一种高强度瓷砖及其制备方法与流程

本技术涉及瓷砖，更具体地说，它涉及一种高强度瓷砖及其制备方法。

背景技术：

1、在建筑装饰行业，瓷砖由于具有耐化学腐蚀性强、防火性好、易清洁、装饰性强的优点，被广泛应用于室内外墙面、地面、厨卫空间。随着建筑装饰行业的不断发展，瓷砖也被应用于商场、机场、地铁站等，此时，也对瓷砖的强度提出更高的要求。传统的瓷砖主要由钠长石、钾长石、煤矸石、白云石、莫来石、石英石、滑石粉、高岭土等原料制备而成，获得瓷砖的断裂模数一般为35mpa左右，强度稍差。在实际使用过程中，可能出现断裂、破碎的情况，因此，急需研究一种断裂模数高的高强度瓷砖。

技术实现思路

1、为了提高瓷砖的断裂模数，本技术提供一种高强度瓷砖及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种高强度瓷砖，采用如下的技术方案：

3、一种高强度瓷砖，其主要由以下重量份的原料制成：钠长石20-30份、钾长石15-25份、煤矸石10-20份、白云石2-8份、高岭土10-20份、膨润土5-15份、超细硅粉3-5份、超细钛白粉3-5份、改性预氧丝纤维1-3份、分散剂0.2-0.8份；所述改性预氧丝纤维为乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四乙烯五胺对预氧丝纤维接枝获得。

4、本技术的高强度瓷砖，通过原料的相互配合，破坏强度＞2700n、断裂模数＞52mpa、磨坑体积＜80mm2，而且线性热膨胀系数为6.5×10-6℃左右，使瓷砖具有破坏强度高、断裂模数高、耐磨性高、线性热膨胀系数优良的特点，表现出良好的综合性能，满足市场需求。

5、在瓷砖的原料中添加改性预氧丝纤维，采用乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四乙烯五胺对预氧丝纤维进行接枝，有效的增加改性预氧丝纤维表面的硅氧基、酰胺基、仲胺基等活性基团，不仅增加原料之间的界面结合强度以及致密性，提高坯体的力学性能，而且还能够在瓷砖中形成三维络网碳结构，提高瓷砖的整体性，增强瓷砖的力学性能。在原料中添加超细硅粉、超细钛白粉，且通过两者之间的协同增效，不仅能够增加致密性，而且提高反应活性，同时还能够和碳发生反应形成碳化钛、碳化硅，增强结构强度，提升瓷砖的破坏强度、断裂模数以及耐磨性。

6、可选的，所述改性预氧丝纤维采用以下方法制备：

7、t1、在水中加入乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合，然后加入预氧丝纤维，搅拌处理6-10h，过滤，获得硅烷接枝预氧丝纤维；

8、t2、在乙醇中加入四乙烯五胺混合，然后加入硅烷接枝预氧丝纤维，搅拌处理20-25h，过滤，洗涤，烘干，获得改性预氧丝纤维。

9、可选的，所述预氧丝纤维、乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四乙烯五胺的重量配比为(9-11):(2-4):(2-3)。

10、通过采用上述技术方案，乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷中含有硅氧基、酯基，利用硅氧基将乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到预氧丝纤维表面，且引入硅氧基、酯基。然后加入四乙烯五胺，四乙烯五胺中含有伯胺基、仲胺基，利用伯胺基和酯基的酰胺化反应，将四乙烯五胺接枝到预氧丝纤维表面，且引入酰胺基、仲胺基，获得改性预氧丝纤维。本技术的改性预氧丝纤维制备方法中，分两步将乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四乙烯五胺接枝到预氧丝纤维表面，增加表面活性基团以及支链长度，提高坯体的致密性以及结合强度，增强瓷砖的力学性能。

11、可选的，所述预氧丝纤维、水、乙醇的重量配比为(9-11):(50-150):(50-150)。

12、通过采用上述技术方案，对水的使用量进行限定，不仅便于预氧丝纤维于水中的分散，而且使预氧丝纤维和乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷充分接触，增加接枝稳定性。同时还对乙醇的使用量进行限定，不仅便于硅烷接枝预氧丝纤维的分散，而且使硅烷接枝预氧丝纤维和四乙烯五胺充分接触，增加改性预氧丝纤维制备的稳定。

13、可选的，所述预氧丝纤维的细度为1.5-2d、平均长度为10-30mm。

14、通过采用上述技术方案，对预氧丝纤维的细度、长度进行限定，不仅便于预氧丝纤维的选择，并使预氧丝纤维保持优良的长径比，增加原料之间的相互作用，提高改性预氧丝纤维的使用效果以及瓷砖的力学性能。

15、可选的，预氧丝纤维为聚丙烯晴预氧化纤维。在多个实施方案中，预氧丝纤维的细度为1.5d，其也可以根据需要将细度设置为1.8d、2d等。在多个实施方案中，预氧丝纤维的平均长度为20mm，其也可以根据需要将平均长度设置为10mm、15mm、25mm、30mm等。

16、可选的，所述超细硅粉的平均粒度为0.1-5μm，所述超细钛白粉的平均粒度为0.1-5μm。

17、通过采用上述技术方案，对超细硅粉、超细钛白粉的平均粒度进行限定，便于超细硅粉、超细钛白粉的选择。在多个实施方案中，超细硅粉的平均粒度为2μm，其也可以根据需要将平均粒度设置为0.1μm、0.5μm、1μm、1.5μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm等。在多个实施方案中，超细钛白粉的平均粒度为3μm，其也可以根据需要将平均粒度设置为0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、1.5μm、2.5μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm等。

18、可选的，所述分散剂为分散剂dolapix g 10、分散剂dolapix ce 64、分散剂giessfix c 30中的一种或几种。

19、通过采用上述技术方案，对分散剂进行限定，便于分散剂的选择，而且分散剂dolapix g 10、分散剂dolapix ce 64、分散剂giessfix c 30能够改善原料的流动性以及均匀性，便于瓷砖的加工，也保障瓷砖的质量以及合格率。

20、在多个实施方案中，分散剂为分散剂dolapix g 10，其也可以根据需要将分散剂设置为分散剂dolapix ce 64、分散剂giessfix c 30、分散剂dolapix g 10和分散剂dolapix ce 64混合物、分散剂dolapix g 10和分散剂giessfix c 30混合物等。

21、第二方面，本技术提供一种所述的高强度瓷砖的制备方法，采用如下的技术方案：一种所述的高强度瓷砖的制备方法，包括如下步骤：

22、s1、将钠长石、钾长石、煤矸石、白云石、分散剂混合，球磨，获得预混料；

23、s2、在预混料中加入高岭土、膨润土、超细硅粉、超细钛白粉、改性预氧丝纤维混合，获得混合料；

24、s3、将混合料放置于模具中，机压成型，获得坯体；

25、s4、在惰性气体下，将坯体焙烧，降温，获得瓷砖。

26、通过采用上述技术方案，便于瓷砖的制备。

27、可选的，步骤s1中，预混料过300目筛网的筛余量≤0.5wt％。

28、通过采用上述技术方案，对球磨后的原料进行过筛，使预混料保持良好的粒度，避免预混料粒度过大而增加瓷砖孔隙率的情况，且预混料过300目筛网的筛余量≤0.5wt％，能够使瓷砖保持良好的力学性能。

29、可选的，步骤s4的焙烧中，先升温至800-900℃，保温焙烧处理5-15min，再升温至1170-1230℃，保温焙烧处理40-60min。

30、通过采用上述技术方案，分两步对坯体进行焙烧，降低瓷砖发生开裂的情况，保证瓷砖质量以及合格率。

31、综上所述，本技术至少具有以下有益效果：

32、1、本技术的高强度瓷砖，通过原料的相互配合，在瓷砖中形成三维络网碳结构，提高瓷砖的整体性以及结合强度，破坏强度＞2700n、断裂模数＞52mpa、磨坑体积＜80mm2，使瓷砖具有破坏强度高、断裂模数高、耐磨性高的特点，表现出良好的综合性能，满足市场需求。

33、2、改性预氧丝纤维的制备方法中，利用硅氧基将乙酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到预氧丝纤维表面，然后利用酰胺化反应将四乙烯五胺接枝到预氧丝纤维表面，增加改性预氧丝纤维表面的硅氧基、酰胺基、仲胺基等活性基团，增加界面结合强度，提高坯体力学性能，增强瓷砖的整体性，使瓷砖表现出更优的性能。