[发明专利]一种低吸水率瓷砖的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷砖技术领域，尤其涉及一种低吸水率瓷砖的制备工艺。

背景技术

吸水率是直接影响瓷砖粘贴和使用性能，也是评价陶瓷砖质量优劣的重要指标，吸水率的大小对瓷砖的强度、线性膨胀、抗冻性、抗冲击性等性能都有很大的影响，吸水率较低的瓷砖烧结程度好，强度更高，综合性能指标更优，是较为高档的瓷砖。《材料导报》2012年5月第26卷专辑19刊出的“纳米ZnO对炻瓷砖烧结性能及相变的影响”一文的研究结果表明以纳米量级的ZnO粉体作为烧结助剂可提高炻瓷砖的烧结致密度，从而显著的降低产品的吸水率，产品的强度以及烧结温度均得到改善，由此可见，提高烧结致密度是降低瓷砖吸水率、改善综合性能的有效手段。

金属-有机骨架材料是利用含氧、氮等多齿有机配体与金属离子通过自组装形成的具有周期性网络结构的高稳定性类沸石材料，具有纳米级的规则多孔结构及较大的比表面积，是一种良好的金属纳米材料载体，能有效阻止金属纳米颗粒的团聚及浸出。正是金属-有机骨架材料这些独特的分子结构和性能，若将其用于烧结助剂将比传统的烧结助剂具有更高的分散性和附着能力。

发明内容

本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低吸水率瓷砖的制备工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低吸水率瓷砖的制备工艺，包括以下步骤：

（1）取原料以重量份计：粘土矿150-350、废陶瓷料40-200、玻璃粉10-50、硅灰石25-80、钼尾矿25-75，将所有原料混合均匀后进行球磨、除铁、干燥、研细处理，制得的粉料粒径为10-100μm；

（2）将金属有机骨架化合物加入由无水乙醇、水与浓氨水配制而成的混合溶液中，超声振荡分散均匀后滴加正硅酸乙酯，滴加时间控制在30-50min，边滴加边搅拌，滴加完毕后继续振荡反应4-5h，得金属有机骨架化合物掺杂纳米二氧化硅碱性溶胶；

（3）将步骤（1）制备的粉料装入密封喷淋反应釜下层容器内，将金属有机骨架化合物掺杂纳米二氧化硅碱性溶胶装入喷淋反应釜液体箱内，然后开启粉料搅拌装置，将溶胶雾化喷淋在下层粉料表面，使溶胶均匀包覆粉体颗粒，处理完毕后出料，所得物料放入成型机中压制成型，得湿坯；

（4）将湿坯在155-200℃条件下真空干燥12-25h，制得干坯，随后将所得干坯经表面处理后送入窑炉中烧结后出料，即得，其中烧结温度为950-1150℃，烧结时间为4-6h。

所述步骤（2）中的金属有机骨架材料是由金属离子或团簇与有机配体通过配位自主装所形成的具有周期性网状结构的多孔材料；所述的金属离子为Zn、Cu、Co、Al中一种或多种，所述的有机配体为对苯二甲酸、均苯三甲酸或二甲基咪唑。

所述步骤（2）中的无水乙醇、水与浓氨水配制的混合溶液中三者的体积比为100:（5-20）:（1-5）。

所述步骤（2）中金属有机骨架化合物与混合溶液的重量比为1:10-20。

所述步骤（2）中金属有机骨架化合物与正硅酸乙酯的摩尔比（0.1-0.5）：1。

本发明以粘土矿、废陶瓷料、玻璃粉、硅灰石、钼尾矿等复配作为瓷砖的原料，制得的陶瓷致密度高、烧结温度低，并在原料的表面喷涂包覆金属有机骨架化合物掺杂纳米二氧化硅碱性溶胶作为烧结助剂，这种烧结助剂吸附能力强，喷洒在原料表面上后其独特的结构使其均匀稳定的附着与粉料表面，实现了金属离子和纳米材料的高效引入，并提高了原料的成型能力，在高温烧结过程中粉料表面粘附的烧结助剂与粉料中的元素反应，生成多种具有助熔、助烧结的化合物，在相对较低的烧结温度下就获得了高强度、高致密度、低吸水率的优质瓷砖。

具体实施方式

一种低吸水率瓷砖的制备工艺，包括以下步骤：

（1）取原料以重量份计：粘土矿150、废陶瓷料40、玻璃粉10、硅灰石25、钼尾矿25，将所有原料混合均匀后进行球磨、除铁、干燥、研细处理，制得的粉料粒径为10μm；

（2）将金属有机骨架化合物加入由无水乙醇、水与浓氨水配制而成的混合溶液中，超声振荡分散均匀后滴加正硅酸乙酯，滴加时间控制在30min，边滴加边搅拌，滴加完毕后继续振荡反应4h，得金属有机骨架化合物掺杂纳米二氧化硅碱性溶胶；

（3）将步骤（1）制备的粉料装入密封喷淋反应釜下层容器内，将金属有机骨架化合物掺杂纳米二氧化硅碱性溶胶装入喷淋反应釜液体箱内，然后开启粉料搅拌装置，将溶胶雾化喷淋在下层粉料表面，使溶胶均匀包覆粉体颗粒，处理完毕后出料，所得物料放入成型机中压制成型，得湿坯；