 3-5°C /min 的速率降温至 820-880°C，保温 l_2h，再以 2-4°C / min的速率降温至510-560°C，保温0. 5-lh，然后在3-4MPa的队气氛下以4-6°C /min的速 率升温至880-940°C，保温l_2h，再以2-4°C /min的速率升温至1210-1240°C，保温2-3h， 再以3-5°C /min的速率降温至760-820°C，保温0. 5-lh，随炉冷却至常温，包装即得成品。
[0015] 上述复合粘土采用木节粘土、铁矾土和紫砂泥三种粘土物质协同作用，并采用二 乙醇单异丙醇胺、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱对上述粘土进行改性，可 以提高粘土的分散性和可塑性，使注浆成型所需的浆料获得良好的悬浮性与稳定性，然后 采用椰糠、竹肩和花生壳对复合粘土进行改性，使得陶瓷砖在烧结过程中产生丰富的气孔， 可以提高陶瓷砖的保温隔热性能，最后采用聚氧化乙烯、羧甲基淀粉钠、糖钙进行改性，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。
[0016] 本发明的有益效果：
[0017] 本发明中铝矾土、复合粘土、铬渣、煤渣、硫化锰、石膏纤维等几种物质相互化学作 用，可以显著提高陶瓷砖的破坏强度，使制得的陶瓷砖具有质轻，强度高，韧性好，抗重压， 不易碎裂的特性，且具有良好的抗水性、耐磨性、耐酸碱侵蚀性，经久耐用，易于推广，适合 各种场所使用。
【具体实施方式】
[0018] 一种轻质高强度陶瓷砖，由以下重量（kg)的原料制成：锆英砂44、白榴石33、铝矾 土 17、铬渣32、煤渣20、硫化锰4. 5、石膏纤维6、废糖蜜8、拉开粉5. 5、复合粘土 18、月桂醇 醚磷酸酯钾2、二甘醇2. 5;
[0019] 所述复合粘土的制备方法如下：
[0020] a、按质量比7:6:1称取木节粘土、铁矾土和紫砂泥，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8%的二乙醇单异丙醇胺、6%的 琥珀酸二异辛酯磺酸钠、4%的十二烷基二甲基甜菜碱，水浴加热至60°C，4000r/min高速 研磨15min，抽滤，烘干，待用；
[0021] b、按质量比称取5:3:1称取椰糠、竹肩和花生壳，混合均匀，粉碎，过300目筛，待 用；
[0022] 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4:1混合 均匀，再加入相当于矿物粘土重量12%的聚氧化乙烯、7%的羧甲基淀粉钠、5%的糖钙， 1500r/min高速分散lOmin，即得。
[0023] -种轻质高强度陶瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
[0024] (1)取锆英砂、白榴石混合均勾，放入浓度为0. 8mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至 75°C，保温lh，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为I. 5mol/L的氢氧化钠溶液中，水 浴加热至80°C，保温I. 5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，680°C煅烧20min，继续升温至 910°C，煅烧Ih后再升温至1120°C，煅烧2h后取出并水淬，烘干，粉碎，过200目筛，待用；
[0025] (2)取铝矾土、铬渣、煤渣、硫化锰、石膏纤维、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57 %的浆液，再加入余下原料，水浴加热至60°C，2200r/ min高速研磨32min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为 24MPa ；
[0026] (3)将步骤（2)制得的生坯在45°C的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于 3%，然后对干燥后的坯料进行浸釉；
[0027] (4)将步骤（3)制得的坯体在真空状态下以10°C /min的速率升温至1160°C，保温 2. 5h，再以4°C /min的速率降温至860°C，保温lh，再以3°C /min的速率降温至540°C，保温 0. 5h，然后在3MPa的队气氛下以5°C /min的速率升温至930°C，保温I. 5h，再以3°C /min 的速率升温至1220°C，保温2. 5h，再以4°C /min的速率降温至790°C，保温0. 5h，随炉冷却 至常温，包装即得成品。
[0028] 上述实施例所生产的陶瓷砖主要性能如下表所示：
[0029]
【主权项】
1. 一种轻质高强度陶瓷砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：锆英砂34-48、白 榴石26-39、铝矾土 15-20、铬渣22-36、煤渣15-25、硫化锰3-6、石膏纤维4-8、废糖蜜 5-10、拉开粉3. 5-6. 5、复合粘土 14-22、月桂醇醚磷酸酯钾1. 5-2. 5、二甘醇2-3 ; 所述复合粘土的制备方法如下： a、 按质量比5-7:3-6:1称取木节粘土、铁矾土和紫砂泥，混合均匀，粉碎，过150-200目 筛，加水搅拌制成浓度为45-55%的浆液，再加入相当于浆液重量4-8%的二乙醇单异丙醇 胺、3-6%的琥珀酸二异辛酯磺酸钠、2-4%的十二烷基二甲基甜菜碱，水浴加热至50-60°C， 3000_4000r/min高速研磨15_20min，抽滤，烘干，待用； b、 按质量比称取3-5:2-3:1称取椰糠、竹肩和花生壳，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2-4:1混合均 匀，再加入相当于矿物粘土重量8-12%的聚氧化乙烯、4-7%的羧甲基淀粉钠、2-5%的糖钙， 1000-1500r/min 高速分散 10-15min，即得。
2. -种如权利要求1所述的轻质高强度陶瓷砖的制备方法，其特征在于包括以下步 骤： (1)取锆英砂、白榴石混合均匀，放入浓度为〇. 5 -1 mo I / L的盐酸溶液中，水浴加热 至70-80°C，保温l_2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为l-2mol/L的氢氧化钠溶 液中，水浴加热至75-85°C，保温l_2h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，660-720°C煅烧 20-301^11，继续升温至880-9401：，煅烧0.5-111后再升温至 1100-11501：，煅烧1.5-2.511后 取出并水淬，烘干，粉碎，过150-200目筛，待用； 取铝矾土、铬渣、煤渣、硫化锰、石膏纤维、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55-60%的浆液，再加入余下原料，水浴加热至55-65°C，2000-2500r/min 高速研磨30-35min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为 22-26MPa； (3) 将步骤（2)制得的生坯在40-50°C的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3%， 然后对干燥后的坯料进行浸釉； (4) 将步骤（3)制得的坯体在真空状态下以10-15°C /min的速率升温至1140-1180°C， 保温2-3h，再以3-5°C /min的速率降温至820-880°C，保温l_2h，再以2-4°C /min的速率 降温至510-560°C，保温0. 5-lh，然后在3-4MPa的队气氛下以4-6°C /min的速率升温至 880-940°C，保温 l_2h，再以 2-4°C /min 的速率升温至 1210-1240°C，保温 2-3h，再以 3-5°C / min的速率降温至760-820°C，保温0. 5-lh，随炉冷却至常温，包装即得成品。
【专利摘要】本发明公开了一种轻质高强度陶瓷砖及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：锆英砂34-48、白榴石26-39、铝矾土15-20、铬渣22-36、煤渣15-25、硫化锰3-6、石膏纤维4-8、废糖蜜5-10、拉开粉3.5-6.5、复合粘土14-22、月桂醇醚磷酸酯钾1.5-2.5、二甘醇2-3。本发明中铝矾土、复合粘土、铬渣、煤渣、硫化锰、石膏纤维等几种物质相互化学作用，可以显著提高陶瓷砖的破坏强度，使制得的陶瓷砖具有质轻，强度高，韧性好，抗重压，不易碎裂的特性，且具有良好的抗水性、耐磨性、耐酸碱侵蚀性，经久耐用，易于推广，适合各种场所使用。
【IPC分类】C04B38-06, C04B35-48, C04B35-626, C04B35-80
【公开号】CN104860697
【申请号】CN201510221622
【发明人】徐安辉, 孔德泽, 郑辉
【申请人】安徽省亚欧陶瓷有限责任公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月4日