本发明涉及建筑装饰材料制备技术领域，具体涉及一种高强度耐磨仿古砖的制备方法。
背景技术：
仿古砖产品先从国外引进，经过国人消化吸收创新生产出的建陶新产品。从工艺上讲，仿古砖是从彩釉砖演化而来，实质上是一种上釉的瓷质砖。仿古砖以较高的个性化、较低的吸水率和较好的耐磨、防滑、防污等实用性能愈来愈受到人们的青睐。作为一种含有优雅文化元素的产品，仿古砖的应用范围变得越来越广泛。目前，仿古砖越来越多的应用于建筑行业，文化古迹的修复，仿古风格的现代建筑也需要这样的建筑材料进行装饰。
传统仿古砖的制备工艺是通常将原料分别破碎、过筛、并混合均匀，得到混合料，陈化后得到坯料，后放入模具内，采用塑压法成型，得到生坯，待生坯干燥后施釉，再烧制得到仿古砖。目前市面上采用的仿古砖大都为瓷质，是一种上釉的瓷质砖，烧成温度高于1200℃，产品吸水率在0.5%以下。仿古砖中有皮纹、岩石、木纹等系列，看上去与实物非常相近，可谓是以假乱真。
但是目前的仿古砖更多的追求消费者视觉上的冲击，而忽视了仿古砖本身的性质，使得目前的仿古砖在使用过程中存在一些不足，比如现有的仿古砖普遍存在内部结构不稳定，整体抗压性及强度差等问题，影响了仿古砖的使用寿命，同时因其制造工艺和原料成本等因素，导致仿古砖的价格普遍偏高。另外，由于坊古砖表面的釉层大多采用铅釉为基础，表面硬度较低，一般为600～700kg/cm2，经长期磨损后容易脱落，耐磨性较差，同时，大量氧化铅的存在给仿古砖的生产工人的健康带来了巨大安全隐患，而含铅产品的出口也受到诸多限制，严重制约了仿古砖的发展。
因此，研制出一种能够解决上述问题的仿古砖非常有必要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前现有的仿古砖整体抗压性及强度较差的问题，影响仿古砖的使用寿命，由于仿古砖表面的釉层大多采用铅釉为基础，表面硬度较低，耐磨性较差，经长期磨损后容易脱落的缺陷，提供了一种高强度耐磨仿古砖的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高强度耐磨仿古砖的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水后，再放入烘箱中加热升温，干燥，得到脱水污泥，将黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土混合，置于球磨机中球磨3～4h，过筛得到混合粉料，向2～3kg上述混合粉料中加入700～800ml去离子水，搅拌混合，继续陈腐，过滤去除滤液，分离得到滤渣并造粒得到生料球；
（2）将700～800ml铝酸钠溶液放入塑料槽中，向塑料槽中通二氧化碳气体，通气完毕后，静置沉降，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温，干燥，得到氢氧化铝粉料；
（3）将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎，得到氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550ml硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中高速分散，得到分散胶液；
（4）按重量份数计，将20～25份e-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到树脂基料，将树脂基料、40～50份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温，保温，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑，继续反应，得到仿古砖涂层液；
（5）按重量份数计，将45～47份钠长石、22～24份石英、12～15份苏州土、10～12硅酸锆置于混料机中混料得到釉料，将釉料、磨球、水混合得到球磨料，将40～50份球磨料加入行星球磨机中，并向其中滴加1～2份三聚磷酸钠溶液和2～3份硅酸钠溶液，混合球磨，得到球磨釉浆；
（6）按重量份数计，将生料球放入煅烧炉中加热升温，煅烧，得到一次煅烧砖料，将一次煅烧砖料装入砖模中，向砖模中倒入球磨釉浆，继续升温，保温二次煅烧，冷却至室温后得到烧成砖，将烧成砖置于双层模具中，加入仿古砖涂层液，升温，固化成型后，撤去压力，保温得到高强度耐磨仿古砖。
步骤（1）所述的脱水时间为30～40min，烘箱中加热升温后温度为70～80℃，干燥时间为4～5h，黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土混合质量比为5:1:2，球磨时间为3～4h，所过筛规格为200目筛，陈腐时间为18～20h，生料球粒径为2～3mm。
步骤（2）所述的铝酸钠溶液质量分数为20%，通二氧化碳气体速率为20～30ml/min，通气持续时间为40～45min，静置沉降时间为3～4h，烘箱加热升温后温度为90～100℃，干燥时间为4～5h。
步骤（3）所述的气流粉碎时间为10～15min，氢氧化铝超细粉粒径为50～80μm，硅酸钠溶液的质量分数30%，高速分散机转速为3000～3300r/min。
步骤（4）所述的加热升温后温度为100～110℃，保温时间为4～5h，继续反应10～20min。
步骤（5）所述的釉料、磨球、水混合质量比为2:10:3，三聚磷酸钠溶液质量分数为0.5%，硅酸钠溶液质量分数为3%，混合球磨时间为1～2h。
步骤（6）所述的煅烧炉加热升温后温度为700～800℃，一次煅烧时间为1～2h，倒入球磨釉浆后继续升温为1000～1200℃，保温二次煅烧时间为5～7h，控制仿古砖涂层液成型厚度为2～3mm，升温后温度为120～130℃，控制成型压力为11～15mpa，固化成型时间为45～50s，保温时间为4～5h。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将二次沉淀污泥脱水干燥，得到脱水污泥，将黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土混合球磨后陈腐，去除滤液，得到滤渣，对滤渣造粒得到生料球，向铝酸钠溶液中通入二氧化碳，静置沉降得到沉降混合物，沉降混合物经过滤得到滤渣，再干燥得到氢氧化铝粉料，将氢氧化铝粉料与硅酸钠溶液混合，高速分散得到均匀的分散胶液，将e-51环氧树脂粒料和标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到树脂基料，将树脂基料、分散胶液混合，掺入乙烯基三甲氧基硅烷、苯并三唑等添加剂，保温反应得到仿古砖涂层液，将钠长石、石英、苏州土、硅酸锆等混料，得到釉料，将釉料、磨球、水按一定比例混合，并加入三聚磷酸钠溶液和硅酸钠溶液球磨得到球磨釉浆，将生料球一次煅烧后装模上釉，二次煅烧得到烧成砖，将烧成砖用双层模具在其表面压制一层仿古砖涂层液，得到高强度耐磨仿古砖，本发明在仿古砖基本烧成后，用热压方式对其表面压制一层复合型涂层，复合涂层表面的氢氧化铝细粉会氧化形成氧化铝保护层，硅酸钠在乙烯基三甲氧基硅烷的作用下可与al2o3表面偶联形成了硅氧长链，硅氧长链与有机树脂长分子链互相缠结，互穿达到了很好的偶联化，使复合材料的内部微观结构发生变化，分子链规整性变好，材料表面能提升，导致复合树脂涂层对仿古砖体附着作用增强，并且在摩擦过程中树脂生成的转移层较难剥落，磨损量减少；
（2）本发明在利用铝酸钠溶液进行碳酸化分解制备氢氧化铝过程中，溶液的苛性比降低，氢氧化铝晶种分解受到抑制，周围形成的氢氧化铝粒度变细，得到高细度的氢氧化铝粉，氢氧化铝是间断相，树脂是连续相，氢氧化铝颗粒越小，比表面积就越大，与树脂接触面积就会增大，其相对强度也会增大，从而提高仿古砖体与复合树脂涂层的界面结合力，增加仿古砖涂层密实度，提高仿古砖的强度，本发明所用主要原料黄沙是高瘠性料，粘粒含量极少，颗粒表面活性低，可制备出高强度的砖坯体，釉料中石英的加入能提高釉的熔融温度并减少釉裂、抑制析晶，保证有良好的透明效果，苏州土中氧化铝的含量较高，它的加入一方面使釉浆具有很好的悬浮性，增强坯釉间的附着力，同时也提高了釉的炼融温度，增大釉的高温粘度，釉浆中钠长石可增加釉的半透明性，增大釉的膨胀系以匹配砖坯体的膨胀系数，使仿古砖整体强度提高，应用前景广阔。
具体实施方式
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30～40min后，再放入烘箱中加热升温至70～80℃，干燥4～5h，得到脱水污泥，将黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨3～4h，过200目筛得到混合粉料，向2～3kg上述混合粉料中加入700～800ml去离子水，搅拌混合3～4h，继续陈腐18～20h，过滤去除滤液，分离得到滤渣并造粒得到粒径为2～3mm的生料球；将700～800ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以20～30ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体40～45min，通气完毕后，静置沉降3～4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90～100℃，干燥4～5h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10～15min，得到粒径为50～80μm的氢氧化铝超细粉，将200～220g氢氧化铝超细粉倒入装有500～550ml质量分数为30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000～3300r/min的转速高速分散，得到分散胶液；按重量份数计，将20～25份e-51环氧树脂粒料、50～60份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到树脂基料，将树脂基料、40～50份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至100～110℃，保温4～5h，再向金属槽加入10～12份乙烯基三甲氧基硅烷、15～18份苯并三唑，继续反应10～20min，得到仿古砖涂层液；按重量份数计，将45～47份钠长石、22～24份石英、12～15份苏州土、10～12硅酸锆置于混料机中，以200～250r/min的转速混料20～25min得到釉料，将釉料、磨球、水按质量比为2:10:3混合得到球磨料，将40～50份球磨料加入行星球磨机中，并向其中滴加1～2份质量分数为0.5%的三聚磷酸钠溶液和2～3份质量分数为3%的硅酸钠溶液，混合球磨1～2h，得到球磨釉浆；按重量份数计，将生料球放入煅烧炉中加热升温至700～800℃，煅烧1～2h，得到一次煅烧砖料，将一次煅烧砖料装入砖模中，向砖模中倒入球磨釉浆，继续升温至1000～1200℃，保温二次煅烧5～7h，冷却至室温后得到烧成砖，将烧成砖置于双层模具中，加入仿古砖涂层液，控制仿古砖涂层液成型厚度为2～3mm，升温至120～130℃，控制成型压力为11～15mpa，固化成型45～50s后，撤去压力，保温4～5h，得到高强度耐磨仿古砖。
实例1
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水30min后，再放入烘箱中加热升温至70℃，干燥4h，得到脱水污泥，将黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨3h，过200目筛得到混合粉料，向2kg上述混合粉料中加入700ml去离子水，搅拌混合3h，继续陈腐18h，过滤去除滤液，分离得到滤渣并造粒得到粒径为2mm的生料球；将700ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以20ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体40min，通气完毕后，静置沉降3h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至90℃，干燥4h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎10min，得到粒径为50μm的氢氧化铝超细粉，将200g氢氧化铝超细粉倒入装有500ml质量分数为30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3000r/min的转速高速分散，得到分散胶液；按重量份数计，将20份e-51环氧树脂粒料、50份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到树脂基料，将树脂基料、40份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至100℃，保温4h，再向金属槽加入10份乙烯基三甲氧基硅烷、15份苯并三唑，继续反应10min，得到仿古砖涂层液；按重量份数计，将45份钠长石、22份石英、12份苏州土、10硅酸锆置于混料机中，以200r/min的转速混料20min得到釉料，将釉料、磨球、水按质量比为2:10:3混合得到球磨料，将40份球磨料加入行星球磨机中，并向其中滴加1份质量分数为0.5%的三聚磷酸钠溶液和2份质量分数为3%的硅酸钠溶液，混合球磨1h，得到球磨釉浆；按重量份数计，将生料球放入煅烧炉中加热升温至700℃，煅烧1h，得到一次煅烧砖料，将一次煅烧砖料装入砖模中，向砖模中倒入球磨釉浆，继续升温至1000℃，保温二次煅烧5h，冷却至室温后得到烧成砖，将烧成砖置于双层模具中，加入仿古砖涂层液，控制仿古砖涂层液成型厚度为2mm，升温至120℃，控制成型压力为11mpa，固化成型45s后，撤去压力，保温4h，得到高强度耐磨仿古砖。
实例2
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水35min后，再放入烘箱中加热升温至75℃，干燥4.5h，得到脱水污泥，将黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨3.5h，过200目筛得到混合粉料，向2.5kg上述混合粉料中加入750ml去离子水，搅拌混合3.5h，继续陈腐19h，过滤去除滤液，分离得到滤渣并造粒得到粒径为2.5mm的生料球；将750ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以25ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体43min，通气完毕后，静置沉降3.5h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至95℃，干燥4.5h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎13min，得到粒径为65μm的氢氧化铝超细粉，将210g氢氧化铝超细粉倒入装有525ml质量分数为30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3150r/min的转速高速分散，得到分散胶液；按重量份数计，将23份e-51环氧树脂粒料、55份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到树脂基料，将树脂基料、45份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至105℃，保温4.5h，再向金属槽加入11份乙烯基三甲氧基硅烷、17份苯并三唑，继续反应15min，得到仿古砖涂层液；按重量份数计，将46份钠长石、23份石英、13份苏州土、11硅酸锆置于混料机中，以225r/min的转速混料23min得到釉料，将釉料、磨球、水按质量比为2:10:3混合得到球磨料，将45份球磨料加入行星球磨机中，并向其中滴加1份质量分数为0.5%的三聚磷酸钠溶液和2份质量分数为3%的硅酸钠溶液，混合球磨1.5h，得到球磨釉浆；按重量份数计，将生料球放入煅烧炉中加热升温至750℃，煅烧1.5h，得到一次煅烧砖料，将一次煅烧砖料装入砖模中，向砖模中倒入球磨釉浆，继续升温至1100℃，保温二次煅烧6h，冷却至室温后得到烧成砖，将烧成砖置于双层模具中，加入仿古砖涂层液，控制仿古砖涂层液成型厚度为2.5mm，升温至125℃，控制成型压力为13mpa，固化成型47s后，撤去压力，保温4.5h，得到高强度耐磨仿古砖。
实例3
将二次沉淀污泥置于污泥脱水机中脱水40min后，再放入烘箱中加热升温至80℃，干燥5h，得到脱水污泥，将黄沙、脱水污泥和蒙脱石黏土按质量比为5:1:2混合，置于球磨机中球磨4h，过200目筛得到混合粉料，向3kg上述混合粉料中加入800ml去离子水，搅拌混合4h，继续陈腐20h，过滤去除滤液，分离得到滤渣并造粒得到粒径为3mm的生料球；将800ml质量分数为20%的铝酸钠溶液放入塑料槽中，以30ml/min的速率向塑料槽中通二氧化碳气体45min，通气完毕后，静置沉降4h，得到沉降混合物，将沉降混合物放在平盘过滤机中，过滤去除滤液得到滤渣，将滤渣置于烘箱中，加热升温至100℃，干燥5h，得到氢氧化铝粉料；将氢氧化铝粉料置于高压气流机中，气流粉碎15min，得到粒径为80μm的氢氧化铝超细粉，将220g氢氧化铝超细粉倒入装有550ml质量分数为30%的硅酸钠溶液中，得到胶状液，将胶状液置于高速分散机中以3300r/min的转速高速分散，得到分散胶液；按重量份数计，将25份e-51环氧树脂粒料、60份标准型双酚a环氧乙烯基树脂粒料混合得到树脂基料，将树脂基料、50份分散胶液置于金属槽中搅拌混合，加热升温至110℃，保温5h，再向金属槽加入12份乙烯基三甲氧基硅烷、18份苯并三唑，继续反应20min，得到仿古砖涂层液；按重量份数计，将47份钠长石、24份石英、15份苏州土、12硅酸锆置于混料机中，以250r/min的转速混料25min得到釉料，将釉料、磨球、水按质量比为2:10:3混合得到球磨料，将50份球磨料加入行星球磨机中，并向其中滴加2份质量分数为0.5%的三聚磷酸钠溶液和3份质量分数为3%的硅酸钠溶液，混合球磨2h，得到球磨釉浆；按重量份数计，将生料球放入煅烧炉中加热升温至800℃，煅烧2h，得到一次煅烧砖料，将一次煅烧砖料装入砖模中，向砖模中倒入球磨釉浆，继续升温至1200℃，保温二次煅烧7h，冷却至室温后得到烧成砖，将烧成砖置于双层模具中，加入仿古砖涂层液，控制仿古砖涂层液成型厚度为3mm，升温至130℃，控制成型压力为15mpa，固化成型50s后，撤去压力，保温5h，得到高强度耐磨仿古砖。
对比例以苏州市某公司生产的仿古砖作为对比例对本发明制得的高强度耐磨仿古砖和对比例中的仿古砖进行检测，检测结果如表1所示：
参照《陶瓷砖》（gb/t4100-2015）新国标的规定进行检测。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的高强度耐磨仿古砖，具有较好的耐磨性、防滑性，结构稳定，整体抗压性好，工艺简单且成本低廉，明显优于对比例样品。因此，具有广阔的使用前景。