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一种高强度瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种瓷砖及其制备方法，尤其是一种高强度瓷砖及其制备方法。属于材料技术领域。
背景技术
现有技术中，环保、质量好、成本低的瓷砖成为必不可少的装修装饰品，由于瓷砖制品的致密度高、收缩变形小、装饰效果好的原因，其中，高强度瓷砖属于其中一大类，高强度瓷砖的种类比较多，但是由于原料成本高、工艺不完善等原因造成了此类瓷砖在光洁度、硬度、渗水性以及防裂方面仍然需要改进。通常瓷砖的缺点如下：龟裂；龟裂产生的根本原因是坯与釉层间的应力超出了坯釉间的热膨胀系数之差。当釉面比坯的热膨胀系数大，冷却时釉的收缩大于坯体，釉会受拉伸应力，当拉伸应力大于釉层所能承受的极限强度时，就会产生龟裂现象。背渗：虽然吸水都是自然的，但当坯体密度过于疏松时，就不仅是吸水的问题了，而是渗水泥的问题。即水泥的污水会渗透到表面。针对上述的问题，本发明的发明人经过长期的试验和改进，得到了一种在光洁度、硬度、渗水性以及防裂方面都性能优良的高强度瓷砖。
发明内容
本发明的目的是得到一种高强度瓷砖及其制备方法，产品的选料成本低，瓷砖的强度高，破损率低的高强度瓷砖。
本发明一种高强度瓷砖的制备方法，其中，所述瓷砖的制备方法如下：
1)将原材料按照一定比例进行配料；其中，所述配料的组成成份及其重量份比例包括：
 

组分重量份优选重量份二氧化硅25-4010滑石粉2-105氧化锌5-123钠长石25-3532白土5-1510白云石8-1210纳米二氧钛25-3530
2)将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为11-13小时，最好为12小时；
3)加入纳米二氧钛，再加磨0.5-2小时，最好加磨2个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.68-1.82，细度0.015-0.025mm，浆料流速28-32秒，水份30-35％；最佳的参数为：比重1.75，细度0.02mm，浆料流速30秒，水份33％；
4)将磨好的配料过170-190目过筛，最好180目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐10-14小时，最好12小时；
5)1200℃下将成型的坯料烧制40-60分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为5-15分钟；得到本发明的最终产品；此步骤为本发明的发明人另外一个创新点，经过测试，将温度降下到600
上述配料中还包括1-3重量份的本发明特别干凝胶粉，在所述的步骤3)中与纳米二氧钛同时加入，所述特别干凝胶粉的制备方法如下：
取1-2mol的Si(OC₂H₅)₄，添加4-6mol的无水AlCl₃，搅拌均匀后加入3-5mol的乙醚，搅拌至均匀的黑色溶液后在130-150℃下恒温20-30小时，得到的干凝胶，研磨后在280-300目下过筛得到干凝胶粉。
本发明专利的重点在制备本发明产品的工艺步骤上，但是组成配比也是经过长期试验才得到的最好的配比范围，具有很大的进步性。进一步地，尤其是上述的干凝胶粉，加入后对于产品的硬度、抗破坏能力和吸水性能的提高具有非凡的意义，这一点也可以在实施例的效果部分得到印证。
上述的氧化锌为：纳米级氧化物，最好为：粒度为50nm。
上述方法还可以在步骤5)的烧制完成后进行抛光，这是为了使得产品具有较高的光洁度，进一步增强本发明产品的自清洁功能，对产品的表面进行刮、削、磨的处理，并进行磨边处理。
进一步地，在初始的配料中加入常规剂量的如：肉红色、砖红色、特白、浅灰色、浅黄色、姜黄等多种色料，加入：桔黄、锰红、珊黄等。
本发明产品的配料原料都来源于商业采购，成份具体如下：
本发明的原料中玻璃纤维选自：无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、有碱玻璃纤维三种中的一种或几种混合；无碱玻璃，系一种硼硅酸盐玻璃。目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分，具有良好的电气绝缘性及机械性能。中碱玻璃，其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃。玻璃纤维有一系列优良性能，拉伸强度高，防火、防霉、防蛀、耐高温和电绝缘性能好等，它的缺点是具有脆性，不耐腐等。
滑石主要成分是滑石含水的矽酸镁，分子式为Mg3[Si4O10](OH)2。滑石属单斜晶系。通常成致密的块状、叶片状、放射状、纤维状集合体。无色透明或白色，但因含少量的杂质而呈现浅绿、浅黄、浅棕甚至浅红色；解理面上呈珍珠光泽。硬度1，比重2.7～2.8。滑石具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，由于滑石的结晶构造是呈层状的，所以具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性。
钠长石(Albite)是长石的一种，为钠的铝硅酸盐(NaAlSi₃O₈)。钠长石一般为玻璃状晶体，可以是无色的，也可以有白、黄、红、绿或黑色。它是制造玻璃和陶瓷的原料。很多岩石中都有钠长石的成分，人们称这样的矿物为造岩矿物。钠长石：Na₂O.Al₂O₃.6SiO₂，其中Na₂O8％以下，K₂O₅-6％，Al₂O₃16％以上，SiO₂70％，密度2.605g/cm3，莫氏硬度为6，三斜晶系，颜色为白色，熔点1100℃。
白云石(dolomite)的材料性质：化学成分：CaMg(CO₃)₂；可含有Fe、Mn、Pb、Zn等元素。结晶状态：晶质体或晶质集合体。晶系：三方晶系。晶体习性：菱面体，常呈块状集合体。常见颜色：无色、白、带黄色或褐色色调。光泽：玻璃光泽至珍珠光泽。解理：白支石具三组完全解理。摩氏硬度：3～4。密度：2.86g/cm³～3.20g/cm³。光性特征：白云石为一轴晶，负光性；常为非均质集合体。多色性：无至弱，集合体无。折射率：1.505～1.743。双折射率：0.179～0.184。紫外荧光：橙、蓝、绿、绿白。放大检查：可见三组完全解理。特殊性质：遇盐酸起泡。纯白云石为白色，因含其他元素和杂质有时呈灰绿、灰黄、粉红等色，玻璃光泽。白云石可用作冶金熔剂、耐火材料、建筑材料和玻璃、陶瓷的配料。
本发明中使用的纳米二氧化钛的锐钛矿型、板钛矿型和金红石型，最好选择锐钛矿型。
具体而言本发明具有如下优点：1、根据GB/T4100-2006国标进行检测，本发明产品的强度为30-32Mpa，使得瓷砖的强度大为提高；2、降低了破损率；3、产品制备的方法简单、成本低。
具体实施方式
以下实施例只用来说明发明的特点，并不用来限制本发明的保护范围。任何得自本发明的想法、创意和方法与产品，都应该在本发明的保护范围之内。
组份按照如下的表格进行配置，
 组分实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6二氧化硅302540353727滑石粉52102107氧化锌75121286钠长石322535253528白土1051515512白云石108128129纳米二氧钛302535352529干凝胶粉000132
具体的方法如下：
实施例1
1)按照所述比例进行配料；
2)将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为12小时；
3)加入纳米二氧钛，再加磨2个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.75，细度0.02mm，浆料流速30秒，水份33％；
4)将磨好的配料过180目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐12小时；
5)1200℃下将成型的坯料烧制50分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为15分钟；得到本发明的最终产品。
实施例2
1)按照所述比例进行配料；
2)将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为10小时；
3)加入纳米二氧钛，再加磨3个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.68，细度0.015mm，浆料流速28秒，水份30％；
4)将磨好的配料过170目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐10小时；
5)1200℃下将成型的坯料烧制60分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为15分钟；得到本发明的最终产品。
实施例3
1)按照所述比例进行配料；将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为12小时；
2)加入纳米二氧钛，再加磨2个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.82，细度0.025mm，浆料流速32秒，水份35％；
3)将磨好的配料过190目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐10小时；
4)1200℃下将成型的坯料烧制60分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为5分钟；得到本发明的最终产品。
实施例4
1)按照所述比例进行配料；
2)将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为12小时；
3)取2mol的Si(OC₂H₅)₄，添加6mol的无水AlCl₃，搅拌均匀后加入3mol的乙醚，搅拌至均匀的黑色溶液后在130℃下恒温20小时，得到的干凝胶，研磨后在280目下过筛得到干凝胶粉；
4)加入纳米二氧钛和干凝胶粉，再加磨2个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.75，细度0.025mm，浆料流速28秒，水份35％；
5)将磨好的配料过180目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐10小时；
6)1200℃下将成型的坯料烧制55分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为8分钟；得到本发明的最终产品。
实施例5
1)按照所述比例进行配料；
2)将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为12小时；
3)取1mol的Si(OC2H5)4，添加4mol的无水AlCl3，搅拌均匀后加入5mol的乙醚，搅拌至均匀的黑色溶液后在150℃下恒温30小时，得到的干凝胶，研磨后在300目下过筛得到干凝胶粉；
4)加入纳米二氧钛，再加磨2个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.82，细度0.018mm，浆料流速29秒，水份33％；
5)将磨好的配料过185目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐11小时；
6)1200℃下将成型的坯料烧制45分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为11分钟；得到本发明的最终产品。
实施例6
1)按照所述比例进行配料；
2)将二氧化硅、滑石粉、氧化锌、钠长石、白土、白云石混合后加水进行常规的球磨，球磨的时间为13小时；
3)取1.5mol的Si(OC₂H₅)₄，添加5mol的无水AlCl₃，搅拌均匀后加入4mol的乙醚，搅拌至均匀的黑色溶液后在140℃下恒温25小时，得到的干凝胶，研磨后在290目下过筛得到干凝胶粉；
4)加入纳米二氧钛，再加磨2个小时；具体的球磨结束达到的参数为：比重1.68，细度0.025mm，浆料流速32秒，水份35％；
5)将磨好的配料过190目，经除铁槽卸浆到中转桶陈腐10小时；
6)1200℃下将成型的坯料烧制40分钟后，当成品砖烧成后，由1200℃降到600℃，在窑炉内部进行施釉，再进行第二次的加温到1200℃烧釉，时间为5分钟；得到本发明的最终产品。
本发明产品的实施例1-6的效果如下：
本发明产品强度(Mpa)吸水性莫氏硬度(MOS)实施例131.6低于0.08％；6.7
 实施例230.8低于0.12％；6.2实施例330.9低于0.12％；6.5实施例432.0低于0.08％；7.0实施例531.8低于0.07％；6.8实施例631.6低于0.07％；6.9
吸水率的检测方法：将本发明产品擦拭干净，并在烘箱内于1050℃-1100℃烘干，致恒重，然后置于盛有蒸馏水的容器中，加热至水沸并保持若干小时，水面保持高出50mm，停止加热后再在原水中浸泡一定时间，待取出试样后，擦去表面的附着水，并称取质量按公式进行计算，用百分比表示。
其他检测，根据GB/T4100-2006国标要求进行检测。