一种利用纺织废弃物制备的抗菌功能瓷砖及其制备方法与流程

1.本发明涉及瓷砖领域，尤其涉及一种利用纺织废弃物制备的抗菌功能瓷砖及其制备方法。


背景技术：

2.瓷砖行业在我国经济中起到举足轻重的作用，目前瓷砖的功能化应用也越来越重要，基本是添加有机或者无机的功能助剂获得。而中国作为纺织大国，每年废弃的衣物逐年增加，其中不乏包含很多功能性面料。将面料回收利用结合陶瓷行业推出环保的瓷砖，是一种跨行业应用模式。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种利用纺织废弃物制备的抗菌功能瓷砖及其制备方法，该抗菌功能瓷砖不仅具备抗菌功能，且隔音吸音效果好，功能多样化，制备过程简单，不需要额外添加其他有机材料。
4.为了达到上述目的，本发明提供了一种利用纺织废弃物的抗菌功能瓷砖，其中，以重量百分比计，该瓷砖的胚体原料包括：高岭土20％-50％，石英砂20％-40％，白垩粉10％-30％，纤维粉5％-20％；
5.其中，所述纤维粉的原料为纺织废弃物，并且，所述纺织废弃物含有抗菌整理剂。
6.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述纺织废弃物包括天然纤维材料(即含有抗菌整理剂的天然纤维材料)和/或纺织服装废弃物；更优选地，所述天然纤维材料包括棉、毛、丝、麻和化纤材料中的一种或两种以上的组合。
7.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述纺织废弃物还含有抗静电整理剂和/或远红外整理剂。
8.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述抗菌整理剂包括银离子抗菌剂、纳米氧化锌、氧化铜等无机抗菌整理剂中的一种或两种以上的组合。
9.目前抗菌瓷砖均是将抗菌剂作为单独的原料添加到胚体之中，这就需要考究抗菌剂与胚体的兼容性，而且容易产生抗菌剂与胚体中的其他物质(如分散剂或矿物质)发生反应，造成胚体硬化，容易出现裂纹。而本发明利用纺织废弃物制成纤维粉加入到瓷砖的胚体之中，看似间接加入抗菌剂，但是，由于抗菌剂已经和纺织废弃物纤维发生反应结合成为一个整体，因此，不容易再与胚体中的其他物质(如分散剂或矿物质)发生反应，可以有效缓解单独加入抗菌剂引起的反应。
10.本发明还提供了上述抗菌功能瓷砖的制备方法，其包括以下步骤：
11.步骤一：将高岭土、石英砂、白垩粉、纤维粉混合得到混合料；
12.步骤二：将所述混合料压制成型，得到胚体；
13.步骤三：将胚体进行煅烧、降温保温处理，得到所述抗菌功能瓷砖。
14.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述纤维粉的粒径为3-60μm。
15.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述纤维粉的粒径为5-25μm。
16.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述压制成型是采用60-80mpa的压力压制成型。
17.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述煅烧是以5-15℃/min的升温速率升温至1100-1300℃，保温处理2-3h。
18.根据本发明的具体实施方案，优选地，所述降温保温处理以8-15℃/min的降温速率降温至800-1000℃，保温处理1-2h，然后冷却至室温。
19.本发明有益之处在于，将以纺织废弃物为原料制成(例如研磨)的纤维粉加入到胚体中，由于纺织废弃物中含有功能性整理助剂使得纤维粉也会含有一些功能性整理助剂，并依然发挥作用。通过高温煅烧后，纤维粉碳化形成微孔活性碳存在瓷砖内部，同时在瓷砖内部形成空洞，可以让瓷砖具备隔音吸音的效果。而原本纤维粉上的抗菌整理剂不会在高温下产生变化，从而提供抗菌功能。因此，通过在瓷砖中添加纺织废弃物粉末，可以获得多功能化瓷砖。
附图说明
20.图1为实施例的抗菌功能瓷砖截面sem检测图。
21.图2为对比例的瓷砖截面sem检测图。
具体实施方式
22.为了使本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，下面通过具体的实施方式来进一步说明本发明的技术方案，本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
23.实施例1
24.本实施例提供了一种利用纺织废弃物制备的抗菌功能瓷砖，瓷砖胚体由以下重量份原料制成：高岭土20％，石英砂40％，白垩粉20％，纤维粉20％，其中，纤维粉材质为经过抗菌整理的棉质材料，纤维粉的粒径为5μm。
25.该抗菌功能瓷砖是通过以下步骤制备的：
26.将上述材料在混料设备中混合均匀；然后在成型设备上，以60mpa的压力压制得到瓷砖胚体；将胚体在烧制炉中高温煅烧，升温速率5℃/min升温到1100℃，保温煅烧2h；然后以降温速率为10℃/min降温至800℃，保温处理2h；最后降温冷却至室温，将瓷砖取出，得到最终多功能瓷砖。
27.按照gb/t3810-2006《陶瓷砖试验方法》对瓷砖的破坏强度、断裂模数进行测试，结果如表1所示：
28.表1实施例1抗菌功能瓷砖的破坏强度与断裂模数测试
29.名称破坏强度/n断裂模数/mpa实施例1248639
30.实施例2
31.本实施例提供了一种利用纺织废弃物制备的抗菌功能瓷砖，瓷砖胚体由以下重量份原料制成：高岭土30％，石英砂40％，白垩粉20％，纤维粉10％，其中，纤维粉材质为经过
抗菌整理的棉质材料，纤维粉的粒径为15μm。
32.该抗菌功能瓷砖是通过以下步骤制备的：
33.将上述材料在混料设备中混合均匀；然后在成型设备上以60mpa的压力压制得到瓷砖胚体；将胚体在烧制炉中高温煅烧，升温速率5℃/min升温到1100℃，保温煅烧2h；然后以降温速率为10℃/min降温至800℃，保温处理2h；最后降温冷却至室温，将瓷砖取出，得到最终多功能瓷砖。
34.按照gb/t3810-2006《陶瓷砖试验方法》对瓷砖的破坏强度、断裂模数进行测试，结果如表2所示：
35.表2实施例2抗菌功能瓷砖的破坏强度与断裂模数测试
36.名称破坏强度/n断裂模数/mpa实施例2265246
37.利用sem对上述瓷砖截面进行微观检测，可发现存在分布均匀的孔隙，如图1所示。
38.实施例3
39.本实施例提供了一种利用纺织废弃物制备的抗菌功能瓷砖，瓷砖胚体由以下重量份原料制成：高岭土30％，石英砂30％，白垩粉20％，纤维粉20％，其中，纤维粉材质为麻材料，经过抗菌整理，纤维粉的粒径为20μm。
40.该抗菌功能瓷砖是通过以下步骤制备的：
41.将上述材料在混料设备中混合均匀；然后在成型设备上以60mpa的压力压制得到瓷砖胚体；将胚体在烧制炉中高温煅烧，升温速率5℃/min升温到1100℃，保温煅烧2h；然后以降温速率为10℃/min降温至800℃，保温处理2h；最后降温冷却至室温，将瓷砖取出，得到最终多功能瓷砖。
42.按照gb/t3810-2006《陶瓷砖试验方法》对瓷砖的破坏强度、断裂模数进行测试，结果如表3所示：
43.表3实施例3抗菌功能瓷砖的破坏强度与断裂模数测试
44.名称破坏强度/n断裂模数/mpa实施例3250057
45.对比例1
46.本对比例提供了一种瓷砖，瓷砖胚体由以下重量份原料制成：高岭土30％，石英砂40％，白垩粉30％。
47.该瓷砖是通过以下步骤制备的：
48.将上述材料在混料设备中混合均匀；然后在成型设备上以60mpa的压力压制得到瓷砖胚体；将胚体在烧制炉中高温煅烧，升温速率5℃/min升温到1100℃，保温煅烧2h；然后以降温速率为10℃/min降温至800℃，保温处理2h；最后降温冷却至室温，将瓷砖取出，得到瓷砖。
49.按照gb/t3810-2006《陶瓷砖试验方法》对瓷砖的破坏强度、断裂模数进行测试，结果如表4所示：
50.表4对比例1瓷砖的破坏强度与断裂模数测试
51.名称破坏强度/n断裂模数/mpa
对比例1269035
52.对比例2
53.本对比例提供了一种瓷砖，瓷砖胚体由以下重量份原料制成：高岭土30％，石英砂40％，白垩粉20％，纳米氧化锌10％。
54.该瓷砖是通过以下步骤制备的：
55.将上述材料在混料设备中混合均匀；然后在成型设备上以60mpa的压力压制得到瓷砖胚体；将胚体在烧制炉中高温煅烧，升温速率5℃/min升温到1100℃，保温煅烧2h；然后以降温速率为10℃/min降温至800℃，保温处理2h；最后降温冷却至室温，将瓷砖取出，得到瓷砖。
56.按照gb/t3810-2006《陶瓷砖试验方法》对瓷砖的破坏强度、断裂模数进行测试，结果如表5所示：
57.表5对比例2瓷砖的破坏强度与断裂模数测试
58.名称破坏强度/n断裂模数/mpa对比例2264521
59.利用sem对上述瓷砖截面进行微观检测，发现含有少量裂纹，如图2所示。
60.分析表1-表5的破坏强度与断裂模数测试结果可知，实施例1-3在加入纤维粉末形成空洞后，并未大幅度降低和影响成品的强度和硬度，可以满足使用要求。
61.对比对比例，参考gb 15979-2002标准对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行抗菌测试，具体测试结果见表6。表6中显示，添加经过抗菌整理的纤维粉末的瓷砖具有较好的抑菌效果，可以达到直接添加抗菌因子纳米氧化锌的抑菌效果。
62.表6抗菌测试结果
63.实施例大肠杆菌抑菌率/％金黄色葡萄球菌抑菌率/％实施例198.299.3实施例296.096.2实施例397.198.6对比例148.650.4对比例297.898.2
64.对比对比例，参考gb/t 50121-2005标准测试撞击隔音性能，具体测试结果见表7，其中，l代表声压级，在相同测试环境和敲击下，撞击隔音效果数值越高表示接收到的声音分贝越高，瓷砖的隔音吸音效果越差。
65.表7撞击隔音性能测试结果
[0066][0067]
根据表7中的实验数据可以看出：本发明的抗菌功能瓷砖在添加纤维粉末后能够获得有效的隔音效果。
[0068]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。