一种石墨烯瓷砖制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯瓷砖，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶50‑100份、氧化石墨烯5‑10份、钾长石30‑50份、硅灰石30‑40份、锂辉石20‑30份、刚玉粉20‑25份、凹凸棒土10‑20份、硅藻土10‑15份、黄磷矿渣5‑10份。本发明专利技术通过在配方中添加二氧化硅溶胶，利用二氧化硅溶胶胶粒表面基团在高温烧结过程中的缩合反应，将各成分牢固地结合在一起，显著降低孔隙率，从而形成致密且低吸水率的石墨烯瓷砖，并且，氧化石墨烯在制得的石墨烯瓷砖中均匀分布，可提高石墨烯瓷砖的强度和耐磨性。

A kind of graphene tile

The invention discloses a graphene ceramic tile, which comprises the following weight parts of raw materials: silica sol 50 100, graphite oxide 5 10, potassium feldspar 30 50, wollastonite 30 40, spodumene 20 30, corundum powder 20 25, attapulgite 10 20, diatomite 10 15, yellow phosphorus slag 5 10. By adding silica sol into the formula and utilizing the condensation reaction of the surface groups of silica sol particles in the process of high temperature sintering, the composition is firmly combined, and the porosity is significantly reduced, thus forming a compact and low water absorption graphene ceramic tile. Moreover, the graphene oxide is prepared from the graphene oxide. The uniform distribution of vinyl tiles can improve the strength and wear resistance of graphene tiles.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯瓷砖
本专利技术属于建筑陶瓷材料
，具体涉及一种石墨烯瓷砖。
技术介绍
陶瓷砖是由粘土、石英砂以及其他无机非金属原料经配料、球磨、制粉、成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，广泛应用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。瓷砖是陶瓷砖中的一种，其吸水率低于0.5％。陶瓷坯体经过高温煅烧后变成致密的烧结体，烧结体上存在许多小气孔，正是这些小气孔使瓷砖具有一定的吸水率。吸水率是直接影响瓷砖粘贴和使用性能，也是评价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。但是现有瓷砖在烧结过程中无法对小气孔进行有效控制，并且现有瓷砖多采用粉煤灰等本身具有多孔结构的材料，使得制备的瓷砖吸水率高，坯体疏松，综合性能差。石墨烯是目前已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。目前已有瓷砖通过添加石墨烯成分来提高强度，但是这种瓷砖仍存在吸水率高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有瓷砖吸水率高的问题，本专利技术提供一种石墨烯瓷砖。本专利技术采用的技术方案如下：一种石墨烯瓷砖，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶50-100份、氧化石墨烯5-10份、钾长石30-50份、硅灰石30-40份、锂辉石20-30份、刚玉粉20-25份、凹凸棒土10-20份、硅藻土10-15份、黄磷矿渣5-10份。一种石墨烯瓷砖，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶60-80份、氧化石墨烯6-8份、钾长石35-45份、硅灰石34-38份、锂辉石22-28份、刚玉粉22-24份、凹凸棒土14-18份、硅藻土12-14份、黄磷矿渣6-8份。一种石墨烯瓷砖，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶70份、氧化石墨烯7份、钾长石40份、硅灰石36份、锂辉石25份、刚玉粉23份、凹凸棒土16份、硅藻土13份、黄磷矿渣7份。进一步地，氧化石墨烯的制备方法为：将石墨、高锰酸钾加入至98％的浓硫酸中，搅拌均匀后置于50-80℃下反应5-10h，反应过程中滴加去离子水，然后将滤液抽滤后，进行淋洗、分散、超声、干燥得到氧化石墨烯。进一步地，石墨与高锰酸钾的质量比为1：2-3。本专利技术在石墨烯瓷砖的配方中添加二氧化硅溶胶，通过二氧化硅在水中均匀扩散形成，二氧化硅溶胶的胶粒由若干个SiO2分子聚合而成，二氧化硅溶胶的表面层由许多的硅烷醇基和羟基所覆盖。氧化石墨烯中含有大量的羧基、羟基和环氧基等活性基团，将氧化石墨烯加入至二氧化硅溶胶中时，二氧化硅溶胶的硅烷醇基与石墨烯氧化物中的羟基作用生成稳定的硅氧键，使氧化石墨烯在二氧化硅溶胶中稳定分散。二氧化硅溶胶加热至110℃时，将失去自由水，加热至140-220℃时，将脱附物理吸附水，当温度升高至400-700℃时，胶粒表面的硅醇间缩聚失水，脱出化学吸附水，形成无定形二氧化硅。当在二氧化硅溶胶中加入钾长石、硅灰石、锂辉石、刚玉粉、凹凸棒土、硅藻土、黄磷矿渣并混合均匀后，使二氧化硅溶胶失去自由水，则胶粒将牢固地附着在钾长石、硅灰石等表面，胶粒间形成硅氧结合，从而将钾长石、硅灰石等各成分紧密地粘合在一起，形成湿坯。湿坯在随后的高温烧结过程中，硅烷醇基团间发生缩合，从而带动石墨烯瓷砖各成分相互靠拢并聚集，而各成分之间的间隙则由胶粒填充，胶粒间以化学键(Si-O-Si)相结合，形成稳定的空间网络结构，将各成分牢固地结合在一起，大大降低气孔形成的可能性，隙率低显著降低，从而可得到低吸水率的石墨烯瓷砖。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术通过在配方中添加二氧化硅溶胶，利用二氧化硅溶胶胶粒表面基团在高温烧结过程中的缩合反应，将各成分牢固地结合在一起，显著降低孔隙率，从而形成致密且低吸水率的石墨烯瓷砖；2.本专利技术通过胶粒表面的硅烷醇基与石墨烯氧化物中的羟基作用生成稳定的硅氧键，使氧化石墨烯在二氧化硅溶胶中稳定分散，使得氧化石墨烯在制得的石墨烯瓷砖中均匀分布，提高石墨烯瓷砖的强度和耐磨性。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。实施例1一种石墨烯瓷砖，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶58份、氧化石墨烯5份、钾长石30份、硅灰石30份、锂辉石20份、刚玉粉20份、凹凸棒土10份、硅藻土10份、黄磷矿渣5份。该石墨烯瓷砖的制备方法如下：一种石墨烯瓷砖烧制方法，包括以下步骤：(1)按重量份计：取钾长石、硅灰石、锂辉石混合均匀，粉碎，湿法球磨，烘干后研细，制得粒径为10-100μm的粉料；(2)取刚玉粉、黄磷矿渣混合均匀，粉碎，湿法球磨，过200-400目筛，喷雾造粒，颗粒粒径为0.5-1mm；(3)将步骤(1)制得的粉料和步骤(2)制得的颗粒加入混料机中混合5-10min，然后加入凹凸棒土、硅藻土混合10-20min，获得混合料；(4)将氧化石墨烯加入至二氧化硅溶胶中，搅拌均匀，然后加入步骤(3)制得的混合料，搅拌均匀后于100-120℃条件下真空干燥4-6h，制得湿坯；(5)将湿坯送入干燥窑中干燥至含水量为3-5％的干坯，干燥窑温度为150-200℃，干燥时间为2-4h；(6)将干坯送入窑炉中烧结后出料，即得石墨烯瓷砖，其中，烧结温度为800-1000℃，烧结时间为2-4h，烧结温度以15-20℃/min的速率升温至800-1000℃。所生产的石墨烯瓷砖吸水率为0.45％。实施例2本实施例与实施例1的不同之处仅在于：包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶60份、氧化石墨烯6份、钾长石35份、硅灰石34份、锂辉石22份、刚玉粉22份、凹凸棒土14份、硅藻土12份、黄磷矿渣6份。所生产的石墨烯瓷砖吸水率为0.35％。实施例3本实施例与实施例1的不同之处仅在于：包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶70份、氧化石墨烯7份、钾长石40份、硅灰石36份、锂辉石25份、刚玉粉23份、凹凸棒土16份、硅藻土13份、黄磷矿渣7份。所生产的石墨烯瓷砖吸水率为0.4％。实施例4本实施例与实施例1的不同之处仅在于：包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶80份、氧化石墨烯8份、钾长石45份、硅灰石38份、锂辉石28份、刚玉粉24份、凹凸棒土18份、硅藻土14份、黄磷矿渣8份。所生产的石墨烯瓷砖吸水率为0.3％。实施例5本实施例与实施例1的不同之处仅在于：包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶100份、氧化石墨烯10份、钾长石50份、硅灰石40份、锂辉石30份、刚玉粉25份、凹凸棒土20份、硅藻土15份、黄磷矿渣10份。所生产的石墨烯瓷砖吸水率为0.32％。如上所述即为本专利技术的实施例。本专利技术不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本专利技术的启示下做出的结构变化，凡是与本专利技术具有相同或相近的技术方案，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯瓷砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶50‑100份、氧化石墨烯5‑10份、钾长石30‑50份、硅灰石30‑40份、锂辉石20‑30份、刚玉粉20‑25份、凹凸棒土10‑20份、硅藻土10‑15份、黄磷矿渣5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯瓷砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶50-100份、氧化石墨烯5-10份、钾长石30-50份、硅灰石30-40份、锂辉石20-30份、刚玉粉20-25份、凹凸棒土10-20份、硅藻土10-15份、黄磷矿渣5-10份。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯瓷砖，其特征在于，包括以下重量份的原料：二氧化硅溶胶60-80份、氧化石墨烯6-8份、钾长石35-45份、硅灰石34-38份、锂辉石22-28份、刚玉粉22-24份、凹凸棒土14-18份、硅藻土12-14份、黄磷矿渣6-8份。3.根据权利要求1或2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆文杰，陈明，
申请(专利权)人：四川省安德盖姆石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51