1.本技术涉及瓷砖生产技术领域，尤其是涉及一种抗裂瓷砖及其生产工艺。
背景技术：2.随着人们生活质量的提高，瓷砖的使用越来越广泛，目前市场上瓷砖的种类琳琅满目，按照生产工艺，可将瓷砖分为抛光砖、釉面砖、通体砖、玻化砖，瓷砖广泛应用于室内或室外的墙面、地面的装饰。
3.瓷砖是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物，经由研磨、混合、压制、施釉、烧结等过程，形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等装饰材料。目前，瓷砖主要是由石英石、高岭土、滑石粉为主要原料压制成生坯，再在生坯上涂覆釉料制得，但是，制备而成的瓷砖容易开裂，影响瓷砖的使用。
技术实现要素：4.为了提高瓷砖的抗裂性，本技术提供一种抗裂瓷砖及其生产工艺。
5.第一方面，本技术提供一种抗裂瓷砖，采用如下技术方案：一种抗裂瓷砖，所述瓷砖包括坯体和涂覆在坯体上的釉料，所述坯体包括以下重量份的原料：白云石20-35份、石英石10-20份、膨润土10-18份、滑石粉10-20份、废砖5-12份、改性玄武岩纤维6-18份，其中，改性玄武岩纤维为采用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行改性制得。
6.通过采用上述技术方案，本技术的抗裂瓷砖，通过各原料之间的协同作用，不仅能够使瓷砖保持良好的破坏强度和莫氏硬度等级，还具有较优的断裂模数，即提高了瓷砖的抗裂性，其中，破坏强度为1950-1970n，莫氏硬度等级为3-5级，断裂模数为55.1-65.6mpa。
7.瓷砖由坯体和涂覆在坯体上的釉料制成，主要由坯体提高瓷砖的抗裂性。白云石成本低、耐候性好，还能够降低烧制温度。石英石能够增强坯体的机械强度，还对坯体的可塑性起调节作用，作为瘠性原料，能够降低收缩率、缩短干燥时间，并且减少坯体变形，从而起到提高瓷砖抗裂性的作用。膨润土是一种主要含量为蒙脱石的非金属矿产，当瓷砖的原料中掺入适量的膨润土时，能够产生粘结固化作用，而且膨润土能够填充在坯体原料的空隙中，起到堵塞的作用，从而减少瓷砖开裂。滑石粉具有增稠、增黏、保水的作用，分子较细，能够填充到各原料之间，增强坯体的强度。废砖作为瘠性原料，不仅能够降低收缩率，减少坯体变形，提高抗裂性，而且还实现了废物利用，便于节约资源、保护环境。
8.玄武岩纤维应用在坯体的原料中，能够随机分布在坯体中，与坯体的其他原料进行粘连，纤维本身就具有一定的韧性，可对裂缝产生约束的作用，阻止裂缝的拓展，从而提高瓷砖的抗裂性，提高瓷砖的力学性能；而且，利用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行改性，能够提高玄武岩纤维在坯体中的分散性，使其分散的更加均匀，从而进一步提高瓷砖的抗裂性。
9.作为优选：所述坯体包括以下重量份的原料：白云石25-30份、石英石12-18份、膨
润土12-16份、滑石粉14-17份、废砖6-10份、改性玄武岩纤维8-15份。
10.通过采用上述技术方案，通过对白云石、石英石、膨润土、滑石粉、废砖、改性玄武岩纤维的掺量进行优化，更有利于各原料发挥作用，便于提高瓷砖的抗裂性。
11.作为优选：所述改性玄武岩纤维采用以下方法制得：将硅烷偶联剂放入丙酮中，搅拌均匀，放入玄武岩纤维，超声分散，过滤，洗涤，烘干后得到改性玄武岩纤维。
12.进一步的，所述改性玄武岩纤维采用以下方法制得：将硅烷偶联剂放入丙酮中，搅拌20-30min，放入玄武岩纤维，超声分散30-40min，过滤，用氯仿洗涤固体物，烘干后得到改性玄武岩纤维；其中，硅烷偶联剂和丙酮的重量配比为1：(10-15)。
13.作为优选：所述硅烷偶联剂和玄武岩纤维的重量配比为(0.3-0.5)：1。
14.通过采用上述技术方案，利用上述制备方法对改性玄武岩纤维进行制备，能够提高玄武岩纤维在坯体中的分散性，使其在坯体中分散的更加均匀，更有助于提高瓷砖的抗裂性。
15.作为优选：所述改性玄武岩纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将改性玄武岩纤维放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出后，干燥至含水率小于0.5％，得到预处理后的改性玄武岩纤维。
16.进一步的，所述改性玄武岩纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将改性玄武岩纤维放入氢氧化钠溶液中浸泡22-26h，取出后，干燥至水分含量小于0.5％，得到预处理后的改性玄武岩纤维；其中，每1kg改性玄武岩纤维中氢氧化钠溶液的添加量为6-10l，且氢氧化钠溶液的质量分数为80-90％。
17.通过采用上述技术方案，利用氢氧化钠溶液对改性玄武岩纤维进行预处理，能够除去改性玄武岩纤维表面的蜡质层，在保证不破坏内部改性玄武岩纤维的前提下，使改性玄武岩纤维的表面变粗糙，从而提高改性玄武岩纤维与坯体各原料之间的粘结能力，进一步提高瓷砖的抗裂性。
18.作为优选：所述改性玄武岩纤维长度为5-10mm。
19.改性玄武岩纤维的长度过短，容易产生自身团聚，不易分散，从而影响瓷砖的力学性能；改性玄武岩纤维的长度过长，容易缠绕成结，导致在坯体中的分散不均匀，影响对瓷砖抗裂性。通过采用上述技术方案，当改性玄武岩纤维在上述长度范围内，利于在坯体中分散的更加均匀，利于在坯体内形成三维网状结构，利于提高瓷砖的抗裂性。
20.作为优选：所述膨润土为钠基膨润土。
21.通过采用上述技术方案，钠基膨润土中的阳离子能够将膨润土颗粒连结在一起，制约膨润土的分散，能够更优的填充在坯体中各原料的空隙之间，进行填充，从而增强瓷砖的强度，并且减少瓷砖开裂。
22.作为优选：所述釉料包括以下重量份的原料：钾长花岗岩20-45份、纳米氧化锌5-10份、纳米二氧化硅5-10份、羧甲基纤维素3-8份、六偏磷酸钠1-2份、水50-56份。
23.通过采用上述技术方案，钾长花岗岩应用到釉料中，能够提供氧化铝，保持釉料的光泽度，还实现了废物利用，便于节约资源与环境。纳米氧化锌能够降低釉料的粘度，具有表面效应、量子效应、较大的表面能，能够提高釉面的硬度。纳米二氧化硅以四面体的形式
相互结合为不规则网络，成为网络形成体，也能够提高瓷砖的光泽度和硬度。羧甲基纤维素能够改善釉料的悬浮性和粘附性。六偏磷酸钠应用到釉料的原料中，可进一步提高纳米氧化锌、纳米二氧化硅的分散性，便于纳米氧化锌、纳米二氧化硅更好的发挥作用。
24.第二方面，本技术提供一种抗裂瓷砖的生产工艺，采用如下技术方案：一种抗裂瓷砖的生产工艺，包括如下步骤：s1：将白云石、石英石、膨润土、滑石粉、废砖混合均匀，进行研磨，再加入改性玄武岩纤维，混合均匀，得到坯料；s2：将钾长花岗岩、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、六偏磷酸钠混合均匀，进行研磨，加入水，搅拌均匀，得到釉料；s3：将坯料压制成生坯，烘干后得到坯体；s4：将釉料均匀涂覆在坯体上，烘干后，经烧制、冷却后得到抗裂瓷砖。
25.进一步的，一种抗裂瓷砖的生产工艺，包括如下步骤：s1：将白云石、石英石、膨润土、滑石粉、废砖混合，搅拌1-2h，进行研磨至平均粒径为250目，加入改性玄武岩纤维，搅拌40-60min，得到坯料；s2：将钾长花岗岩、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、六偏磷酸钠混合，搅拌1-2h，进行研磨至平均粒径为100目，加入水，搅拌2-3h，得到釉料；s3：将坯料压制成生坯，烘干后得到坯体；s4：将釉料均匀涂覆在坯体上，且涂覆量为40-60g/m2，烘干后，经烧制、冷却后得到抗裂瓷砖。
26.作为优选：步骤s4中的烧制温度为1150-1200℃，烧制时间为60-70min。
27.通过采用上述技术方案，首先将坯体各原料混合均匀，然后进行研磨，再将釉料各原料混合均匀，并进行研磨，便于坯体和釉料的各原料之间混合的更加均匀，便于各原料更好的发挥作用，然后再将釉料均匀涂覆在坯体上，经烧制、冷却后制成瓷砖，便于提高瓷砖的抗裂性。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1、由于本技术中采用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行改性，玄武岩纤维本身具有一定的韧性，改性之后，能够提高玄武岩纤维在坯体中的分散性，便于更好的发挥作用，进一步提高了瓷砖的抗裂性，可使破坏强度达到1970n，莫氏硬度等级达到5级，断裂模数达到65.6mpa。
29.2、本技术中优选氢氧化钠溶液对改性玄武岩纤维进行预处理，能够去除改性玄武岩纤维表面的蜡质层，使改性玄武岩纤维表面变粗糙，能够增强改性玄武岩纤维与坯体各原料之间的粘结力，从而更有助于提高瓷砖的抗裂性。
具体实施方式
30.以下结合具体内容对本技术作进一步详细说明。
31.原料白云石表观密度2600kg/m3，含泥量0.01％，含水率0.01％，堆积密度1800kg/m3；石英石比重1.762，含泥量0.025％，含水率0.87％，表观密度1831kg/m3，堆积密度1837kg/m3；膨润土为钠基膨润土，膨胀倍数25-35，ph值为7-10；滑石粉的白度为96，氧化镁含量28％，二氧化硅含量60％；废砖耐火温度为1580-1770℃，抗压强度为100mpa，抗弯强度
为15mpa，导热系数为30w/m.k，断裂伸长率为20，拉伸强度为20mpa，撕裂强度为30mpa；玄武岩纤维使用温度为650℃，抗弯强度为15mpa，拉伸强度为3.4mpa，抗压强度为27mpa，撕裂强度为1240mpa，耐火温度1470℃，导热系数为0.035w/m.k，断裂伸长率为3.4％，弹性模量92.7gpa，磨损率为0.23，吸音性能0.142-0.187；硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，型号为kh-550，密度为0.940-0.950，折光率为1.4180-1.4210，cas号为919-30-2；钾长花岗岩cas号为68476-25-5；纳米氧化锌相对密度为5.606g/cm3，熔点1975℃，折射率2.008-2.009，cas号为1314-13-2；纳米二氧化硅比表面积150-200m2/g，cas号为112945-52-5；羧甲基纤维素密度1.369，cas号9000-11-7；六偏磷酸钠相对密度为2.48g/cm3，熔点616℃，cas号10124-56-8。
32.制备例制备例1一种改性玄武岩纤维，其采用以下方法制得：将0.6kg硅烷偶联剂放入丙酮中，搅拌25min，放入2kg玄武岩纤维，超声分散35min，过滤，用氯仿洗涤固体物，烘干后得到改性玄武岩纤维，其中，硅烷偶联剂和丙酮的重量配比为1:12.5。
33.制备例2一种改性玄武岩纤维，其和制备例1的区别之处在于硅烷偶联剂的添加量不同，制备例2中的硅烷偶联剂的添加量为0.8kg。
34.制备例3一种改性玄武岩纤维，其和制备例1的区别之处在于硅烷偶联剂的添加量不同，制备例3中的硅烷偶联剂的添加量为1kg。实施例
35.实施例1一种抗裂瓷砖，其原料配比见表1所示。
36.一种抗裂瓷砖的生产工艺，包括如下步骤：s1：将白云石、石英石、膨润土、滑石粉、废砖混合，搅拌1.5h，进行研磨至平均粒径为250目，加入采用制备例1制备得到的改性玄武岩纤维，搅拌50min，得到坯料；s2：将钾长花岗岩、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、六偏磷酸钠混合，搅拌1.5h，进行研磨至平均粒径为100目，加入水，搅拌2.5h，得到釉料；s3：将坯料压制成生坯，烘干后得到坯体；s4：将釉料均匀涂覆在坯体上，且涂覆量为50g/m2，烘干后，在1175℃的温度下烧制65min，冷却后得到抗裂瓷砖。
37.实施例2-5一种抗裂瓷砖，其和实施例1的区别之处在于，瓷砖的原料配比不同，其原料配比见表1所示。
38.表1实施例1-5瓷砖各原料重量(单位：kg)
实施例6-8一种抗裂瓷砖，其和实施例5的区别之处在于，瓷砖的原料配比不同，其原料配比见表2所示。
39.表2实施例6-8瓷砖各原料重量(单位：kg)
实施例9-10一种抗裂瓷砖，其和实施例7的区别之处在于，瓷砖的原料配比不同，其原料配比见表3所示。
40.表3实施例9-10瓷砖各原料重量(单位：kg)
实施例11一种抗裂瓷砖，其和实施例9的区别之处在于，瓷砖原料中的改性玄武岩纤维采用制备例2制备得到。
41.实施例12一种抗裂瓷砖，其和实施例9的区别之处在于，瓷砖原料中的改性玄武岩纤维采用制备例3制备得到。
42.实施例13一种抗裂瓷砖，其和实施例11的区别之处在于，瓷砖原料中的改性玄武岩纤维在使用前采用以下方法进行预处理：将改性玄武岩纤维放入质量分数为85％的氢氧化钠溶液中浸泡24h，取出后，干燥至水分含量小于0.5％，得到预处理后的改性玄武岩纤维；其中，每1kg改性玄武岩纤维中氢氧化钠溶液的添加量为8l。
43.对比例对比例1一种抗裂瓷砖，其和实施例1的区别之处在于，瓷砖原料中的改性玄武岩纤维等量替换为玄武岩纤维。
44.对比例2一种抗裂瓷砖，其和实施例1的区别之处在于，瓷砖原料中未添加改性玄武岩纤维。
45.对比例3一种抗裂瓷砖，其和实施例1的区别之处在于，瓷砖原料中的钠基膨润土等量替换为锂基膨润土。
46.性能检测试验对实施例1-13和对比例1-3中的瓷砖进行下述性能检测：破坏强度：依据gb/t3810.4-2006《陶瓷砖试验方法第4部分：断裂模数和破坏强度的测定》对瓷砖的破坏强度进行测定，检测结果如表4所示。
47.断裂模数：依据gb/t3810.4-2006《陶瓷砖试验方法第4部分：断裂模数和破坏强度的测定》对瓷砖的断裂模数进行测定，检测结果如表4所示。
48.莫氏硬度等级：将瓷砖平稳放置在坚硬的支撑物上，釉面向上，选用从小到大不同莫氏值的标准矿石依次划刻瓷砖表面，用矿石刃口施力均匀垂直的对瓷砖表面进行划刻，以刚好能产生明显划痕的最低硬度值作为检测结果，并记录在表4中。
49.表4检测结果表4检测结果从表4中可以看出，本技术的抗裂瓷砖，通过各原料之间的协同作用，不仅能够使
瓷砖保持良好的破坏强度和莫氏硬度等级，还具有较优的断裂模数，即提高了瓷砖的抗裂性，其中，破坏强度为1950-1970n，莫氏硬度等级为3-5级，断裂模数为55.1-65.6mpa。
50.结合实施例1和对比例1可以看出，实施例1中的瓷砖的破坏强度为1950n，莫氏硬度等级为3级，断裂模数为55.1mpa，优于对比例1，表明瓷砖的原料中采用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行改性更为合适，不仅使瓷砖保持优良的机械强度，还提高了瓷砖的断裂模数，即提高了瓷砖的抗裂性。
51.结合实施例1和对比例2可以看出，实施例1中的瓷砖的破坏强度为1950n，莫氏硬度等级为3级，断裂模数为55.1mpa，优于对比例2，表明瓷砖的原料中加入改性玄武岩纤维更为合适，能够使瓷砖保持良好的破坏强度和莫氏硬度等级，还具有较优的断裂模数，提高了瓷砖的抗裂性。
52.结合实施例1和对比例3可以看出，实施例1中的瓷砖的破坏强度为1950n，莫氏硬度等级为3级，断裂模数为55.1mpa，优于对比例3，表明瓷砖的原料中采用钠基膨润土更为合适，不仅使瓷砖保持良好的破坏强度和莫氏硬度等级，还使瓷砖具有较优的断裂模数，提高了瓷砖的抗裂性。
53.结合实施例1-5可以看出，实施例5中的瓷砖的破坏强度为1955n，莫氏硬度等级为4级，断裂模数为59.4mpa，优于其他实施例，表明实施例5中的改性玄武岩纤维的添加量更为合适，不仅能够使瓷砖保持良好的机械强度，还能够提高瓷砖的抗裂性，具有较优的断裂模数。
54.结合实施例9、实施例11-12可以看出，实施例11中的瓷砖的破坏强度为1965n，莫氏硬度等级为5级，断裂模数为65.2mpa，优于其他实施例，表明采用制备例2对改性玄武岩纤维进行制备更为合适，不仅能够使瓷砖保持良好的破坏强度和莫氏硬度等级，还具有较优的断裂模数，提高了瓷砖的抗裂性。
55.结合实施例11和实施例13可以看出，实施例13中的瓷砖的破坏强度为1970n，莫氏硬度等级为5级，断裂模数为65.6mpa，优于实施例11，表明改性玄武岩纤维在使用前用氢氧化钠溶液对其进行预处理更为合适，能够增强改性玄武岩纤维在坯体中的粘结性，有助于提高瓷砖的抗裂性，使瓷砖具有更优的断裂模数。
56.上述具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
技术特征：1.一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述瓷砖包括坯体和涂覆在坯体上的釉料，所述坯体包括以下重量份的原料：白云石20-35份、石英石10-20份、膨润土10-18份、滑石粉10-20份、废砖5-12份、改性玄武岩纤维6-18份，其中，改性玄武岩纤维为采用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行改性制得。2.根据权利要求1所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述坯体包括以下重量份的原料：白云石25-30份、石英石12-18份、膨润土12-16份、滑石粉14-17份、废砖6-10份、改性玄武岩纤维8-15份。3.根据权利要求1所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述改性玄武岩纤维采用以下方法制得：将硅烷偶联剂放入丙酮中，搅拌均匀，放入玄武岩纤维，超声分散，过滤，洗涤，烘干后得到改性玄武岩纤维。4.根据权利要求3所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述硅烷偶联剂和玄武岩纤维的重量配比为（0.3-0.5）：1。5.根据权利要求3所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述改性玄武岩纤维在使用前采用以下方法对其进行预处理：将改性玄武岩纤维放入氢氧化钠溶液中浸泡，取出后，干燥至含水率小于0.5%，得到预处理后的改性玄武岩纤维。6.根据权利要求1所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述改性玄武岩纤维长度为5-10mm。7.根据权利要求1所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润土。8.根据权利要求1所述的一种抗裂瓷砖，其特征在于：所述釉料包括以下重量份的原料：钾长花岗岩20-45份、纳米氧化锌5-10份、纳米二氧化硅5-10份、羧甲基纤维素3-8份、六偏磷酸钠1-2份、水50-56份。9.一种如权利要求1-8任一所述的抗裂瓷砖的生产，其特征在于，包括如下步骤：s1：将白云石、石英石、膨润土、滑石粉、废砖混合均匀，进行研磨，再加入改性玄武岩纤维，混合均匀，得到坯料；s2：将钾长花岗岩、纳米氧化锌、纳米二氧化硅、羧甲基纤维素、六偏磷酸钠混合均匀，进行研磨，加入水，搅拌均匀，得到釉料；s3：将坯料压制成生坯，烘干后得到坯体；s4：将釉料均匀涂覆在坯体上，烘干后，经烧制、冷却后得到抗裂瓷砖。10.根据权利要求9所述的一种抗裂瓷砖的生产工艺，其特征在于：步骤s4中的烧制温度为1150-1200℃，烧制时间为60-70min。
技术总结本申请涉及瓷砖生产的技术领域，具体公开了一种抗裂瓷砖及其生产工艺。所述瓷砖包括坯体和涂覆在坯体上的釉料，所述坯体包括以下重量份的原料：白云石20-35份、石英石10-20份、膨润土10-18份、滑石粉10-20份、废砖5-12份、改性玄武岩纤维6-18份；其制备方法为：将坯体原料除改性玄武岩纤维混均，研磨，再加入改性玄武岩纤维，混匀得到坯料；将釉料各原料除水外混匀，研磨，加水，混匀得到釉料；将坯料压制成生坯，烘干得到坯体；将釉料均匀涂覆在坯体上，烘干，经烧制、冷却后得到抗裂瓷砖。本申请的抗裂瓷砖，通过原料之间的协同作用，具有提高瓷砖抗裂性的优点。抗裂性的优点。
技术研发人员：刘高辉
受保护的技术使用者：河北新玻尔瓷业有限公司
技术研发日：2022.07.01
技术公布日：2022/11/1
