本申请属于环保、健康新材料领域，具体涉及一种具有自清洁作用的瓷砖。
背景技术：
瓷砖，又称磁砖，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、烧结之过程，而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等，建筑或装饰材料，称之为瓷砖。其原材料多由粘土、石英砂等等混合而成。、瓷砖用于多个场所，在厨房或者建筑外墙上使用时，由于经常接触油污或者其他物质，容易造成油污等粘附在瓷砖表面，不易清洗，造成瓷砖的美观度下降，也容易滋生细菌，造成使用的安全性下降。为了提升瓷砖的自清洁效果，多使用陶瓷涂料涂覆在瓷砖表面，比如申请号为cn105271946一种自清洁陶瓷涂料的制备方法，自清洁陶瓷涂料虽然具有一定的自清洁功能，但是，使用一段时间后涂料脱落或者涂覆不均会造成使用的效果下降。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种具有自清洁作用的瓷砖，通过对瓷砖原料及制备方法进行调整，提升了瓷砖的自清洁效果。
本申请通过以下技术方案实现：
一种具有自清洁作用的瓷砖，按重量计使用以下原料制成：高岭土180-200份、石英石45-50份、凹凸棒土35-40份、膨润土8-10份、莫来石纤维30-40份、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物10-15份。
所述纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物中纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为3-5:1。
所述凹凸棒土经过改性处理，具体步骤如下：
（1）、将凹凸棒土破碎，使用酸碱缓冲液浸泡20-30min，浸泡过程中不断搅拌，烘干；
（2）、将步骤（1）处理好的凹凸棒土与聚氨酯、壳聚糖按重量比15:2:1的比例混合，然后加热至160℃，保温处理30-40min，然后自然降温至室温，得到混合物；
（3）、将步骤（2）得到的混合物进行研磨，过120目筛，得到改性凹凸棒土。
所述纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物使用以下方法制备：
（1）、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液按重量比1:10混合，搅拌，使用超声波处理30min，得到膨胀石墨分散液；
（2）、向步骤（1）处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉，超声波处理25-30min，得到载体；
（3）、向步骤（2）得到的载体中加入膨胀石墨重量0.8-2倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛混合物，搅拌20min，超声处理30min，静置，在40-45℃下烘干；
（4）、将步骤（3）得到的产物与二氧化硅气凝胶按重量比3-5:1混合，研磨，过200目筛，得到纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物。
所述酸碱缓冲液为醋酸—醋酸钠溶液。
在步骤（3）烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。
一种具有自清洁作用的瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将石英石进行研磨，过180目筛，与凹凸棒土混合，继续粉碎，过240目筛；
（2）、将步骤（1）得到的混合物与膨润土、莫来石纤维、高岭土、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物混合，球磨，过200目筛，得到陶瓷用料；
（3）、将陶瓷用料压制成型，得到坯体，将坯体以15-16℃/min升温至550-620℃，保温3-5min，然后以10-12℃/min升温至1120-1180℃，保温70-80min，自然降温至720-730℃，保温20-25min，然后降至常温，得到具有自清洁作用的瓷砖。
本申请的有益效果：本申请的具有自清洁作用的瓷砖使用高岭土、石英石、凹凸棒土等作为主要成分制成，成分环保安全，对环境没有副作用，使用过程中也不会产生污染物，在原料中加入莫来石纤维，可以提升瓷砖的强度，能够避免制备及使用过程中瓷砖出现开裂。本申请中将凹凸棒土进行改性，提升了界面的活性，使瓷砖质地细腻、强度好，也要有利于与其他成分的分散效果，而且制坯和烧结过程中的成品率高。原料中加入膨润土，与改性凹凸棒土中的聚氨酯、壳聚糖等作用，在制备过程中能够使陶瓷原料融合分散效果更好，提升瓷砖的成型效果，高温烧结后可以产生部分碳化，提升瓷砖的耐腐蚀和耐磨性，同时，能够改善瓷砖的透气性。本申请在原料中加入纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物，加入后能显著提升陶瓷的耐污性，使瓷砖具有良好的耐污效果。
本申请中的纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物制备过程中加入膨胀石墨、沸石粉，可以使的纳米粒子具有良好的载体，使其在瓷砖表面积内部具有良好的附着点，提升附着的强度，延长自洁净、去污的周期，再加入二氧化硅气凝胶，能进一步提升纳米粒子的分散效果，还能够提升瓷砖的强度及耐磨性。
本申请中的瓷砖在烧结过程中采用升温预热、保温，再升温烧结、降温保温等手段，能显著提升瓷砖烧结的成品率，使用本方法及原料的瓷砖烧结的成品率在98%以上。
具体实施方式
实施例1
一种具有自清洁作用的瓷砖，按重量计使用以下原料制成：高岭土190份、石英石46份、凹凸棒土37份、膨润土8份、莫来石纤维35份、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物12份。
所述纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物中纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1。
所述凹凸棒土经过改性处理，具体步骤如下：
（1）、将凹凸棒土破碎，使用酸碱缓冲液浸泡20-30min，浸泡过程中不断搅拌；
（2）、将步骤（1）处理好的凹凸棒土与聚氨酯、壳聚糖按重量比15:2:1的比例混合，然后加热至160℃，保温处理30-40min，然后自然降温至室温，得到混合物；
（3）、将步骤（2）得到的混合物进行研磨，过120目筛，得到改性凹凸棒土。
所述纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物使用以下方法制备：
（1）、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液按重量比1:10混合，搅拌，使用超声波处理30min，得到膨胀石墨分散液；
（2）、向步骤（1）处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉，超声波处理25-30min，得到载体；
（3）、向步骤（2）得到的载体中加入膨胀石墨重量0.8-2倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛混合物，搅拌20min，超声处理30min，静置，在40-45℃下烘干；
（4）、将步骤（3）得到的产物与二氧化硅气凝胶按重量比3-5:1混合，研磨，过200目筛，得到纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物。
所述酸碱缓冲液为醋酸—醋酸钠溶液。
在步骤（3）烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。
一种具有自清洁作用的瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将石英石进行研磨，过180目筛，与凹凸棒土混合，继续粉碎，过240目筛；
（2）、将步骤（1）得到的混合物与膨润土、莫来石纤维、高岭土、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物混合，球磨，过200目筛，得到陶瓷用料；
（3）、将陶瓷用料压制成型，得到坯体，将坯体以15-16℃/min升温至585℃，保温3-5min，然后以10-12℃/min升温至1160℃，保温70-80min，自然降温至720℃，保温20-25min，然后降至常温，得到具有自清洁作用的瓷砖。
实施例2
一种具有自清洁作用的瓷砖，按重量计使用以下原料制成：高岭土200份、石英石48份、凹凸棒土37份、膨润土9份、莫来石纤维36份、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物15份。
所述纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物中纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1。
所述凹凸棒土经过改性处理，具体步骤如下：
（1）、将凹凸棒土破碎，使用酸碱缓冲液浸泡20-30min，浸泡过程中不断搅拌；
（2）、将步骤（1）处理好的凹凸棒土与聚氨酯、壳聚糖按重量比15:2:1的比例混合，然后加热至160℃，保温处理30-40min，然后自然降温至室温，得到混合物；
（3）、将步骤（2）得到的混合物进行研磨，过120目筛，得到改性凹凸棒土。
所述纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物使用以下方法制备：
（1）、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液按重量比1:10混合，搅拌，使用超声波处理30min，得到膨胀石墨分散液；
（2）、向步骤（1）处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉，超声波处理25-30min，得到载体；
（3）、向步骤（2）得到的载体中加入膨胀石墨重量0.8-2倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛混合物，搅拌20min，超声处理30min，静置，在40-45℃下烘干；
（4）、将步骤（3）得到的产物与二氧化硅气凝胶按重量比3-5:1混合，研磨，过200目筛，得到纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物。
所述酸碱缓冲液为醋酸—醋酸钠溶液。
在步骤（3）烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。
一种具有自清洁作用的瓷砖的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将石英石进行研磨，过180目筛，与凹凸棒土混合，继续粉碎，过240目筛；
（2）、将步骤（1）得到的混合物与膨润土、莫来石纤维、高岭土、纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物混合，球磨，过200目筛，得到陶瓷用料；
（3）、将陶瓷用料压制成型，得到坯体，将坯体以15-16℃/min升温至590℃，保温3-5min，然后以10-12℃/min升温至1150℃，保温70-80min，自然降温至725℃，保温20-25min，然后降至常温，得到具有自清洁作用的瓷砖。
实施例3
与实施例1相比，凹凸棒土不进行改性处理。
实施例4
与实施例1相比，纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物使用纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1的混合物直接添加，不使用本申请的方法进行处理。
实施例5
与实施例1相比，纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物制备时，不添加二氧化硅气凝胶。
实施例6
与实施例1相比，在瓷砖制备时，不进行变温处理，直接在1160℃下烧结成型。
对比例1
与实施例1相比，不使用膨润土。
对比例2
与实施例1相比，不使用莫来石纤维。
对比例3
与实施例1相比，不添加纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物。
按照gb/t3810-2016《陶瓷砖试验方法》分别测定实施例和对比例中得到的陶瓷砖的破坏强度，在mms-1g高速销盘摩擦磨损实验机上进行摩擦磨损试验，记录磨损量，检测磨损量，结果如表1：
自清洁性是将陶瓷放在相同的有油烟的环境中10天，使油烟沉降在瓷砖表面，然后使用湿布擦拭，擦拭用力度和擦拭的布材质相同，观察擦拭后瓷砖表面洁净度，以“+”数量表示清洁程度，清洁程度越高，“+”越多。
抑菌性是指将金黄色葡萄球菌种接种在瓷砖上，在25℃，相对湿度70%下培养36h，观察瓷砖表面菌落数，使用“—”标记，“—”越少，证明瓷砖抑菌能力越好。
由表1可知，本申请请实施例方法和原料制成的瓷砖具有更好的强度和自清洁效果，也具有更好的成品率。
为了验证纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物中纳米氧化锌和纳米二氧化钛的比例对抑菌作用的影响，本申请人进行了以下试验，结果如表2：
由表2可知，本申请中的纳米氧化锌—纳米二氧化钛复合物中纳米氧化锌和纳米二氧化钛在3-5:1的条件下，陶瓷具有更好的自清洁性和抑菌性。