[发明专利]一种石墨烯增强的陶瓷砖

说明书

 

技术领域

本发明属于耐火陶瓷砖领域，特别涉及一种石墨烯增强的陶瓷砖。 

背景技术

随着我国建筑陶瓷行业的飞速发展，我国对于建筑陶瓷材料的需求也越来越旺盛，尤其是石墨烯增强的陶瓷砖领域。在该领域，人们也越来越重视新材质对于石墨烯增强的陶瓷砖的影响。并且通过引入新材质，可以提高石墨烯增强的陶瓷砖的外在美观、内在的物化性能以及健康环保。

而在材料领域，石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。石墨烯由于其具有的优异的力学、电学和化学性能，具有广阔的应用前景，将石墨烯应用到陶瓷领域也是现在科学家们研究的重点，通过将石墨烯引用到氧化铝陶瓷中，可以大大提高氧化铝陶瓷的机械性能和力学性能。但是将石墨烯应用到石墨烯增强的陶瓷砖领域的研究依旧存在颇多的挑战。同时，金属纳米材料由于具有不同尺寸的具有不同的光学等物化性能，如何将金属纳米材料的优异化学性能引入到石墨烯增强的陶瓷砖的釉面也是现在研究的一个难点。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，研制出一种将石墨烯引入到坯体，将金属纳米材料引入到釉料的石墨烯增强的陶瓷砖，

坯体重量份组成为：

钾长石10~45份；锂辉石 10~20份；广西白泥15～20份；凹凸棒土30～50份；刚玉 20~30份；水30～50份；石墨烯1～3份；三聚磷酸钠1～2份；钢化纤维 1~5份；

釉料重量份组成为：

长石15～25份，高岭土 10~15份，石英 8~10份，烧滑石10～20份，石灰石13～22份，氧化铁0.5～5份，五氧化二硼3～9份，氧化铝8～15份，硅藻土5～12份，氧化镁6～15份，硅酸锆5～14份，氧化钛 1~10份，氧化锌 1~10份，氧化铽 1~5份，氧化钐 1~10份，氧化镥 1~5份，金属纳米颗粒1~5份；

所述石墨烯增强的陶瓷砖由如下制备方法制得：

（1）将坯体原料按比例混合后，进行球磨，球磨介质为乙醇和水混合物，磨球为氧化铝磨球，通过球磨30-100min，得到混合均一的浆料，通过过筛、喷雾造粒后，通过等静压压制成型、并在室温下陈化1-2天，得到生坯，随后在800~830℃下对生坯进行素烧30-40min；

（2）将釉料原料按比例混合后，进行球磨，球磨介质为乙醇和水混合物，磨球为氧化铝磨球，通过球磨30-100min，得到混合均一的釉料；

（2）采用喷釉或淋釉的方式把釉料施于生坯表面上，然后在辊道窑烧成，烧成温度为1195～1205℃，烧成周期为50~55min，通过后续加工，得到石墨烯增强的陶瓷砖成品。

作为优选，所述金属纳米颗粒为金纳米颗粒、银纳米颗粒或者铜纳米颗粒。

作为优选，所述金属纳米颗粒尺寸为1-30nm。

作为优选，所述坯体重量份组成为：钾长石38份；锂辉石 16份；广西白泥18份；凹凸棒40份；刚玉 27份；水47份；石墨烯2份；三聚磷酸钠1份；钢化纤维 4份。

作为优选，所述釉料重量份组成为：长石18份，高岭土 14份，石英 9份，烧滑石15份，石灰石20份，氧化铁3份，五氧化二硼6份，氧化铝9份，硅藻土10份，氧化镁8份，硅酸锆7份，氧化钛 7份，氧化锌 8份，氧化铽 4份，氧化钐 6份，氧化镥 3份，金属纳米颗粒4份。

本发明的有益效果：

（1）本发明通过创造性的将各种坯体原料和釉料原料进行有机的组合，并且通过优化制备工艺，得到机械性能好，耐火隔热、健康环保、导热性能系数小、重量轻、吸水率低、釉料色泽明显且可调、耐腐蚀的石墨烯增强的陶瓷砖。

（2）本发明通过引入石墨烯作为陶瓷坯体材料，不仅增韧了陶瓷坯体的机械性能，并且也降低了陶瓷坯体的重量； 

（3）本发明通过将金属纳米颗粒引入到釉料，将其与稀土釉料结合起来，大大提升了釉料的色泽度。

（4）本发明制备的石墨烯增强的陶瓷砖制备工艺简单，环保，且便于工业化生产。

具体实施方式