一种纤维增强高耐冲击性瓷砖的制作方法

文档序号:13756351阅读:298来源:国知局

本发明涉及瓷砖,具体来讲是一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖。



背景技术:

随着人们生活水平的提高,对住宅环境的要求越来越高,消耗的资源也约到越多,造成了严重的环境污染,其中在建筑材料及其制品中,瓷砖占有很大的比例,每年的消化量也十分巨大。但是现有的瓷砖主要通过高岭土等无机材料制备,虽然材料的刚性比较大、当时材料脆性大,韧性不足,长久使用以及在巨大力的碰撞下很容易开裂,破损,进一步需要更换,导致资源的浪费。



技术实现要素:

本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,采用在现有的瓷砖中加入增强碳纤维材料的方法,所述的增强碳纤维材料采用碳纤维增强尼龙材料制备,在成本经济的前提条件下达到对陶瓷的增韧效果最好,解决了现有的家用瓷砖韧性不足的问题。

本发明采用的技术方案如下:

本发明公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体和增强碳纤维。

进一步的,所述的增强碳纤维(2)为碳纤维增强尼龙纤维,碳纤维的和尼龙纤维的质量比为1:1-1:3。

在瓷砖基体对碳纤维增强材料的强度要求不高,所以如果使用纯碳纤维制备的时候,将导致成本过高,在发明人对多种增强碳纤维材料进行性能试验和成本的考量之后,发明碳纤维增强尼龙纤维能够在成本较低的情况下,其制成的瓷砖具有较好的性能。

进一步的,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物;

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为燃料气体、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为100ml/min-200ml/min,沉积温度为900℃-1200℃;

碳纤维和陶瓷基体材料合成的瓷砖之所以具有较好的韧性,其主要的原因在于碳纤维和陶瓷基体界面相,界面相能够很好的将碳纤维和陶瓷基体连接起来,并能将材料所受的应力很好的传递,增大产品的耐冲击性,通过化学气相沉淀法在增强碳纤维材料和陶瓷基体材料之间形成含有碳化硼的截面相,当应力在产品中传递在界面相的时候,界面相形成的碳化硼涂层向四周出现裂缝,分散应力,增大产品的韧性。

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用物理方法对其进行混合;

步骤4:制备瓷砖,所述的制备瓷砖的工艺采用传统的方法,不过在制备的过程当中,可以根据原料的情况对制备瓷砖的具体工艺进行适当的调整。

进一步的,所述的碳酸镁为偶联剂改性过的碳酸镁,改性方法如下将碳酸镁加入到偶联反应罐中,打开搅拌装置,搅拌使碳酸镁旋转,将硅烷偶联剂与水、有机溶剂按照1:1:0.5配置成溶液后,直接喷洒在碳酸镁中,控制搅拌装置的旋转速度为4000转/分钟-6000转/分钟,使得混合物的温度达到120摄氏度,反应10-20分钟后,在100-150℃下烘干10-30分钟制得偶联改性过的碳酸镁。

作为优选,所述的有机溶剂为甲酰胺、三氟乙酸、DMSO、DMF、六甲基磷酸酰胺、甲醇、乙醇、乙酸、三氯乙烯、正丁醇、乙醚、正丁醚、四氯化碳、环己烷、己烷的一种。

作为优先,上述物理方法包括高速剪切、超声波共混,在混物中的目标在于对增强碳纤维材料和进行更好的混合,防止碳纤维之间出现缠绕以及混合不均匀的问题,作为混合物理方法的优选,采用高速剪切或者超声波共混的方法能够很好的让各组分充分混合。

作为优选,上述燃料气体为甲烷或者乙炔。

作为优选,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维。

作为优选,所述的谈纤维增强尼龙纤维的尼龙采用尼龙6。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:

一.本发明提供碳纤维增强材料用于制备瓷砖特别是家用瓷砖的制备工艺当中,所制备的瓷砖具有优异的刚度,在使用的时候不易出现划痕等情况;

二.通过在增强碳纤维材料和陶瓷基体之间形成特殊的界面性,能够很好的分散材料所受的应力,大大的在不改变相应性能的前提条件下增大了瓷砖的韧性,在收到外力的作用下不易出现开裂、断裂等情况。

附图说明

图1是本发明提供的瓷砖的横截面图;

图中标记:1-陶瓷基体,2-增强碳纤维。

具体实施方式

下面结合附图,对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

具体实施例1:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:1,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙6。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物,所述的碳酸镁为偶联剂改性过的碳酸镁,改性方法如下将碳酸镁加入到偶联反应罐中,打开搅拌装置,搅拌使碳酸镁旋转,将硅烷偶联剂与水、有机溶剂按照1:1:0.5配置成溶液后,直接喷洒在碳酸镁中,控制搅拌装置的旋转速度为4000转/分钟-6000转/分钟,使得混合物的温度达到120摄氏度,反应10-20分钟后,在100-150℃下烘干10-30分钟制得偶联改性过的碳酸镁,所述的有机溶剂为甲酰胺。

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为甲烷、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为100ml/min,沉积温度为900℃℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

步骤4:制备瓷砖。

具体实施例2:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:1,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙6。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物,所述的碳酸镁为偶联剂改性过的碳酸镁,改性方法如下将碳酸镁加入到偶联反应罐中,打开搅拌装置,搅拌使碳酸镁旋转,将硅烷偶联剂与水、有机溶剂按照1:1:0.5配置成溶液后,直接喷洒在碳酸镁中,控制搅拌装置的旋转速度为4000转/分钟-6000转/分钟,使得混合物的温度达到120摄氏度,反应10-20分钟后,在100-150℃下烘干10-30分钟制得偶联改性过的碳酸镁,所述的有机溶剂为甲酰胺正丁醇。

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为甲烷、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为200ml/min,沉积温度为1200℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例3:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:3,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙6。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物,所述的碳酸镁为偶联剂改性过的碳酸镁,改性方法如下将碳酸镁加入到偶联反应罐中,打开搅拌装置,搅拌使碳酸镁旋转,将硅烷偶联剂与水、有机溶剂按照1:1:0.5配置成溶液后,直接喷洒在碳酸镁中,控制搅拌装置的旋转速度为4000转/分钟-6000转/分钟,使得混合物的温度达到120摄氏度,反应10-20分钟后,在100-150℃下烘干10-30分钟制得偶联改性过的碳酸镁,所述的有机溶剂为乙醚。

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为甲烷、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为150ml/min,沉积温度1000℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例4:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:3,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙66。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物;

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为乙炔、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为200ml/min,沉积温度为900℃℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例5:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:2,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为长丝碳纤维,尼龙采用尼龙6。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物,所述的碳酸镁为偶联剂改性过的碳酸镁,改性方法如下将碳酸镁加入到偶联反应罐中,打开搅拌装置,搅拌使碳酸镁旋转,将硅烷偶联剂与水、有机溶剂按照1:1:0.5配置成溶液后,直接喷洒在碳酸镁中,控制搅拌装置的旋转速度为4000转/分钟-6000转/分钟,使得混合物的温度达到120摄氏度,反应10-20分钟后,在100-150℃下烘干10-30分钟制得偶联改性过的碳酸镁,所述的有机溶剂为甲酰胺甲醇。

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为甲烷、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为200ml/min,沉积温度为900℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例6:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:1,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙66。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物;

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为甲烷、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为200ml/min,沉积温度为1000℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例7:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:1.5,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙6。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物;

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为乙炔、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为100ml/min,沉积温度为90℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例8:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:3,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙6。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物;

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为甲烷、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为100ml/min,沉积温度为1100℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

具体实施例9:如图1所示,本实施例公开了一种碳纤维增强高耐冲击性瓷砖,其特征在于,所述的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖包括陶瓷基体1和增强碳纤维2,所述的增强碳纤维为碳纤维增强尼龙纤维,所述碳纤维的和尼龙的质量比为1:1,所述碳纤维增强尼龙纤维的碳纤维为短切碳纤维,尼龙采用尼龙66。

本实施例公开的碳纤维增强高耐冲击性瓷砖的制备方法如下:

步骤1:将以下重量份的原理进行混合配制在混合机中进行充分混合:

石英20份、霞石正长岩10份、钠长石40份、 氧化锡 5份、叶蜡石20份、钛酸钡5份、碳酸镁5份,形成混合物;

步骤2:用化学气相沉淀法对增强碳纤维进行表面涂层处理,所述原料气为乙炔、氯化硼、氢气的混合气体,上述三种气体的体积比为2:1:1, 气体总流速为100/min,沉积温度为90℃;

步骤3:将步骤2后的增强碳纤维加入到步骤1所述的混合物中,采用高速剪切、超声波共混对其进行混合;

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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