一种抗击打耐腐蚀的瓷砖及其制备方法与流程

1.本发明涉及新材料技术领域，具体为一种抗击打耐腐蚀的瓷砖及其制备方法。


背景技术：

2.瓷砖作为建筑和装饰的重要材料之一，其表面质量的好坏直接影响着瓷砖的性能，美观及使用寿命。随着瓷砖的广泛应用和瓷砖种类的日渐丰富，各行各业对瓷砖质量的要求也在不断地提高，瓷砖出厂前的分拣环节对于大批量和多种类生产的瓷砖来说由于其表面缺陷类型繁杂，工人的粗心，极易使瓷砖损坏，造成经济损失，本发明制备的瓷砖能够起到抗击打的效果，减少损失，且具备强韧性、耐腐蚀、强粘结的效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种抗击打耐腐蚀的瓷砖，以解决现有技术中存在的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法，其特征在于，抗击打耐腐蚀的瓷砖的工艺流程为：
5.配料、球磨、喷雾干燥、陈腐、加料压片、烧结、二次烧结、涂釉、烧成。
6.进一步的，一种抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
7.(1)将粘土、石英砂、钾长石、蒙脱石按一定质量比混合均匀，制得混料；
8.(2)将混料、球和水混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2～4h；
9.(3)将球磨后的混料压入喷雾干燥塔内雾化干燥，使其在加热的空气中微粒化，由皮带机输送至粉料仓中进行陈腐；
10.(4)陈腐后混料中加入氮化硅和氟化锂包覆硼粉，将混料布好在模具内，以一定压力经冲压而成型，得瓷砖坯体；
11.(5)将瓷砖坯体放入烘干箱中进行烘干，对烘干后的瓷砖坯体加压烧结；
12.(6)用放电等离子烧结对加压烧结后的瓷砖坯体进行二次烧结，并通入氮气，烧结后制得瓷砖；
13.(7)将硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的混合物作为涂釉层涂覆在瓷砖表面，再次烧成，制得成品。
14.进一步的，上述步骤(1)中：粘土、石英砂、钾长石和蒙脱石的质量比为10:7:4:4。
15.进一步的，上述步骤(2)中：混料、球和水的质量比为1:1.5～2:0.5；球磨转速为500r/min。
16.进一步的，上述步骤(3)中：干燥温度为90～100℃，干燥时间为1～3h；陈腐时间为7～10天。
17.进一步的，上述步骤(4)中：混料、氮化硅和氟化锂包覆硼粉的质量比为8:3:3；压力为20～30mpa。
18.进一步的，上述步骤(5)中：烘干温度为100～110℃，烘干时间为1～2h；烧结压力为15～20mpa，烧结温度为900～1100℃。
19.进一步的，上述步骤(6)中：二次烧结温度为1000～1400℃，时间为10～12h，电压为40～50kv，压力为15～20mpa；通氮气时间为1～1.5h，氮气体积为0.28m3。
20.进一步的，上述步骤(7)中：坯体、硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的质量比为7:2:1:1，烧结时间为20～24h，烧结温度为1000～1400℃。
21.进一步的，所述抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法制得的抗击打耐腐蚀的瓷砖，包括以下重量份数的原料：100～150份粘土、70～100份石英砂、30～40份钾长石、20～30份蒙脱石、10～20份氮化硅、10～20份氟化锂包覆硼粉、70～100份硅藻土、30～40份乳胶粉、20～30份甲基羟丙基纤维素醚。
22.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
23.本发明首先对粘土和石英砂的混料进行球磨，球磨后将混料放置于喷雾干燥塔内雾化干燥，使混料在加热的空气中微粒化，微粒化的混料进行陈腐时能够使混料的结合性增加，有利于增加陶瓷组织的致密性，降低陶瓷的烧成温度，使混料中的杂质易于被分离；再对混料进行陈腐，并加入钾长石和蒙脱土后进行二次烧结。
24.烧结时先采用加压烧结，在坯体里加入钾长石和蒙脱土后，蒙脱石和钾长石熔融至粘稠状，填充到坯体的颗粒之间，使坯体密度变得更加致密化，增强坯体的抗压折强度，还能减少坯体在烧结过程中的表面收缩，提高产品质量，再加入氮化硅和氟化锂包覆硼粉，在烧结过程中氟化锂能够首先与钾长石反应生长为具有一定长径比的棒状晶粒，表现出小的等轴状晶粒和部分较大的棒状晶粒分布的结构，温度上升，晶粒不断长大，而小晶粒会溶解消失，可以减少晶界的体积含量，达到提高热导率的效果，迅速降温后在保温保压的条件下，进行二次烧结，二次烧结采用的放电等离子烧结，通入少量氮气后，使包覆的氟化锂脱落，让硼粉颗粒重新暴露在坯体中，在坯体内部形成参差不平的结构，使得体系黏度增大并提高硼粉的燃烧效率，一部分在高温下快速挥发使氮化硅和坯体混合后具备更强的致密化能力，同时提高坯体的致密化速率和致密化温度，另一部分能够通过与氮气接触发生爆炸瞬时获得强度的冲击波，该冲击波以脉冲的形式作用于坯体中，能够在压制时用极短的时间获得高密度，松散的坯体材料在爆炸冲击波的作用下可以达到高密度，增强坯体的强韧性，并且根据电场效应还能使氮化硅流动于坯体的参差不平的结构中发生迁移，部分氮化硅产生等离子体，等离子体产生的离子流会冲刷坯体内部，去除吸附残留的气体，达到净化作用和促进烧结。
25.坯体烧结后表面会出现凹凸不均的多孔，用硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的混合物作为涂釉层，乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚在高温下逐渐熔融至液态状，填充于硅藻土中，使硅藻土与乳胶粉充分相连，并形成网状结构的乳胶膜，而硅藻土中的二氧化硅可以弥补乳胶膜表面的空隙与空洞，阻止外部腐蚀物质进入坯体，从而达到耐腐蚀效果；再次烧结后迅速降温并抽真空，坯体中的个别颗粒渗透入含有甲基羟丙基纤维素醚的硅藻土中，会在坯体表面形成不规则的蠕虫状突起，使瓷砖能够在施工过程中粘结更为牢固，极大的提高了瓷砖的粘结强度。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抗击打耐腐蚀的瓷砖的各指标测试方法如下：
28.强韧性：将实施例1、实施例2和对比例1组分制备的抗击打耐腐蚀的瓷砖进行抗折强度测试；分别测量实施例1、实施例2和对比例1制备的抗击打耐腐蚀的瓷砖的抗折强度，抗折强度越高，强韧性越好。
29.耐腐蚀性：将实施例1、实施例2、对比例1组分制备的抗击打耐腐蚀的瓷砖进行耐腐蚀性测试；电化学测试采用三电极体系，铂电极为辅助电极，参比电极为饱和甘汞电极，工作电极为1cm
×
1cm的不锈钢片，腐蚀介质为质量分数为3.5％氯化钠溶液，测量实施例1、实施例2、对比例1组分制备的抗击打耐腐蚀的瓷砖在3.5％氯化钠溶液中浸泡40min后的腐蚀电位，腐蚀电位越正，则耐腐蚀性越高。
30.实施例1
31.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖，按重量份数计，主要包括：100份粘土、70份石英砂、30份钾长石、20份蒙脱石、10份氮化硅、10份氟化锂包覆硼粉、70份硅藻土、30份乳胶粉、20份甲基羟丙基纤维素醚。
32.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法，所述抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法主要包括以下具体步骤：
33.(1)将粘土、石英砂、钾长石、蒙脱石按一定质量比混合均匀，制得混料；粘土、石英砂、钾长石和蒙脱石的质量比为10:7:4:4；
34.(2)将混料、球和水混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2h；混料、球和水的质量比为1:1.5；球磨转速为500r/min；
35.(3)将球磨后的混料压入喷雾干燥塔内雾化干燥，使其在加热的空气中微粒化，由皮带机输送至粉料仓中进行陈腐；干燥温度为90℃，干燥时间为1h；陈腐时间为7天；
36.(4)陈腐后混料中加入氮化硅和氟化锂包覆硼粉，将混料布好在模具内，以一定压力经冲压而成型，得瓷砖坯体；混料、氮化硅和氟化锂包覆硼粉的质量比为8:3:3；压力为20mpa；
37.(5)将瓷砖坯体放入烘干箱中进行烘干，对烘干后的瓷砖坯体加压烧结；烘干温度为100℃，烘干时间为1h；烧结压力为15mpa，烧结温度为900℃；
38.(6)用放电等离子烧结对加压烧结后的瓷砖坯体进行二次烧结，并通入氮气，烧结后制得瓷砖；二次烧结温度为1000℃，时间为10h，电压为40kv，压力为15mpa；通氮气时间为1h，氮气体积为0.28m3；
39.(7)将硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的混合物作为涂釉层涂覆在瓷砖表面，再次烧成，制得成品；坯体、硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的质量比为7:2:1:1，烧结时间为20h，烧结温度为1000℃。
40.实施例2
41.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖，按重量份数计，主要包括：150份粘土、100份石英砂、40份钾长石、30份蒙脱石、20份氮化硅、20份氟化锂包覆硼粉、100份硅藻土、40份乳胶粉、30份甲基羟丙基纤维素醚。
42.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法，所述抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法主要包括以下具体步骤：
43.(1)将粘土、石英砂、钾长石、蒙脱石按一定质量比混合均匀，制得混料；粘土、石英砂、钾长石和蒙脱石的质量比为10:7:4:4；
44.(2)将混料、球和水混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为4h；混料、球和水的质量比为2:0.5；球磨转速为500r/min；
45.(3)将球磨后的混料压入喷雾干燥塔内雾化干燥，使其在加热的空气中微粒化，由皮带机输送至粉料仓中进行陈腐；干燥温度为100℃，干燥时间为3h；陈腐时间为10天；
46.(4)陈腐后混料中加入氮化硅和氟化锂包覆硼粉，将混料布好在模具内，以一定压力经冲压而成型，得瓷砖坯体；混料、氮化硅和氟化锂包覆硼粉的质量比为8:3:3；压力为30mpa；
47.(5)将瓷砖坯体放入烘干箱中进行烘干，对烘干后的瓷砖坯体加压烧结；烘干温度为110℃，烘干时间为2h；烧结压力为20mpa，烧结温度为1100℃；
48.(6)用放电等离子烧结对加压烧结后的瓷砖坯体进行二次烧结，并通入氮气，烧结后制得瓷砖；二次烧结温度为1400℃，时间为12h，电压为50kv，压力为20mpa；通氮气时间为1.5h，氮气体积为0.28m3；
49.(7)将硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的混合物作为涂釉层涂覆在瓷砖表面，再次烧成，制得成品；坯体、硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的质量比为7:2:1:1，烧结时间为24h，烧结温度为1400℃。
50.对比例1
51.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖，按重量份数计，主要包括：100份粘土、70份石英砂、30份钾长石、20份蒙脱石、70份硅藻土、30份乳胶粉、20份甲基羟丙基纤维素醚。
52.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法，所述抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法主要包括以下具体步骤：
53.(1)将粘土、石英砂、钾长石、蒙脱石按一定质量比混合均匀，制得混料；粘土、石英砂、钾长石和蒙脱石的质量比为10:7:4:4；
54.(2)将混料、球和水混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2h；混料、球和水的质量比为1:1.5；球磨转速为500r/min；
55.(3)将球磨后的混料压入喷雾干燥塔内雾化干燥，使其在加热的空气中微粒化，由皮带机输送至粉料仓中进行陈腐；干燥温度为90℃，干燥时间为1h；陈腐时间为7天；
56.(4)将瓷砖坯体放入烘干箱中进行烘干，对烘干后的瓷砖坯体加压烧结；烘干温度为100℃，烘干时间为1h；烧结压力为15mpa，烧结温度为900℃；
57.(5)用放电等离子烧结对加压烧结后的瓷砖坯体进行二次烧结，并通入氮气，烧结后制得瓷砖；二次烧结温度为1000℃，时间为10h，电压为40kv，压力为15mpa；通氮气时间为1h，氮气体积为0.28m3；
58.(6)将硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的混合物作为涂釉层涂覆在瓷砖表
面，再次烧成，制得成品；坯体、硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的质量比为7:2:1:1，烧结时间为20h，烧结温度为1000℃。
59.对比例2
60.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖，按重量份数计，主要包括：100份粘土、70份石英砂、30份钾长石、20份蒙脱石、10份氮化硅、10份氟化锂包覆硼粉。
61.一种抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法，所述抗击打耐腐蚀的瓷砖的制备方法主要包括以下具体步骤：
62.(1)将粘土、石英砂、钾长石、蒙脱石按一定质量比混合均匀，制得混料；粘土、石英砂、钾长石和蒙脱石的质量比为10:7:4:4；
63.(2)将混料、球和水混合后，通过行星式球磨机进行球磨，球磨时间为2h；混料、球和水的质量比为1:1.5；球磨转速为500r/min；
64.(3)将球磨后的混料压入喷雾干燥塔内雾化干燥，使其在加热的空气中微粒化，由皮带机输送至粉料仓中进行陈腐；干燥温度为90℃，干燥时间为1h；陈腐时间为7天；
65.(4)陈腐后混料中加入氮化硅和氟化锂包覆硼粉，将混料布好在模具内，以一定压力经冲压而成型，得瓷砖坯体；混料、氮化硅和氟化锂包覆硼粉的质量比为8:3:3；压力为20mpa；
66.(5)将瓷砖坯体放入烘干箱中进行烘干，对烘干后的瓷砖坯体加压烧结；烘干温度为100℃，烘干时间为1h；烧结压力为15mpa，烧结温度为900℃；
67.(6)用放电等离子烧结对加压烧结后的瓷砖坯体进行二次烧结，并通入氮气，烧结后制得瓷砖；二次烧结温度为1000℃，时间为10h，电压为40kv，压力为15mpa；通氮气时间为1h，氮气体积为0.28m3；
68.效果例1
69.下表1给出了采用本发明实施例1、实施例2和对比例1的抗击打耐腐蚀的瓷砖的强韧性能测试结果。
70.表1
[0071] 抗折强度(mpa)实施例145.9实施例244.4对比例136.3
[0072]
由上表可知，实施例1和实施例2的抗折强度较高，对比例1次之，说明二次烧结采用的放电等离子烧结能使氟化锂包覆硼粉颗粒的氟化锂脱落，让硼粉颗粒重新暴露在坯体中，在坯体内部形成参差不平的结构，使得体系黏度增大并提高硼粉的燃烧效率，一部分在高温下快速挥发使氮化硅和坯体混合后具备更强的致密化能力，同时提高坯体的致密化速率和致密化温度，另一部分能够通过与氮气接触发生爆炸瞬时获得强度的冲击波，该冲击波以脉冲的形式作用于坯体中，能够在压制时用极短的时间获得高密度，松散的坯体材料在爆炸冲击波的作用下可以达到高密度，增强坯体的强韧性。
[0073]
效果例2
[0074]
下表2给出了采用本发明实施例1、实施例2和对比例2的抗击打耐腐蚀的瓷砖的耐腐蚀性能测试结果。
[0075]
表2
[0076][0077][0078]
由上表可知，实施例1和实施例2的腐蚀性能较好，对比例2的相对较差，说明用硅藻土、乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚的混合物作为涂釉层，乳胶粉和甲基羟丙基纤维素醚在高温下逐渐熔融至液态状，填充于硅藻土中，使硅藻土与乳胶粉充分相连，并形成网状结构的乳胶膜，而硅藻土中的二氧化硅可以弥补乳胶膜表面的空隙与空洞，阻止外部腐蚀物质进入坯体，从而达到耐腐蚀效果。
[0079]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。