一种具有非光滑微表面结构的耐磨瓷砖的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有非光滑微表面结构的耐磨瓷砖的制备方法，在传统瓷砖砖坯釉层表面涂施含有金属有机骨架化合物包覆陶瓷纳米纤维的硅溶胶或者铝溶胶，经具有三维多孔结构的金属有机骨架化合物包覆的陶瓷纳米纤维在胶液中呈定向分布排列，在后续的升温烧结过程中，金属有机骨架化合物中的金属离子转变成液态金属或者金属氧化物，有机配体基团炭化烧蚀，液态金属或金属氧化物实现了陶瓷纳米纤维与瓷砖釉层的强力粘结以及陶瓷纳米纤维间的有效连接，最终制得了具有高强度陶瓷纳米纤维均匀排列的非光滑微表面结构的耐磨瓷砖，其表面强度、耐磨抗压，即使出现了磨损也可通过二次施胶完成修复，延长了瓷砖的使用周期。

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷砖技术领域，尤其涉及一种具有非光滑微表面结构的耐磨瓷砖的制备方法。

背景技术

陶瓷砖在日常生活中随处可见，是一种重要的建筑材料，是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。

瓷砖的耐磨性直接决定了瓷砖的使用寿命，现如今市面上的地砖一般具有表面光滑的特点，但是硬物在其上擦拭容易刮花，耐磨度不足，使用一段时间后发明划痕明星，容易藏污纳垢，瓷砖的表面也不复光亮如初，消费者不得不进行二次更换，造成经济和人力的二次损耗。为此，研制高耐磨的瓷砖产品不仅可以改善用户体验，同时也能达到节约资源的效果。

发明内容

本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种具有非光滑微表面结构的耐磨瓷砖的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有非光滑微表面结构的耐磨瓷砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）制坯：将制砖原料混合均匀后进行球磨、除铁、干燥、研细处理，制得的粉料粒径为50-200μm，然后将所得粉料干压成型，制成砖坯；

（2）施釉：将陶瓷釉料涂饰于砖坯表面，热风干燥处理；

（3）施胶：将陶瓷纳米纤维投入适量的由无水乙醇、水按照100:（5-20）的体积比混配而成的溶剂中，超声振荡分散均匀，随后加入金属盐，搅拌使其溶解后加入有机配体，继续超声振荡20-30min后静置30-50min，反应结束后体系抽滤，所得产物经水洗、干燥后投入固含量为20-30%的硅溶胶或铝溶胶体系中，超声分散均匀后浸涂于步骤（2）制备的砖坯表面，室温干燥2-5h，完成施胶；

（4）烧结：将施胶后砖坯送入窑炉中烧结处理，升温程序为：先以5-6℃/min的速率升温至300-450℃，保温20-30min，然后以8-12℃/min的速率升温至600-800℃，保温20-30min，然后再以相同的升温速率升温至950-1250℃，保温烧结1-5h后出料，自然冷却至室温，即得所述的耐磨瓷砖。

所述步骤（3）中的陶瓷纳米纤维是由陶瓷前驱体溶液经静电纺丝、烧结后制得的。

所述步骤（3）中的金属盐为氯化锌、醋酸锌、硝酸锌中的一种或几种混合。

所述步骤（3）中的有机配体为2-甲基咪唑。

所述步骤（3）中的陶瓷纳米纤维、金属盐、有机配体三者的重量比为1：（0.1-0.5）：（0.05-0.1）。

所述步骤（3）中的陶瓷纳米纤维与硅溶胶或铝溶胶的重量比为1:（5-10）。

所述的陶瓷前驱体溶液是由陶瓷前驱体与聚乙烯吡咯烷酮、水按照10:（1-5）:（30-50）的重量比配制而成。

所述的陶瓷前驱体为钛酸四丁酯、钛酸异丁酯、氧氯化锆、乙酸钡中的一种。

本发明制备的耐磨瓷砖在传统瓷砖砖坯釉层表面涂施含有金属有机骨架化合物包覆陶瓷纳米纤维的硅溶胶或者铝溶胶，经具有三维多孔结构的金属有机骨架化合物包覆的陶瓷纳米纤维在胶液中呈定向分布排列，在后续的升温烧结过程中，金属有机骨架化合物中的金属离子转变成液态金属或者金属氧化物，有机配体基团炭化烧蚀，液态金属或金属氧化物实现了陶瓷纳米纤维与瓷砖釉层的强力粘结以及陶瓷纳米纤维间的有效连接，最终制得了具有高强度陶瓷纳米纤维均匀排列的非光滑微表面结构的耐磨瓷砖，其表面强度、耐磨抗压，即使出现了磨损也可通过二次施胶完成修复，延长了瓷砖的使用周期。

具体实施方式

一种具有非光滑微表面结构的耐磨瓷砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）制坯：将制砖原料混合均匀后进行球磨、除铁、干燥、研细处理，制得的粉料粒径为50μm，然后将所得粉料干压成型，制成砖坯；

（2）施釉：将陶瓷釉料涂饰于砖坯表面，热风干燥处理；

（3）施胶：将陶瓷纳米纤维投入适量的由无水乙醇、水按照100:5的体积比混配而成的溶剂中，超声振荡分散均匀，随后加入醋酸锌，搅拌使其溶解后加入2-甲基咪唑，继续超声振荡20min后静置30min，反应结束后体系抽滤，所得产物经水洗、干燥后投入固含量为20%的硅溶胶中，超声分散均匀后浸涂于步骤（2）制备的砖坯表面，室温干燥2h，完成施胶；

（4）烧结：将施胶后砖坯送入窑炉中烧结处理，升温程序为：先以5℃/min的速率升温至300℃，保温20min，然后以8℃/min的速率升温至600℃，保温20min，然后再以相同的升温速率升温至950℃，保温烧结1h后出料，自然冷却至室温，即得所述的耐磨瓷砖。

所述步骤（3）中的陶瓷纳米纤维是由陶瓷前驱体溶液经静电纺丝、烧结后制得的。

所述步骤（3）中的陶瓷纳米纤维、醋酸锌、2-甲基咪唑三者的重量比为1：0.1：0.05。

所述步骤（3）中的陶瓷纳米纤维与硅溶胶的重量比为1:5。

所述的陶瓷前驱体溶液是由钛酸四丁酯与聚乙烯吡咯烷酮、水按照10:1:30的重量比配制而成。