一种废瓷粉末及其在陶瓷砖中的应用的制作方法

本发明属于建筑陶瓷，具体涉及一种废瓷粉末及其在陶瓷砖中的应用。

背景技术：

1、近年来，我国建筑陶瓷行业在迅猛发展的同时，产生了大量的固体废料，不仅挤占土地，污染水源，破坏生态，同时还造成了陶瓷资源的极大浪费。建筑陶瓷次品及后续加工工序中产生的废瓷粉末是最常见的一种固体废料，其产出量约为产品重量的3％左右，数量巨大，因此，利用废瓷生产陶瓷产品，对解决废瓷对环境的污染问题，实现资源的综合利用，保护生态环境有着十分重要的意义。

2、陶瓷企业以往对废瓷回收利用的途径有在釉料中的应用以及在卫生洁具生产中的应用，如中国专利cn115650698b公开了一种废瓷回收利用的方法及陶瓷砖，该陶瓷砖包括胚体层，坯体层的原料包括：废瓷粉、塑化剂、润滑剂和烧结助剂；废瓷粉在原料中的质量占比为80-88％。该专利以大量的废瓷粉作为主要原料，虽然减轻了环境压力，但是废瓷粉已经经过高温烧成，化学反应已基本完成，由于具有较小的活化能，与其他物质的反应较缓慢，结合度也较差，导致最终陶瓷砖成品强度较低，虽然该专利加入塑化剂以改善陶瓷砖的强度，但是仅抗折强度仅达到42-45mpa,仍具有较大的改善空间。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种废瓷粉末，由粉碎废瓷经过等离子体处理再包覆sio2膜得到，具有良好的分散性和烧结性。

2、本发明的目的之二在于提供一种利用上述废瓷粉末制备的陶瓷砖的方法，以废瓷粉末为主要原料制备陶瓷砖坯体，并在坯体原料加入特制的杂化纤维，再匹配含有特定组分的废瓷粉末和杂化纤维的陶瓷砖面釉，获得的陶瓷砖强度高、耐磨性高，此外还具有自清洁特性。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种废瓷粉末，通过在活化粉碎废瓷表面包覆sio2膜得到，活化粉碎废瓷为等离子体处理粉碎废瓷。

5、进一步地，一种废瓷粉末，通过以下步骤制成：

6、将正硅酸乙酯加入无水乙醇和去离子水组成的混合溶液中，用氢氧化钠调节ph值为10-11，磁力搅拌混合均匀，50℃下水解1-8h得到水解溶液，将活化粉碎废瓷加入水解溶液中，50-98℃下搅拌6-8h，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤后于40℃下烘干，研磨，过80目筛，得到废瓷粉末。

7、进一步地，正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水和活化粉碎废瓷质量比为2：10-20：90-100：6-10。

8、进一步地，活化粉碎废瓷通过以下步骤制成：

9、将粉碎废瓷放入等离子发生设备中，负压状态下，控制等离子发生设备的输出功率为25-60kw，等离子体工作气体为氢气和氮气按照体积比1：1组成的混合气体，保持混合气体流量为50-60cm3/min，处理20-50min，得到活化粉碎废瓷。

10、进一步地，粉碎废瓷的细度为80-140目，由陶瓷生产工艺中直接获得或将废陶瓷进行破碎制得。

11、废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，包括如下工艺步骤：

12、s1、坯体制备：将胚体原料加水进行湿法球磨，喷雾干燥，得到复合粉料，将复合粉料采用模压方式压制成型，干燥，制得陶瓷砖坯体；

13、s2、陶瓷砖面釉制备：将面釉原料加水进行湿法球磨得到釉浆，将釉浆用180-200目的筛网进行除铁过筛，得到陶瓷砖面釉；

14、s3、施釉烧成：将陶瓷砖面釉采用喷釉的方式喷至陶瓷砖坯体表面使釉层厚度为0.8-1.2mm，干燥后入窑烧成，得到陶瓷砖。

15、进一步地，胚体原料包括以下质量百分比组分：3-5％塑化剂，5-8％润滑剂，杂化纤维4-7％，余量为废瓷粉末；各组分百分比之和为100％。

16、进一步地，s1湿法球磨时间为16-20h，湿法球磨所得浆料的细度为过250目筛筛余0.7-0.9％，浆料的含水率为35-37％。

17、进一步地，塑化剂为甲基纤维素和腐殖酸钠中一种或两种。

18、进一步地，润滑剂为甘油、桐油和油酸中的一种或几种。

19、进一步地，面釉原料包括以下重量份原料：钾长石12-15份、石英粉10-15份、废瓷粉末15-25份、杂化纤维5-10份、高岭土8-10份、白云石2-5份。

20、进一步地，s2按照料：球：水＝1：2.2-2.5：0.5-0.8的质量比进行湿法球磨，球磨时间为10-12h。

21、进一步地，杂化纤维通过以下步骤获得：

22、将sic粉末和无水乙醇超声混合，之后加入冰醋酸和聚乙烯吡咯烷酮，磁力搅拌2-4h后加入钛酸四丁酯，机械搅拌24h得到纺丝溶液，将纺丝溶液进行静电纺丝，得到前驱体纤维，将前驱体纤维置于陶瓷方舟中，于马弗炉中，以1-5℃/min的速率升温至520℃，保温2h，降至室温后取出，得到杂化纤维。

23、进一步地，sic粉末、无水乙醇、冰醋酸、聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四丁酯的用量比为0.24-0.36g：20ml：2ml：1.6g：2ml。

24、进一步地，静电纺丝温度25-60℃，纺丝电压为10-15kv，接收距离为10-20cm。

25、进一步地，烧成温度为1185-1210℃，烧成时间为16-20h。

26、本发明的有益效果：

27、1.针对现有粉碎废瓷活性能低，回收再利用制备陶瓷制品效果差的问题，本发明首先利用等离子体设备对粉碎废瓷进行预处理，利用等离子体的高能粒子与粉碎废瓷表面元素碰撞，使粉碎废瓷表面的晶格结构发生畸变，产生大量新的活性位点，使其与有机物具有良好的亲和性，得到活化粉碎废瓷，之后通过化学手段在活化粉碎废瓷表面包覆sio2膜，提高粉碎废瓷在复合材料中的分散性，此外，sio2膜在高温下能够形成稳定的硅酸盐液相，这些液相可以有效改善碎粉废瓷与其他陶瓷原料之间的界面结合力，促进烧结过程，使得陶瓷制品的力学性能得到改善，基于碎粉废瓷自身的高硬度特性，赋予陶瓷制品良好的耐磨性。

28、2.本发明在陶瓷砖的坯体和釉料中分别引入特定组分的废瓷粉末和杂化纤维，其中废瓷粉末为改性处理后碎粉废瓷，具有较高的反应活性，与坯体原料和面釉原料结合度更好，使得到的陶瓷砖具有良好的力学强度和耐磨性能，在陶瓷砖生产中引入废瓷粉末不但可以拓宽废瓷回收利用的途径，达到废料资源综合利用的目的，同时节约大量瓷砖生产所以的矿物资源；而杂化纤维具有高硬度和高熔点，在陶瓷砖中引入杂化纤维，一方面可以通过高强度的纤维来分担外加的负荷，另一方面可以利用纤维与陶瓷基体的弱的界面结合性质，通过裂纹偏转或分叉、拔出效应等改善陶瓷材料的脆性，提高其强度，更为重要的是，该杂化纤维为tio2和sic组成的异质结纤维，具有优异的光催化活性，能够通过光催化降解陶瓷砖表面的污染物，赋予陶瓷砖良好的耐污性能。

技术特征：

1.一种废瓷粉末，其特征在于，通过在活化粉碎废瓷表面包覆sio2膜得到，活化粉碎废瓷为等离子体处理粉碎废瓷。

2.根据权利要求1所述的一种废瓷粉末，其特征在于，通过以下步骤制成：

3.根据权利要求2所述的一种废瓷粉末，其特征在于，正硅酸乙酯、无水乙醇、去离子水和活化粉碎废瓷质量比为2：10-20：90-100：6-10。

4.根据权利要求1所述的一种废瓷粉末，其特征在于，活化粉碎废瓷通过以下步骤制成：

5.根据权利要求4所述的一种废瓷粉末，其特征在于，粉碎废瓷的细度为80-140目，由陶瓷生产工艺中直接获得或将废陶瓷进行破碎制得。

6.根据权利要求1所述的废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，其特征在于，包括如下工艺步骤：

7.根据权利要求6所述的废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，其特征在于，胚体原料包括以下质量百分比组分：3-5％塑化剂，5-8％润滑剂，杂化纤维4-7％，余量为废瓷粉末；各组分百分比之和为100％。

8.根据权利要求6所述的废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，其特征在于，面釉原料包括以下重量份原料：钾长石12-15份、石英粉10-15份、废瓷粉末15-25份、杂化纤维5-10份、高岭土8-10份、白云石2-5份。

9.根据权利要求6所述的废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，其特征在于，杂化纤维通过以下步骤获得：

10.根据权利要求9所述的废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，其特征在于，sic粉末、无水乙醇、冰醋酸、聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四丁酯的用量比为0.24-0.36g：20ml：2ml：1.6g：2ml。

技术总结本发明公开了一种废瓷粉末，属于建筑陶瓷技术领域，通过在活化粉碎废瓷表面包覆S i O2膜得到，活化粉碎废瓷为等离子体处理粉碎废瓷，本发明还公开了该废瓷粉末在陶瓷砖中的应用，步骤如下：将胚体原料加水进行湿法球磨，喷雾干燥，采用模压方式压制成型，干燥，制得陶瓷砖坯体；将面釉原料加水进行湿法球磨得到釉浆，将釉浆除铁过筛，得到陶瓷砖面釉；将陶瓷砖面釉采用喷釉的方式喷至陶瓷砖坯体表面，干燥后入窑烧成，得到陶瓷砖；本发明以废瓷粉末为主要原料制备陶瓷砖坯体，并在坯体原料加入特制的杂化纤维，再匹配含有特定组分的废瓷粉末和杂化纤维的陶瓷砖面釉，获得的陶瓷砖强度高、耐磨性高，此外还具有自清洁特性。技术研发人员：麦潮棠,汪大谷受保护的技术使用者：湖南华联瓷业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5