一种花岗岩瓷砖及其制备方法与流程

本发明属于瓷砖，具体是指一种花岗岩瓷砖及其制备方法。

背景技术：

1、花岗岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、耐腐蚀、耐磨损、吸水性低，色泽能保存百年以上，是建筑的好材料，但天然花岗岩开采加工困难，成材率低，且资源和品种有限，某些花岗石含有微量放射性元素，大大限制了其使用；人造花岗岩瓷砖的特点是色泽亮丽，但强度低易老化变形、抗菌性差易污脏、耐磨性差，瓷砖分为胚体和釉面两部分，瓷砖釉面抗菌为被动的接触式抗菌，如果增加防污层将对釉层与细菌的接触起到了分隔的作用，使得局部釉层的抗菌作用得不到发挥抗菌性能降低，无法同时兼顾防污与抗菌效果；载银型无机抗菌材料主要是通过离子交换和物理吸附等作用将银离子沉淀到无机材料表层或者介孔材料中，制成无机抗菌剂使其具有抗菌作用，但在高温、高湿度或者长时间使用后抗菌效果降低；埃洛石是一种硅酸盐类矿物，主要成分包括硅、氧、铝、镁和水，通常呈现出白色、灰色或淡黄色，具有珍珠光泽，在工业上有多种用途，包括用作填料、绝缘材料、陶瓷原料等，埃洛石纳米管储藏丰富、价格低廉、长径比高、管腔体积大具有较高的比表面积和吸附容量，并且无毒环保、生物相容性强、环境友好。

2、目前现有技术主要存在以下问题：花岗岩瓷砖的长期抗菌效果差，防污效果差。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种花岗岩瓷砖及其制备方法，为了解决长期抗菌效果差，防污效果差的问题，本发明提出通过对埃洛石纳米管改性的方式，实现了埃洛石纳米管上原位聚合有金属骨架，通过碳化和置换使不同无机抗菌剂在纳米管上均匀负载，同时制备抗菌防污釉涂抹于胚体上烧制，实现瓷砖的抗菌防污效果。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种花岗岩瓷砖，所述花岗岩瓷砖包括如下重量份的组分：抗菌防污釉2-3份、高岭土30-35份、石英石15-25份、花岗岩粉8-12份、石灰石5-10份、麦饭石6-8份、硬水铝石3-7份。

3、优选地，所述抗菌防污釉包括如下重量份的组分：花岗岩粉30-40份、高岭土12-16份、石英砂10-15份、石灰石7-10份、钛白粉3-6份、羟基乙基纤维素1.5-2.5份、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷2.5-4份、埃洛石纳米管3-5份、硝酸锌0.9-1.5份、硝酸铜0.7-1.2份、硝酸银0.6-1.3份、2-甲基咪唑2.5-3.5份、水25-35份。

4、优选地，所述抗菌防污釉的制备方法，具体包括如下步骤：

5、s1、将埃洛石纳米管加入体积分数为95%的乙醇溶液中，搅拌均匀得到纳米管分散液，将3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷加入纳米管分散液中，调节ph为4.5-5.5，加热反应，得到改性纳米管；

6、s2、将硝酸锌加入甲醇中快速搅拌8-15min得到硝酸锌分散液，随后将s1所得改性纳米管加入硝酸锌分散液中，加速搅拌2-3h得到改性纳米管分散液；

7、s3、将2-甲基咪唑加入将s2所得改性纳米管分散液中，在反应釜中搅拌反应，然后静置12h，过滤干燥得，到有机锌离子纳米管；

8、s4、将s3所得有机锌离子纳米管在氩气气氛中煅烧，得到碳化锌离子纳米管；

9、s5、将s4所得碳化锌离子纳米管分散于水中，加入硝酸铜浸泡50-80min，随后加入硝酸银继续浸泡30-50min，过滤干燥，得到抗菌纳米管；

10、s6、按重量份将花岗岩粉、高岭土、石英砂、石灰石、钛白粉混合，进行球磨过筛，随后加入s5所得抗菌纳米管、羟基乙基纤维素，最后与水混合，搅拌均匀得到抗菌防污釉。

11、优选地，在s1中，所述加热反应温度为45-55℃，时间为10-15h；

12、优选地，在s2中，所述快速搅拌速率为200-300rpm，加速搅拌速率为300-400rpm；

13、优选地，在s3中，所述反应釜中的反应温度为80-120℃，反应时间为80-120min；

14、优选地，在s4中，所述煅烧温度为700-800℃，煅烧时间为60-120min；

15、优选地，在s5中，所述碳化锌离子纳米管在水中的添加量为15-30mg/ml；

16、优选地，在s6中，所述过筛目数为300-350目。

17、本发明还提供了一种花岗岩瓷砖的制备方法，具体包括如下步骤：

18、（1）将高岭土、石英石、花岗岩粉、石灰石、麦饭石、硬水铝石混合，经球磨过250-350目筛得到胚体粉料，随后与胚体粉料质量分数50-60%的水混合均匀，最后压制成型得到瓷砖胚体；

19、（2）将抗菌防污釉通过淋釉喷涂于瓷砖胚体上，随后以90-120℃干燥2-3h，送入窑炉中，以3-5℃/min的升温速率升温至1200-1300℃烧结60-80min，以4-6℃/min的降温速率降至室温，得到花岗岩瓷砖。

20、本发明取得的有益效果如下：以3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷对埃洛石纳米管进行改性与其上羟基结合，使尾端部分为环氧基团，加入zn2+使2-甲基咪唑在埃洛石纳米管上原位聚合，并以咪唑基团引发环氧基开环聚合在埃洛石纳米管内外高度交联，形成有机锌离子纳米管，在氩气气氛中加热有机锌离子纳米管，锌离子被还原，并被固定在碳骨架上，在定量硝酸铜和硝酸银中依次浸泡，通过置换得到同时负载锌、铜、银三种抗菌离子的具有高度抗菌性的碳骨架纳米管，将所得纳米管与釉料混合加以分散剂得到抗菌釉，以抗菌釉喷涂瓷砖胚体烧制得到抗菌防污性能的花岗岩瓷砖；ag-cu-zn复合抗菌剂具有耐高温、抗菌性能稳定的特点，ag能够通过静电吸附、金属溶出、光催化等多种方式进行杀菌，cu能通过生成活性氧对细菌进行氧化损伤、与细胞中锌离子抢夺蛋白质结合点使功能丧失等途径进行杀菌，zn能通过破坏细菌细胞膜结构等方式进行杀菌，使用复合抗菌的方式能够防止细菌产生耐药性提高抗菌效果和安全性；将锌离子负载于有机框架中并形成有机网络，有机网络炭化后利用置换的方式在碳骨架上加载银和铁，能够减少金属团聚造成的损失，使复合金属抗菌剂均匀负载在碳骨架上不易损失和氧化，缓慢释放以达到长效抗菌效果，并使无机抗菌剂分散更均匀，进一步使瓷砖表面各点抗菌效果均一，减少无机抗菌剂的过量使用和浪费；碳化抗菌纳米管的加入增强了釉面材料的强度，烧结后在釉面上形成微米级的乳突和纳米级发丝状的结构，起到超疏水性和自清洁性的效果。

技术特征：

1.一种花岗岩瓷砖，其特征在于：所述花岗岩瓷砖包括如下重量份的组分：抗菌防污釉2-3份、高岭土30-35份、石英石15-25份、花岗岩粉8-12份、石灰石5-10份、麦饭石6-8份、硬水铝石3-7份；所述抗菌防污釉包括如下重量份的组分：花岗岩粉30-40份、高岭土12-16份、石英砂10-15份、石灰石7-10份、钛白粉3-6份、羟基乙基纤维素1.5-2.5份、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷2.5-4份、埃洛石纳米管3-5份、硝酸锌0.9-1.5份、硝酸铜0.7-1.2份、硝酸银0.6-1.3份、2-甲基咪唑2.5-3.5份、水25-35份。

2.一种根据权利要求1所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

3.根据权利要求3所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：所述抗菌防污釉的制备方法，具体包括如下步骤：

4.根据权利要求4所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：在s1中，所述加热反应温度为45-55℃，时间为10-15h。

5.根据权利要求5所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：在s2中，所述快速搅拌速率为200-300rpm，加速搅拌速率为300-400rpm。

6.根据权利要求6所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：在s3中，所述反应釜中的反应温度为80-120℃，反应时间为80-120min。

7.根据权利要求7所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：在s4中，所述煅烧温度为700-800℃，煅烧时间为60-120min。

8.根据权利要求8所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：在s5中，所述碳化锌离子纳米管在水中的添加量为15-30mg/ml。

9.根据权利要求9所述的花岗岩瓷砖的制备方法，其特征在于：在s6中，所述过筛目数为300-350目。

技术总结
本发明公开了瓷砖技术领域的一种花岗岩瓷砖及其制备方法，包括如下重量份的组分：抗菌防污釉2‑3份、高岭土30‑35份、石英石15‑25份、花岗岩粉8‑12份、石灰石5‑10份、麦饭石6‑8份、硬水铝石3‑7份；抗菌防污釉是以硅烷偶联剂对埃洛石纳米管进行改性后负载有机金属框架并进一步加载多重抗菌离子，与高岭土、石英砂、花岗岩粉等矿物质加以分散剂混合制备得到的。本发明通过对埃洛石纳米管改性的方式，实现了埃洛石纳米管上原位聚合有金属骨架，通过碳化和置换使不同无机抗菌剂在纳米管上均匀负载，同时制备抗菌防污釉涂抹于胚体上烧制，实现瓷砖的抗菌防污效果。

技术研发人员：陈漫霞
受保护的技术使用者：广东和陶立方陶瓷有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10