一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料及其制备方法和高耐磨陶瓷砖

摘要

本申请涉及瓷砖加工技术领域，具体公开了一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料及其制备方法和高耐磨陶瓷砖，高耐磨陶瓷材料主要由以下重量份的原料制成：钾长石15‑25份、烧滑石25‑35份、蓝晶石6‑10份、硅溶胶黏结剂5‑15份、焦宝石粉5‑15份、玻化微珠6‑8份、超细钛白粉4‑6份、超细二氧化硅粉4‑6份、金属硅粉4‑6份。该高耐磨陶瓷材料，通过原料之间的协同作用，具有高耐磨性、高抗折强度、低吸水率的优点，使其具有优良的综合性能，满足市场需求。

说明书

技术领域

本申请涉及瓷砖加工技术领域，更具体地说，它涉及一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料及其制备方法和高耐磨陶瓷砖。

背景技术

陶瓷在我国具有悠久的历史，其是陶器和瓷器的总称。瓷砖则是陶瓷中的一种，随着科技的发展瓷砖也在不断的进步。瓷砖具有抗冻防污好、吸水率低、耐酸碱性好、光亮华丽、易打理、使用寿命长的优点，受到越来越多消费者的青睐，且被广泛应用于洗手间、厨房、阳台、外墙装饰等。现有的瓷砖一般以长石、滑石、方解石、石灰石、高岭土为原料，经过研磨、混料、压制、煅烧而成。发明人在实际应用中发现，该瓷砖抗折强度以及表面耐磨性较差，还有待进一步提高。

发明内容

为了提高陶瓷材料的耐磨性，同时提高其抗折强度，本申请提供一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料及其制备方法和高耐磨陶瓷砖。

第一方面，本申请提供一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，采用如下的技术方案：

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其主要由以下重量份的原料制成：钾长石15-25份、烧滑石25-35份、蓝晶石6-10份、硅溶胶黏结剂5-15份、焦宝石粉5-15份、玻化微珠6-8份、超细钛白粉4-6份、超细二氧化硅粉4-6份、金属硅粉4-6份。

本申请的瓷砖用高耐磨陶瓷材料，通过原料之间的协同作用，提升致密度以及结合强度，强化基质，使其具有高耐磨性、高抗折强度，耐磨性≥6.5级、抗折强度＞59Mpa；而且还具有较高的密度以及较低的吸水率，密度＞2.8g/cm

本申请中，在原料中加入硅溶胶黏结剂，其具有良好的渗透性和黏结作用，而且含有二氧化硅，待其煅烧后，二氧化硅保留在高耐磨陶瓷材料中，能够有效的增加高耐磨陶瓷材料的密实性以及结合强度。相比采用水作为黏结剂而言，本申请中采用硅溶胶黏结剂，能够减少黏结剂的使用量，增加高耐磨陶瓷材料的性能。加入焦宝石粉，其具有良好的粘性，而且其含有大量二氧化硅、三氧化二铝，结合硅溶胶黏结剂中硅、焦宝石粉中硅和铝之间的相互作用，可以增加原料的结合强度以及致密性，增加高耐磨陶瓷材料的性能。

在原料中加入玻化微珠，其有效的增加原料之间的流动性，提高密实度。加入超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉，其能够有效的对原料进行填充，增加高耐磨陶瓷材料的密度，而且还能够降低孔隙率，进行降低吸水率，提高抗冻性。同时基于其表面含有大量的活性基团，以及超细钛白粉中钛、超细二氧化硅粉中硅、金属硅粉中硅之间的相互作用，结合玻化微珠中硅之间的相互作用，也能够有效的增加原料之间的结合强度，提高抗折强度。

可选的，所述玻化微珠、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉的重量配比为7:5:5:5。

通过采用上述技术方案，对玻化微珠、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉的重量配比进行优化，进一步增加高耐磨陶瓷材料的综合性能，也增加高耐磨陶瓷材料的应用范围。

可选的，所述硅溶胶黏结剂中二氧化硅的质量含量为20-40％；焦宝石粉中三氧化二铝的质量含量为40-50％、二氧化硅的质量含量为45-55％。

可选的，所述超细钛白粉的D50粒度为0.5-2μm；超细二氧化硅粉的D50粒度为0.5-2μm；金属硅粉的D50粒度为0.5-2μm。

通过采用上述技术方案，对硅溶胶黏结剂、焦宝石粉、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉进行优化，不仅便于高耐磨陶瓷材料的配料，而且增加高耐磨陶瓷材料的综合性能。

第二方面，本申请提供一种上述所述的瓷砖用高耐磨陶瓷材料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种上述所述的瓷砖用高耐磨陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将钾长石、烧滑石、蓝晶石、焦宝石粉、玻化微珠混合均匀，球磨，得到预混物；

S2、将预混物、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉混合均匀，得到混合物；

S3、将混合物、硅溶胶黏结剂混合均匀，然后在辐照功率为15-25kw、转速为200-400r/min下，继续搅拌处理20-30min，冲压成型，烘干，得到坯体；

S4、对坯体进行煅烧，得到高耐磨陶瓷材料。

通过采用上述技术方案，不仅便于高耐磨陶瓷材料的制备和控制，而且在步骤S3中，待混合物、硅溶胶黏结剂混合均匀后，于辐照功率为15-25kw下，继续搅拌处理，混合物、硅溶胶黏结剂能够在辐照下增加其表面的活性基团，增加高耐磨陶瓷材料的结合强度，进而增加高耐磨陶瓷材料的综合性能。

进一步的，步骤S1中，球磨处理采用湿法球磨，湿法球磨处理中使用的分散剂为水。采用湿法球磨，能够提高原料的分散性，便于热量传递，降低原料出现团聚的情况，提高球磨效果。再进一步的，待湿法球磨处理后采用喷雾干燥，不仅便于干燥，也能够降低原料出现团聚的情况。

可选的，步骤S1中，预混物250目筛余量为1.1-1.5％。

通过采用上述技术方案，不仅便于预混物粒度的控制，而且避免预混物的粒度过小而增加成本，也避免预混物的粒度过大而影响高耐磨陶瓷材料的性能。

可选的，步骤S3中，冲压成型处理中，冲压压力为20-30Mpa，冲压时间为5-15s。

通过采用上述技术方案，便于冲压成型。

可选的，步骤S4中，煅烧处理采用以下方法：升温至800-900℃，保温处理20-30min；继续加热升温至1150-1250℃，保温处理40-60min；降温至500-600℃，保温处理20-30min；继续降温，完成煅烧处理。

通过采用上述技术方案，采用两段升温、一段降温的方式对坯体进行煅烧，增加高耐磨陶瓷材料的硬度，提高高耐磨陶瓷材料的耐磨性和抗折强度。

第三方面，本申请提供一种高耐磨陶瓷砖，采用如下的技术方案：

一种高耐磨陶瓷砖，其由上述所述的瓷砖用高耐磨陶瓷材料制备得到。

一种高耐磨陶瓷砖，包括砖坯层，所述砖坯层由上述所述的瓷砖用高耐磨陶瓷材料制备得到。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请的瓷砖用高耐磨陶瓷材料，具有高耐磨性、高抗折强度，耐磨性≥6.5级、抗折强度＞59Mpa，具有良好的综合性能，满足市场需求。

2、本申请瓷砖用高耐磨陶瓷材料的制备方法中，待混合物、硅溶胶黏结剂混合均匀后，在辐照的基础上继续搅拌处理，增加高耐磨陶瓷材料的综合性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

实施例

表1高耐磨陶瓷材料各原料含量(单位:kg)

实施例1

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其原料配比见表1所示。

其中，钾长石中二氧化硅的质量含量为68％、三氧化二铝的质量含量为17％、氧化钾的质量含量为11％、氧化钠的质量含量为2.5％；烧滑石中二氧化硅的质量含量为65％、氧化镁的质量含量为33％、氧化钙的质量含量为1.6％；蓝晶石中三氧化二铝的质量含量为62％、二氧化硅的质量含量为36％；硅溶胶黏结剂中二氧化硅的质量含量为30％，且选自JN-30；焦宝石粉中三氧化二铝的质量含量为46％、二氧化硅的质量含量为51％；玻化微珠中二氧化硅的质量含量为86％，且选自信阳金华兰；超细钛白粉的D50粒度为1μm；超细二氧化硅粉的D50粒度为0.8μm；金属硅粉的D50粒度为2μm。

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将钾长石、烧滑石、蓝晶石、焦宝石粉、玻化微珠混合均匀，得到混料。在水中加入混料，形成浆料，然后对浆料进行球磨，直至250目筛余量为1.3％，喷雾干燥，得到预混物。

其中，水、混料的重量配比为0.5:1。

S2、将预混物、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉混合均匀，得到混合物。

S3、将混合物、硅溶胶黏结剂混合均匀，然后在辐照功率为20kw、转速为300r/min下，继续搅拌处理25min。之后进行冲压成型，冲压压力为25Mpa、冲压时间为10s。然后在温度为40-50℃下烘干，得到坯体。

S4、将坯体，升温至850℃，保温处理25min；继续加热升温至1200℃，保温处理50min；降温至550℃，保温处理25min；继续降温至25℃，得到高耐磨陶瓷材料。

实施例2-5

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，高耐磨陶瓷材料的原料配比不同，且高耐磨陶瓷材料的原料配比见表1所示。

实施例6

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，高耐磨陶瓷材料的制备方法，步骤S3不同。且步骤S3具体为：将混合物、硅溶胶黏结剂混合均匀。之后进行冲压成型，冲压压力为25Mpa、冲压时间为10s。然后在温度为40-50℃下烘干，得到坯体。

实施例7

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，高耐磨陶瓷材料的制备方法，步骤S4不同。且步骤S4具体为：加热升温至850℃，对坯体保温处理25min；继续加热升温至1200℃，保温处理50min；降温至25℃，得到高耐磨陶瓷材料。

对比例

对比例1

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中未添加焦宝石粉。

对比例2

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中用等量的水替换硅溶胶黏结剂。

对比例3

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中用等量的水替换硅溶胶黏结剂，且未添加焦宝石粉。

对比例4

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中未添加玻化微珠。

对比例5

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中未添加超细钛白粉。

对比例6

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中未添加超细二氧化硅粉。

对比例7

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中未添加金属硅粉。

对比例8

一种瓷砖用高耐磨陶瓷材料，其和实施例1的区别之处在于，耐磨陶瓷材料的原料中未添加玻化微珠、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉。

性能检测试验

分别取实施例1-7、对比例1-8得到的高耐磨陶瓷材料作为试样，且对试样进行如下性能检测，耐磨性等级划分如表2所示，检测结果如表3所示。

其中，试样尺寸为300mm×300mm×8mm。

依据GB/T3810-2016《陶瓷砖试验方法》，对试样进行耐磨性、吸水率的检测。

依据GB/T2542-2012《砌墙砖试验方法》，对试样进行抗折强度的检测。

表2耐磨性等级划分

表3检测结果

从表3中可以看出，本申请的瓷砖用高耐磨陶瓷材料，具有较高的耐磨性和密度，耐磨性为6.5-7.5级、密度为2.81-2.97g/cm

将实施例1和对比例1-2进行比较，由此可以看出，在原料中添加硅溶胶黏结剂、焦宝石粉，有效的增加高耐磨陶瓷材料的耐磨性、密度以及抗折强度。结合对比例4-8，在高耐磨陶瓷材料的原料中添加玻化微珠、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉，且利用其之间的协同作用，增加高耐磨陶瓷材料的综合性能。

将实施例1和实施例4-5进行比较，由此可以看出，高耐磨陶瓷材料的原料中，玻化微珠、超细钛白粉、超细二氧化硅粉、金属硅粉的重量配比为7:5:5:5时，高耐磨陶瓷材料具有更优良的综合性能。结合实施例6-7，在高耐磨陶瓷材料制备方法中，对混合物、硅溶胶黏结剂进行辐照处理；采用两段升温、一段降温，也可以提高高耐磨陶瓷材料的综合性能。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。