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一种高透气性面砖及其制备方法.pdf

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一种 透气性 面砖 及其 制备 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910025519

申请日:

20190111

公开号:

CN109467384A

公开日:

20190315

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C04B33/04;C04B33/13;C04B33/135;C04B38/00 主分类号: C04B33/04;C04B33/13;C04B33/135;C04B38/00
申请人: 时启雷
发明人: 时启雷
地址: 230000 安徽省合肥市高新区红枫路8号
优先权:
专利代理机构: 34129 代理人: 宋宇晴
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910025519

授权公告号:

法律状态公告日:

20190409

法律状态类型:

实质审查的生效

摘要

本发明涉及一种高透气性面砖及其制备方法,按重量计使用以下原料制成:高岭土210?220份、废旧陶瓷45?50份、改性粉煤灰40?45份、硅藻土22?25份、玻璃?#23435;?5?20份、纳米复合物2?4份;本申请制备的面砖成?#38236;停?#25104;品率高,而且具有更好的强度和透气性。

权利要求书

1.一种高透气性面砖,其特征在于,按重量计使用以下原料制成:高岭土210-220份、废旧陶瓷45-50份、改性粉煤灰40-45份、硅藻土22-25份、玻璃?#23435;?5-20份、纳米复合物2-4份; 所述改性粉煤灰使用以下方法制备: (1)、将粉煤灰破碎,使用酸碱缓冲液浸泡20-30min,浸泡过程中不断搅拌,?#32531;?#20351;用清水冲洗、烘干; (2)、将步骤(1)处理好的粉煤灰在230-250℃下处理8-10min,?#32531;?#21319;温至420-450℃保温15-18min; (3)、将步骤(2)处理好的粉煤灰与碳酸钙、聚氨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比45:1:2:0.2的比例混合,使用分散机分散处理20-30min,?#32531;?#22312;180-190℃下保温处理5-8min,?#32531;?#38477;至室温,得到混合物; (4)、将步骤(3)得到的混合物进行研磨,过160目筛,得到改性粉煤灰。 2.根据权利要求1所述的一种高透气性面砖,其特征在于,所述纳米复合物为纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1制成。 3.根据权利要求1所述的一种高透气性面砖,其特征在于,所述废旧陶瓷使用以下方法处理,将废旧陶瓷清洗,?#32531;?#20351;用质量分数8%的硫酸溶液浸泡处理20min,使用水冲洗,烘干;将废旧陶瓷与水玻璃按重量比12-15:1的比例混合,使用球磨机进行球磨处理,过160目筛,得到处理后的废旧陶瓷。 4.根据权利要求1所述的一种高透气性面砖,其特征在于,所述纳米复合物使用以下方法制备: (1)、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比1:10:0.2混合,搅拌,使用超声波处理30min,得到膨胀石墨分散液; (2)、向步骤(1)处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉,超声波处理25-30min,得到载体; (3)、向步骤(2)得到的载体中加入膨胀石墨重量5-8倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛混合物,搅拌20min,超声处理30min,静置,在55-60℃下烘干; (4)、将步骤(3)得到的产物与二氧化硅气凝胶、硅烷偶联剂按重量比6:1:0.1混合,研磨,过200目筛,得到纳米复合物。 5.根据权利要求1所述的一种高透气性面砖,其特征在于,所述酸碱缓冲液为碳酸—碳酸氢钠溶液,pH为9-11。 6.根据权利要求4所述的一种高透气性面砖,其特征在于,在步骤(3)烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。 7.一种权利要求1-5之一所述的高透气性面砖的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)、将废旧陶瓷进行研磨,过180目筛,与改性粉煤灰、高岭土混合,继续粉碎,过240目筛; (2)、将步骤(1)得到的混合物与硅藻土、玻璃?#23435;?#32435;米复合物混合,球磨,过200目筛,得到陶瓷用料; (3)、将陶瓷用料压制成型,得到坯体,将坯体以15-16℃/min升温至650-680℃,保温3-5min,?#32531;?#20197;15-20℃/min升温至1560-1680℃,保温60-70min,自然降温至690-700℃,保温20-25min,?#32531;?#38477;至常温,得到高透气性面砖。

说明书


一种高透气性面砖及其制备方法
技术领域


本申请属于新型建筑材料领域,具体涉及一种高透气性面砖及其制备方法。


背景技术


瓷砖是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物,经由研磨、混合、压制、施釉、烧结之
过程,而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等,建筑或装饰材料,称之为瓷砖。其原材料多由
粘土、石英砂等等混合而成。瓷砖用于多个场所,在作为面砖使用时,往往需要面砖具有良
好的透气性,但是,很多瓷砖透气性较差,造成在阴雨或潮湿天气下面砖表面水珠凝结,影
响使用效果。


我国每年会生产大量的陶瓷制品,在生产过程中往往会产生大量的残次品,现在
残?#26410;?#29702;方式为直接丢弃,这就造成了资源的浪费,废旧陶瓷直接用于再次加工陶瓷虽然
理论可行,但是,使用废旧陶瓷回收料制成的陶瓷强度不够,而且容易产生开裂等现象,成
品率不高。


发明内容


本发明的目的是提供一种高透气性面砖,通过?#28304;?#30742;原料及制备方法进?#26800;?#25972;,
在大量使用废旧陶瓷的前提下,增加了瓷砖的强度,提升了瓷砖的透气效果。


本申请通过以下技术方案实现:


一种高透气性面砖,按重量计使用以下原料制成:高岭土210-220份、废旧陶瓷45-50
份、改性粉煤灰40-45份、硅藻土22-25份、玻璃?#23435;?5-20份、纳米复合物2-4份;


所述改性粉煤灰使用以下方法制备:


(1)、将粉煤灰破碎,使用酸碱缓冲液浸泡20-30min,浸泡过程中不断搅拌,?#32531;?#20351;用清
水冲洗、烘干;


(2)、将步骤(1)处理好的粉煤灰在230-250℃下处理8-10min,?#32531;?#21319;温至420-450℃保
温15-18min;


(3)、将步骤(2)处理好的粉煤灰与碳酸钙、聚氨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比
45:1:2:0.2的比例混合,使用分散机分散处理20-30min,?#32531;?#22312;180-190℃下保温处理5-
8min,?#32531;?#38477;至室温,得到混合物;


(4)、将步骤(3)得到的混合物进行研磨,过160目筛,得到改性粉煤灰。


所述纳米复合物为纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1制成。


所述废旧陶瓷使用以下方法处理,将废旧陶瓷清洗,?#32531;?#20351;用质量分数8%的硫酸
溶液浸泡处理20min,使用水冲洗,烘干;将废旧陶瓷与水玻璃按重量比12-15:1的比例混
合,使用球磨机进行球磨处理,过160目筛,得到处理后的废旧陶瓷。


所述纳米复合物使用以下方法制备:


(1)、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比1:10:
0.2混合,搅拌,使用超声波处理30min,得到膨胀石墨分散液;


(2)、向步骤(1)处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉,超声波
处理25-30min,得到载体;


(3)、向步骤(2)得到的载体中加入膨胀石墨重量5-8倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛
混合物,搅拌20min,超声处理30min,静置,在55-60℃下烘干;


(4)、将步骤(3)得到的产物与二氧化硅气凝胶、硅烷偶联剂按重量比6:1:0.1混合,研
磨,过200目筛,得到纳米复合物。


所述酸碱缓冲液为碳酸—碳酸氢钠溶液,pH为9-11。


在步骤(3)烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。


一种高透气性面砖的制备方法,包括以下步骤:


(1)、将废旧陶瓷进行研磨,过180目筛,与改性粉煤灰、高岭土混合,继续粉碎,过240目
筛;


(2)、将步骤(1)得到的混合物与硅藻土、玻璃?#23435;?#32435;米复合物混合,球磨,过200目筛,
得到陶瓷用料;


(3)、将陶瓷用料压制成型,得到坯体,将坯体以15-16℃/min升温至650-680℃,保温3-
5min,?#32531;?#20197;15-20℃/min升温至1560-1680℃,保温60-70min,自然降温至690-700℃,保温
20-25min,?#32531;?#38477;至常温,得到高透气性面砖。


本申请的有益效果:本申请的高透气性面砖使用高岭土、废旧陶瓷、改性粉煤?#19994;?br>作为主要成?#31181;?#25104;,成?#21482;?#20445;安全,对?#32938;?#27809;有副作用,使用过程中也不会产生污染物,在
原料中使用了废旧陶瓷,一方面可以?#26723;?#29943;砖的成本,而且废旧陶瓷经过处理,能够显著提
升与其他原料的分散性和粘结的强度,提升瓷砖制备过程中的成品率和产品的强度、耐磨
性;在原料中加入玻璃?#23435;?#21487;以提升瓷砖的强度,能够避免制备及使用过程中瓷砖出现开
?#36873;?#26412;申请中将改性粉煤灰进行改性,提升?#31169;?#38754;的活性,使瓷砖质地?#25913;濉?#24378;度好,改性后
的改性粉煤灰也有利于与其他成分的分散效果,提升制坯和烧结过程中的成品?#30465;?#21407;料中
加入硅藻土,与改性粉煤灰中的聚氨酯、碳酸钙等作用,在制备过程中能够?#22266;?#29943;原料融合
分散效果更好,提升瓷砖的成型效果,高温烧结后可以产生部分碳化并产生少量气体,提升
瓷砖的?#36879;?#34432;和耐磨性,同时,能够显著改善瓷砖的透气性。本申请在原料中加入纳米复合
物,加入后能显著提升陶瓷的抗菌性能,复配后能显著?#26723;?#25239;菌复合物的使用量,在使用过
程中不滋生细菌、不发霉,安全性高。


本申请中的粉煤灰、废旧陶瓷经过处理,具有良好的分散性,利于制坯,提升坯体
的强度及稳定性,提升成品率,而且在烧结过程中虽然可以形成透气的气孔,但是,气孔的
孔径小,为分散均匀的毛细孔,使得面砖具有良好的透气性,但是,又具有良好的拒水性。


本申请中的纳米复合物制备过程中加入膨胀石墨、沸石粉,可以使的纳米粒子具
有良好的载体,使其在瓷砖表面积内部具有良好的附着点,提升附着的强度,延长抑菌、耐
污的周期,再加入二氧化硅气凝胶,能进一步提升纳米粒子的分散效果,还能够提升瓷砖的
强度及耐磨性。


本申请中的瓷砖在烧结过程中采用升温预热、保温,再升温烧结、降温保温等手
段,能显著提升瓷砖烧结的成品率,使用本方法及原料的瓷砖烧结的成品率在98%以上。


具体实施方式


实施例1


一种高透气性面砖,按重量计使用以下原料制成:高岭土216份、废旧陶瓷48份、改性粉
煤灰42份、硅藻土23份、玻璃?#23435;?8份、纳米复合物3份;


所述改性粉煤灰使用以下方法制备:


(1)、将粉煤灰破碎,使用酸碱缓冲液浸泡20-30min,浸泡过程中不断搅拌,?#32531;?#20351;用清
水冲洗、烘干;


(2)、将步骤(1)处理好的粉煤灰在230-250℃下处理8-10min,?#32531;?#21319;温至435℃保温
16min;


(3)、将步骤(2)处理好的粉煤灰与碳酸钙、聚氨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比
45:1:2:0.2的比例混合,使用分散机分散处理25min,?#32531;?#22312;185℃下保温处理5-8min,?#32531;?br>降至室温,得到混合物;


(4)、将步骤(3)得到的混合物进行研磨,过160目筛,得到改性粉煤灰。


所述纳米复合物为纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1制成。


所述废旧陶瓷使用以下方法处理,将废旧陶瓷清洗,?#32531;?#20351;用质量分数8%的硫酸
溶液浸泡处理20min,使用水冲洗,烘干;将废旧陶瓷与水玻璃按重量比13:1的比例混合,使
用球磨机进行球磨处理,过160目筛,得到处理后的废旧陶瓷。


所述纳米复合物使用以下方法制备:


(1)、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比1:10:
0.2混合,搅拌,使用超声波处理30min,得到膨胀石墨分散液;


(2)、向步骤(1)处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉,超声波
处理25-30min,得到载体;


(3)、向步骤(2)得到的载体中加入膨胀石墨重量5-8倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛
混合物,搅拌20min,超声处理30min,静置,在55-60℃下烘干;


(4)、将步骤(3)得到的产物与二氧化硅气凝胶、硅烷偶联剂按重量比6:1:0.1混合,研
磨,过200目筛,得到纳米复合物。


所述酸碱缓冲液为碳酸—碳酸氢钠溶液,pH为9-11。


在步骤(3)烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。


一种高透气性面砖的制备方法,包括以下步骤:


(1)、将废旧陶瓷进行研磨,过180目筛,与改性粉煤灰、高岭土混合,继续粉碎,过240目
筛;


(2)、将步骤(1)得到的混合物与硅藻土、玻璃?#23435;?#32435;米复合物混合,球磨,过200目筛,
得到陶瓷用料;


(3)、将陶瓷用料压制成型,得到坯体,将坯体以15-16℃/min升温至665-670℃,保温3-
5min,?#32531;?#20197;15-20℃/min升温至1600-1620℃,保温60-70min,自然降温至690-695℃,保温
20-25min,?#32531;?#38477;至常温,得到高透气性面砖。


实施例2


一种高透气性面砖,按重量计使用以下原料制成:高岭土218份、废旧陶瓷50份、改性粉
煤灰42份、硅藻土24份、玻璃?#23435;?8份、纳米复合物3.6份;


所述改性粉煤灰使用以下方法制备:


(1)、将粉煤灰破碎,使用酸碱缓冲液浸泡20-30min,浸泡过程中不断搅拌,?#32531;?#20351;用清
水冲洗、烘干;


(2)、将步骤(1)处理好的粉煤灰在245℃下处理8-10min,?#32531;?#21319;温至430℃保温15-
18min;


(3)、将步骤(2)处理好的粉煤灰与碳酸钙、聚氨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比
45:1:2:0.2的比例混合,使用分散机分散处理20-30min,?#32531;?#22312;188℃下保温处理5-8min,
?#32531;?#38477;至室温,得到混合物;


(4)、将步骤(3)得到的混合物进行研磨,过160目筛,得到改性粉煤灰。


所述纳米复合物为纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1制成。


所述废旧陶瓷使用以下方法处理,将废旧陶瓷清洗,?#32531;?#20351;用质量分数8%的硫酸
溶液浸泡处理20min,使用水冲洗,烘干;将废旧陶瓷与水玻璃按重量比12:1的比例混合,使
用球磨机进行球磨处理,过160目筛,得到处理后的废旧陶瓷。


所述纳米复合物使用以下方法制备:


(1)、将膨胀石墨与体积分数60%的乙醇溶液、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠按重量比1:10:
0.2混合,搅拌,使用超声波处理30min,得到膨胀石墨分散液;


(2)、向步骤(1)处理好的膨胀石墨分散液中加入膨胀石墨重量0.5倍的沸石粉,超声波
处理25-30min,得到载体;


(3)、向步骤(2)得到的载体中加入膨胀石墨重量5-8倍的纳米氧化锌和纳米二氧化钛
混合物,搅拌20min,超声处理30min,静置,在55-60℃下烘干;


(4)、将步骤(3)得到的产物与二氧化硅气凝胶、硅烷偶联剂按重量比6:1:0.1混合,研
磨,过200目筛,得到纳米复合物。


所述酸碱缓冲液为碳酸—碳酸氢钠溶液,pH为9-11。


在步骤(3)烘干过程中使用干燥的氮气气流进行烘干。


一种高透气性面砖的制备方法,包括以下步骤:


(1)、将废旧陶瓷进行研磨,过180目筛,与改性粉煤灰、高岭土混合,继续粉碎,过240目
筛;


(2)、将步骤(1)得到的混合物与硅藻土、玻璃?#23435;?#32435;米复合物混合,球磨,过200目筛,
得到陶瓷用料;


(3)、将陶瓷用料压制成型,得到坯体,将坯体以15-16℃/min升温至665-670℃,保温3-
5min,?#32531;?#20197;15-20℃/min升温至1620-1625℃,保温60-70min,自然降温至690-695℃,保温
20-25min,?#32531;?#38477;至常温,得到高透气性面砖。


实施例3


与实施例1相比,改性粉煤灰不进行改性处理。


实施例4


与实施例1相比,纳米复合物使用纳米氧化锌与纳米二氧化钛的重量比为4:1的混合物
直接添加,不使用本申请的方法进行处理。


实施例5


与实施例1相比,纳米复合物制备时,不添加二氧化硅气凝胶。


实施例6


与实施例1相比,在瓷砖制备时,不进行变温处理,直接在1620-1625℃下烧结成型。


实施例7


与实施例1相比,废旧陶瓷处理时,不加入水玻璃。


对比例1


与实施例1相比,不使用硅藻土。


对比例2


与实施例1相比,不使用玻璃?#23435;?br>

对比例3


与实施例1相比,不添加纳米复合物。


按照GB/T 3810-2016《陶瓷砖试验方法》分别测定实施例和对比例中得到的陶瓷
砖的破坏强度,在MMS-1G高速销盘摩擦磨损实验机上进行摩擦磨损试验,记录磨损量,检测
磨损量,结果如表1:
















破坏强度(N)


磨损量(g)


透气性


成品率(%)




实施例1


1725


0.132


+++++


97.5




实施例2


1706


0.145


+++++


97.3




实施例3


1568


0.275


++


93.1




实施例4


1602


0.273


++++


93.5




实施例5


1552


0.262


+++++


96.2




实施例6


1585


0.316


++++


86.4




实施例7


1523


0.413


++++


89.5




对比例1


1625


0.294


+++


91.3




对比例2


1423


0.395


++++


93.5




对比例3


1685


0.318


++++


96.0






透气性采用罗民华《多孔陶瓷的表征与性能测试技术》中的蒸汽渗透法进行测试,使用
“+”数量表征陶瓷透气性,“+”越多证明陶瓷透气性越好。


由表1可知,本申请实施例方法和原料制成的瓷砖具有更好的强度和耐磨性,制备
陶瓷的透气性也明显提升,也具有更好的成品?#30465;?br>

为?#25628;?#35777;纳米复合物中纳米氧化锌和纳米二氧化钛的比例对抑菌作用的影响,本
申请人进行了以下试验,结果如表2:











纳米氧化锌


纳米二氧化钛


抑菌性




10


1


++




8


1


+++




7


1


+++




6


1


+++




5


1


++++




4


1


+++++




3


1


++++




2


1


+++




1


1


++






抑菌性是指将金黄色葡萄球菌种接种在瓷砖上,在25℃,相对湿度70%下培养36h,观察
瓷砖表面菌落数,使用“+”标记,“+”越多,证明瓷砖抑菌能力越好。


由表2可知,本申请中的纳米复合物中纳米氧化锌和纳米二氧化钛在4:1的条件
下,陶瓷具有更好的抑菌性。


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