本发明涉及陶瓷砖领域，特别涉及一种高硬度瓷砖及其制备方法。
背景技术：
：随着瓷砖生产技术的提高，瓷砖产品的种类越来越多，包括抛光砖、釉面砖、通体砖、玻化砖、陶瓷锦砖等。瓷砖的应用范围也越来越广，从民居到写字楼，从户内到户外，到处都可以看到瓷砖的身影。但是现有瓷砖的硬度不高，在运输和安装的过程中容易损坏。而且现有硬度高的瓷砖大多比较重，大大增加了运输的成本。现有技术的陶瓷砖很难在低生产成本的条件下，同时解决硬度和轻质两个技术问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于，提供一种兼具高硬度和轻质两个优点的瓷砖，且所述瓷砖的生产成本低。本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种兼具高硬度和轻质两个优点的瓷砖的制备方法。为达到上述技术效果，本发明提供了一种高硬度瓷砖，其由下述重量份的原料制成：粘土15-25份、高岭土20-30份、轻质陶粒20-40份、氧化锆1-5份、氧化铝5-10份、氧化硅1-5份、碳化硅1-5份、碳化钛1-5份、稀土氧化物1-3份和粘合剂5-10份。作为上述方案的改进，所述高硬度瓷砖的原料配方如下：粘土18-23份、高岭土22-28份、轻质陶粒25-35份、氧化锆1-3份、氧化铝6-8份、氧化硅1-3份、碳化硅1-3份、碳化钛1-3份、稀土氧化物1-2份和粘合剂6-8份。作为上述方案的改进，所述高硬度瓷砖的原料配方如下：粘土20份、高岭土25份、轻质陶粒30份、氧化锆2份、氧化铝7份、氧化硅2份、碳化硅3份、碳化钛3份、稀土氧化物2份和粘合剂7份。作为上述方案的改进，所述高硬度瓷砖的原料还包括抗菌剂1-2份，所述抗菌剂为氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵或碳酸锂。作为上述方案的改进，所述稀土氧化物为氧化钇、氧化镧、氧化铈或氧化镱；所述粘合剂为羧甲基纤维素钠。相应的，本发明还公开一种高硬度瓷砖的制备方法，包括：1、按下述重量份称取原料：粘土15-25份、高岭土20-30份、轻质陶粒20-40份、氧化锆1-5份、氧化铝5-10份、氧化硅1-5份、碳化硅1-5份、碳化钛1-5份、稀土氧化物1-3份和粘合剂5-10份；2、将原料搅拌混合30-60min，得到混合料；3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料；4、将球磨料在30-50Mpa的压力下压制成型，得到坯体；5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；6、将干燥后的坯体进行浸釉；7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1200-1500℃，烧成时间为30-60min；8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。作为上述方案的改进，步骤3包括：将混合料用直径为60-70mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50-59mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40-49mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30-39mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理。作为上述方案的改进，步骤3包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理。作为上述方案的改进，所述压制成型的压力为38-48Mpa；干燥后的坯体的水含量＜1%；烧成的温度为1350-1450℃，烧成时间为40-50min。实施本发明具有如下有益效果：本发明提供一种高硬度瓷砖，其原料配方为：粘土15-25份、高岭土20-30份、轻质陶粒20-40份、氧化锆1-5份、氧化铝5-10份、氧化硅1-5份、碳化硅1-5份、碳化钛1-5份、稀土氧化物1-3份和粘合剂5-10份。采用上述的原料配方，可以大大减轻瓷砖的重量，与普通瓷砖相比，其重量可以减少50%。而且，所述瓷砖的硬度高，表面硬度为1600-2000HV，断裂模数达110-150MPa，破坏强度为1800-2000N，抗弯强度为400-450Mpa。此外，所述高硬度瓷砖的制备工艺简单，工艺流程控制简单，设备要求简单，有效节省生产成本，应用范围广。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。本发明公开了一种高硬度瓷砖，其由下述重量份的原料制成：粘土15-25份、高岭土20-30份、轻质陶粒20-40份、氧化锆1-5份、氧化铝5-10份、氧化硅1-5份、碳化硅1-5份、碳化钛1-5份、稀土氧化物1-3份和粘合剂5-10份。优选的，所述高硬度瓷砖的原料配方如下：粘土18-23份、高岭土22-28份、轻质陶粒25-35份、氧化锆1-3份、氧化铝6-8份、氧化硅1-3份、碳化硅1-3份、碳化钛1-3份、稀土氧化物1-2份和粘合剂6-8份。更佳的，所述高硬度瓷砖的原料配方如下：粘土20份、高岭土25份、轻质陶粒30份、氧化锆2份、氧化铝7份、氧化硅2份、碳化硅3份、碳化钛3份、稀土氧化物2份和粘合剂7份。需要说明的是，轻质陶粒，采用粘土或粉煤灰、生物污泥为主要原料，通过高温焙烧，膨化而成，轻质陶粒作为一种轻集料，具有密度小、强度高、吸水率大、保温、隔热、耐火、抗震等特点。氧化锆材料本身具有高硬度、高温、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物化性能；而氧化铝本身也具备机械强度高、硬度大、频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能。碳化钛具有高硬度、高熔点和耐磨损的性能；碳化硅具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，高硬度（莫氏硬度为9.5级）等优点。经试验证明，将上述材料与氧化锆、氧化硅和氧化铝复合得到的陶瓷材料，可以显著提高瓷砖的硬度。综上，本发明以粘土和高岭土为基础，添加一定量的轻质陶粒，并辅以特定比例的氧化锆、氧化铝、氧化硅、碳化硅和碳化钛，可以有效降低瓷砖的重量，且还可以保证其有高硬度。进一步，所述高硬度瓷砖的原料还包括抗菌剂1-2份，所述抗菌剂为氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵或碳酸锂。所述抗菌剂与高硬度瓷砖的其他原料共同作用，使得高硬度瓷砖具有抗菌杀菌能力，其表面的细菌的存活率不到50%，霉菌的存活率不到30%。所述稀土氧化物优选为氧化钇、氧化镧、氧化铈或氧化镱，但不限于此。所述粘合剂优选为羧甲基纤维素钠，但不限于此。相应的，本发明还公开一种高硬度瓷砖的制备方法，包括：1、按下述重量份称取原料：粘土15-25份、高岭土20-30份、轻质陶粒20-40份、氧化锆1-5份、氧化铝5-10份、氧化硅1-5份、碳化硅1-5份、碳化钛1-5份、稀土氧化物1-3份和粘合剂5-10份；优选的，所述高硬度瓷砖的原料配方如下：粘土18-23份、高岭土22-28份、轻质陶粒25-35份、氧化锆1-3份、氧化铝6-8份、氧化硅1-3份、碳化硅1-3份、碳化钛1-3份、稀土氧化物1-2份和粘合剂6-8份。更佳的，所述高硬度瓷砖的原料配方如下：粘土20份、高岭土25份、轻质陶粒30份、氧化锆2份、氧化铝7份、氧化硅2份、碳化硅3份、碳化钛3份、稀土氧化物2份和粘合剂7份。进一步，所述高硬度瓷砖的原料还包括抗菌剂1-2份，所述抗菌剂为氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵或碳酸锂。因此，所述高硬度瓷砖还具有抗菌杀菌能力，其表面的细菌的存活率不到50%，霉菌的存活率不到30%。所述稀土氧化物优选为氧化钇、氧化镧、氧化铈或氧化镱，但不限于此。所述粘合剂优选为羧甲基纤维素钠，但不限于此。2、将原料搅拌混合30-60min，得到混合料。3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料。具体的，所述四次球磨包括：将混合料用直径为60-70mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50-59mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40-49mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30-39mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理。作为四次球磨的进一步优选方案，其包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理。4、将球磨料在30-50Mpa的压力下压制成型，得到坯体；优选的，所述压制成型的压力为38-48Mpa。5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；优选的，干燥后的坯体的水含量＜1%。6、将干燥后的坯体进行浸釉。7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1200-1500℃，烧成时间为30-60min；优选的，烧成的温度为1350-1450℃，烧成时间为40-50min。8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。下面以具体实施例对本发明作进一步阐述实施例1一、配方：粘土15份、高岭土20份、轻质陶粒20份、氧化锆1份、氧化铝5份、氧化硅1份、碳化硅1份、碳化钛1份、稀土氧化物1份和粘合剂5份。二、制备方法：1、按下述重量份称取原料：粘土15份、高岭土20份、轻质陶粒20份、氧化锆1份、氧化铝5份、氧化硅1份、碳化硅1份、碳化钛1份、稀土氧化物1份和粘合剂5份；2、将原料搅拌混合30min，得到混合料；3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料；其中，四次球磨包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理；4、将球磨料在30Mpa的压力下压制成型，得到坯体；5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；6、将干燥后的坯体进行浸釉；7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1200℃，烧成时间为30min；8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。实施例2一、配方：粘土18份、高岭土22份、轻质陶粒25份、氧化锆2份、氧化铝7份、氧化硅2份、碳化硅2份、碳化钛2份、稀土氧化物2份、粘合剂7份、抗菌剂1份；二、制备方法：1、按下述重量份称取原料：粘土18份、高岭土22份、轻质陶粒25份、氧化锆2份、氧化铝7份、氧化硅2份、碳化硅2份、碳化钛2份、稀土氧化物2份、粘合剂7份、抗菌剂1份；2、将原料搅拌混合40min，得到混合料；3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料；其中，四次球磨包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理；4、将球磨料在40Mpa的压力下压制成型，得到坯体；5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；6、将干燥后的坯体进行浸釉；7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1350℃，烧成时间为50min；8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。实施例3一、配方：粘土20份、高岭土25份、轻质陶粒30份、氧化锆3份、氧化铝8份、氧化硅3份、碳化硅3份、碳化钛3份、稀土氧化物2份和粘合剂8份。二、制备方法：1、按下述重量份称取原料：粘土20份、高岭土25份、轻质陶粒30份、氧化锆3份、氧化铝8份、氧化硅3份、碳化硅3份、碳化钛3份、稀土氧化物2份和粘合剂8份；2、将原料搅拌混合50min，得到混合料；3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料；其中，四次球磨包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理；4、将球磨料在45Mpa的压力下压制成型，得到坯体；5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；6、将干燥后的坯体进行浸釉；7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1400℃，烧成时间为50min；8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。实施例4一、配方：粘土22份、高岭土28份、轻质陶粒35份、氧化锆4份、氧化铝9份、氧化硅4份、碳化硅4份、碳化钛4份、稀土氧化物3份、粘合剂9份、抗菌剂2份；二、制备方法：1、按下述重量份称取原料：粘土22份、高岭土28份、轻质陶粒35份、氧化锆4份、氧化铝9份、氧化硅4份、碳化硅4份、碳化钛4份、稀土氧化物3份、粘合剂9份、抗菌剂2份；2、将原料搅拌混合60min，得到混合料；3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料；其中，四次球磨包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理；4、将球磨料在50Mpa的压力下压制成型，得到坯体；5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；6、将干燥后的坯体进行浸釉；7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1450℃，烧成时间为50min；8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。实施例5一、配方：粘土25份、高岭土30份、轻质陶粒40份、氧化锆5份、氧化铝10份、氧化硅5份、碳化硅5份、碳化钛5份、稀土氧化物3份和粘合剂10份。二、制备方法：1、按下述重量份称取原料：粘土25份、高岭土30份、轻质陶粒40份、氧化锆5份、氧化铝10份、氧化硅5份、碳化硅5份、碳化钛5份、稀土氧化物3份和粘合剂10份；2、将原料搅拌混合60min，得到混合料；3、将混合料进行四次球磨，得到球磨料；其中，四次球磨包括：将混合料用直径为60mm的氧化锆球磨石进行第一次球磨处理；将经第一次球磨处理的混合料用直径为50mm的氧化锆球磨石进行第二次球磨处理；将经第二次球磨处理的混合料用直径为40mm的氧化锆球磨石进行第三次球磨处理；将经第三次球磨处理的混合料用直径为30mm的氧化锆球磨石进行第四次球磨处理；4、将球磨料在50Mpa的压力下压制成型，得到坯体；5、将坯体进行干燥处理，干燥后的坯体的水含量＜2%；6、将干燥后的坯体进行浸釉；7、将浸釉后的坯体进行烧成，烧成的温度为1500℃，烧成时间为60min；8、将烧成后的坯体经过磨边、抛光、包装，得到高硬度瓷砖成品。将实施例1-5所得的瓷砖（尺寸为60*60cm，厚度为0.8-1cm）做技术检测，结果如下：实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5表面硬度1700HV1680HV1850HV1950HV1750HV断裂模数120MPa145MPa131MPa148MPa137MPa破坏强度1870N1900N1980N1950N1920N抗弯强度405Mpa410Mpa440Mpa430Mpa420Mpa重量3.7kg3.7kg3.7kg3.7kg3.7kg需要说明的是，所述重量测量的是尺寸为60*60cm，厚度为1cm的瓷砖的重量。综上所述，本发明提供一种高硬度瓷砖，可以大大减轻瓷砖的重量，与普通瓷砖相比，其重量可以减少50%。而且，所述瓷砖的硬度高，断裂模数、破坏强度、抗弯强度都较为理想。此外，所述高硬度瓷砖的制备工艺简单，工艺流程控制简单，设备要求简单，有效节省生产成本，应用范围广。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3