本发明涉及挤出成型外墙砖领域，尤其涉及一种防裂磨面砖及其制备方法。
背景技术：
现有的磨面砖，作为一种外墙砖，其表面具有磨砂效果。磨面砖的制备工艺为在泥料挤出型的砖坯上，通过磨具抛磨，使得砖坯上出现多个随机分布的凹陷处。现有的磨面砖的干燥收缩率和烧结收缩率都较高，导致其砖坯容易产生干燥裂纹，烧结的成品也容易产生细纹和隐形裂纹，导致在制品损耗率高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种干燥收缩率和烧结收缩率都较低，可塑性强，避免干燥裂纹和烧结裂纹产生的防裂磨面砖及其制备方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防裂磨面砖，按照重量百分比，所述防裂磨面砖的原料包括塑性泥料20％～40％、10～15目的通体砖熟料颗粒20％～30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒10％～15％、长石类溶剂20％～35％和防裂剂1％～3％；
其中，按照重量百分比，所述防裂剂由纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％组成。所述玻化砖熟料颗粒为玻化砖废料颗粒经过破碎过筛后的熟料颗粒，所述玻化砖是指吸水率低于0.5％的陶瓷砖。
优选地，所述长石类溶剂为钠长石、钾长石中的一种或者多种的组合。
优选地，一种防裂磨面砖的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液20％～40％、烷基乙烯酮改性纤维素5％～20％、磷酸盐1％～5％、聚乙烯醇1％～5％、膨润土10％～15％、聚丙烯酸乳液2％～5％和水15％～35％，在常温下高速分散研磨，直至其细度＜80μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％～40％、10～15目的通体砖熟料颗粒20％～30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒10％～15％、长石类溶剂20％～35％和所述防裂剂1％～3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为3％～7％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂磨面砖。
优选地，所述步骤c的真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为13％～20％。所述防裂剂可提高泥粒的可塑性，并且泥粒的强度适中，因此可增大真空挤出机的相对真空度至-0.08～-0.1mpa，较现有工艺的相对真空度大，在保证泥粒挤出成型质量的前提下，泥粒挤出速度更快。
优选地，所述步骤e中的磨砂过程为：使用表面具有多个凸起的磨具对半干砖坯的表面进行抛磨，使半干砖坯的表面形成多个凹陷处；并在磨具抛磨的同时向半干砖坯的侧面吹风，以吹走碎屑。
优选地，步骤b中的长石类溶剂为钠长石、钾长石中的一种或者多种的组合。
优选地，所述步骤f在烧成制品冷却后，进行抛光和磨边，制得所述防裂磨面砖。
所述防裂磨面砖的原料中掺入所述防裂剂，以提高砖坯干燥抗裂性和避免烧结裂纹的产生，在不损害砖坯强度和烧成强度的前提下，有效降低砖坯的收缩变形性能，大大地降低挤出成型过程中塑性泥料的用量，并且可大大地提高大颗粒陶瓷废料(即10～15目的通体砖熟料颗粒)的用量，提高砖坯强度。所述防裂剂中的烷基乙烯酮改性纤维素、磷酸盐和聚乙烯醇的配合使用可提高砖坯的可塑性，避免砖坯产生拉伸裂纹，并且膨润土作为保水剂可避免砖坯干裂，降低砖坯的干燥收缩率，从而大大地降低抛磨过程中所述防裂磨面砖的裂纹率。在烧制过程中，所述防裂剂可提高砖坯的抗热冲击性能，降低砖坯的烧结收缩率，从而避免烧制的成品出现细裂纹和隐形裂纹。
所述防裂磨面砖的制备方法，往基料中添加所述防裂剂，从而提高砖坯干燥抗裂性和避免烧结裂纹的产生，在不损害砖坯强度和烧成强度的前提下，有效降低砖坯的收缩变形性能，大大地降低挤出成型过程中塑性泥料的用量，并且可大大地提高大颗粒陶瓷废料(即10～15目的通体砖熟料颗粒)的用量，提高砖坯强度，减少抛磨时半干砖坯的缺角率。
所述步骤d中，湿砖坯自然阴干后，进干燥窑干燥成含水率为3％～7％的半干砖坯，以避免干燥速度过快而产生干燥裂纹。所述步骤f中，先对磨砂后的半干砖坯以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，来进行预热，其预热升温速度缓慢，预热时间长，以避免因砖坯升温过快，所造成的原料粒径级配比率和砖坯线膨胀速率不协调，而产生拉伸裂纹；再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，来进行烧结，烧结升温速度缓慢，保温时间长，避免产生细裂纹和隐形裂纹，大大地减少成品的裂纹率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％、长石类溶剂32％和所述防裂剂3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂磨面砖。
检测制得的所述防裂磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
实施例2
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素10％、磷酸盐2％、聚乙烯醇3％、膨润土10％、聚丙烯酸乳液5％和水35％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％、长石类溶剂32％和所述防裂剂3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂磨面砖。
检测制得的所述防裂磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
实施例3
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％、长石类溶剂32％和所述防裂剂1％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂磨面砖。
检测制得的所述防裂磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
实施例4
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素20％、磷酸盐5％、聚乙烯醇5％、膨润土15％、聚丙烯酸乳液5％和水15％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％、长石类溶剂32％和所述防裂剂3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以40℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以30℃/min的速率升温至1100℃并保温2h，自然冷却，即得磨面砖。
检测制得的磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
实施例5
步骤a，按照重量百分比，将塑性泥料40％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％和长石类溶剂15％，加水混练均匀制成泥料；
步骤b，将步骤a中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤c，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤d，对步骤c的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤e，对步骤d磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得磨面砖。
检测制得的磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
实施例6
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液50％、磷酸盐10％、聚乙烯醇15％、聚丙烯酸乳液5％和水20％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％、长石类溶剂32％和所述防裂剂3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂磨面砖。
检测制得的所述防裂磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
实施例7
步骤a，按照重量百分比，将纯丙乳液35％、烷基乙烯酮改性纤维素3％、磷酸盐10％、聚乙烯醇10％、膨润土5％、聚丙烯酸乳液5％和水32％，在常温下高速分散研磨，直至其细度为70μm，即得所述防裂剂；
步骤b，按照重量百分比，将塑性泥料20％、10～15目的通体砖熟料颗粒30％、20～30目的玻化砖熟料颗粒15％、长石类溶剂32％和所述防裂剂3％，加水混练均匀制成泥料；
步骤c，将步骤b中混练均匀的泥料由筛网造粒机制成泥粒，泥粒经真空挤出机挤出成型并切割成湿砖坯，其中真空挤出机的相对真空度为-0.08～-0.1mpa，泥粒含水率为20％；
步骤d，将挤出的湿砖坯置于干燥车上自然阴干一天后进干燥窑干燥，形成半干砖坯，所述半干砖坯的含水率为5％；
步骤e，对步骤d的半干砖坯的表面进行磨砂，磨砂后的半干砖坯的表面具有多个凹陷处；
步骤f，对步骤e磨砂后的半干砖坯入窑烧制，先以2℃/min的速率升温至900℃并保温30min，再以10℃/min的速率升温至1150℃并保温2h，自然冷却，即得所述防裂磨面砖。
检测制得的所述防裂磨面砖的干燥性能和烧成后性能，结果如表1所示。
表1
由表1可知，一是从实施例1和实施例5的对比可知，所述防裂剂可有效降低手磨砖的干燥收缩率和烧结收缩率，从而避免干燥裂纹和烧结裂的产生；
二是从实施例1、2、3和7的对比可知，防裂剂的添加可提高砖坯的成型和强度，增大防裂剂的添加量，以及提高烷基乙烯酮改性纤维素、膨润土、磷酸盐和聚乙烯醇的掺入比例，有利于提高成品的防裂性能和结构强度；
三是从实施例1、2、3、6和7的对比可知，烷基乙烯酮改性纤维素、磷酸盐和聚乙烯醇的配合使用可提高砖坯的可塑性，避免砖坯产生拉伸裂纹，并且膨润土作为保水剂可避免砖坯干裂，降低砖坯的干燥收缩率；只有当烷基乙烯酮改性纤维素、磷酸盐、聚乙烯醇和膨润土的掺入比例适合时，干燥裂纹率和烧结裂纹率才能达到0％。
四是从实施例1和实施例4的对比可知，烧制过程中，降低预热和烧结的升温速率，以及延长预热时间和保温时间，可有效避免细裂纹和隐形裂纹的产生。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。