[发明专利]一种采用抛光瓷渣为主料制成的发泡陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发泡材料，尤其涉及一种采用抛光瓷渣为主料制成的发泡陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷工业生产中会产生大量的陶瓷固体废渣，其中，以建筑陶瓷厂在瓷质砖抛光过程中排出的抛光瓷渣的量最大。例如：广东省佛山地区有大型建筑陶瓷厂300多家，各类生产线共有2000多条，瓷渣年排放量在400万吨以上。其中，一条瓷板抛光生产线所产生的废渣量约6～8吨/日，以往处理这些瓷渣多采用堆放填埋的方式。目前，积累的抛光瓷渣已超过1000万吨，不仅占用了大量的堆放场地，造成污染，也影响企业的扩大再生产。在瓷质砖的打磨和抛光工序中产生的这种抛光瓷渣采用流水冲排，抛光瓷渣中含有大量水分，在相当长的时间里不能得到干燥，不仅破坏堆放地区的土壤环境，致使土地长期无法得到利用，而且在雨天被雨水冲刷流入农田破坏农作物生长，或者流入河流、池塘、农田和沟渠，造成圩积埯埋和堵塞。即使抛光瓷渣得到干燥，但是由于这些抛光瓷渣的颗粒相当小，干燥后呈松散粉末状，容易造成粉尘飞扬污染空气和环境。

随着陶瓷工业的发展，在广东的清远、三水、高明等地以及山东、福建、湖南、江西等省新建了不少的陶瓷厂，抛光瓷渣排放量日益增大，将占用和破坏更多的土地，因此抛光瓷渣的处理和利用已成为亟需解决的问题。

发泡材料为含有无数微小气孔的材料，目前，建筑工程和保温隔热工程中常采用以下轻质发泡材料：

1.有机发泡材料：如聚苯泡沫板、聚氯乙烯发泡保温板、聚氨酯发泡胶等。这类发泡材料存在易燃烧，在高温下放出有毒气体等问题。

2.无机发泡材料，无机发泡材料分为以下几种：

①高温无机发泡材料：如粘土陶粒、泡沫玻璃和泡沫陶瓷等，这类高温无机发泡材料是利用铁粉、碳化硅等作为发泡剂，并在1000℃左右高温下形成的具有强度的泡沫材料。

②膨胀珍珠岩、膨胀页岩等：利用珍珠岩和页岩等天然原料经煅烧制备而成的发泡材料，是利用在煅烧时珍珠岩和页岩等天然原料中释放出结晶水或放出CO2等气体而在天然原料中形成气孔；

③泡沫水泥和泡沫石膏：是在常温下以水泥、石膏等凝胶材料为基料加入泡沫形成泡沫水泥和泡沫石膏；

④加气混凝土等：利用石灰、水泥、砂、矿渣粉等为基料加入铝粉在碱性条件下放出氢气形成气孔，并在180～200℃蒸压条件下固化产生强度形成的。

上述无机发泡材料消耗较多宝贵天然资源，如珍珠岩、松脂岩，并使得产品的成本高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种采用抛光瓷渣为主料制成的发泡陶瓷材料，该发泡陶瓷材料不但能作为现有泡沫材料的替代品，而且它还能具有较好的防火性能和隔热性能，且制造成本低。

本发明的目的之二是提供上述采用抛光瓷渣为主料制成的发泡陶瓷材料的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术措施来实现的：一种采用抛光瓷渣为主料制成的发泡陶瓷材料，其特征是，它由以下重量百分比的原料加水混合后，经压坯成型、高温发泡膨化而成：

抛光瓷渣60％～100％    掺合料0％～40％。

在本发明中推荐所加的水的重量占所述原料干料总重量的6％～12％。

本发明采用的抛光瓷渣为陶瓷工业生产线中采用金刚砂抛光磨头进行抛光工艺所排出的粉状废渣，抛光瓷渣的粒度为0.15～50μm，其平均粒度约10μm，中间粒度约为8.8μm。其主要的化学成分见表1，本发明人经研究发现，在抛光瓷渣中包含陶瓷板和抛光用金刚砂磨头的成分，其中抛光用的金刚砂磨头的成分为氯氧镁水泥(MgO、MgCl₂)、环氧树脂、填料和金刚砂(SiC)。本发明中仅利用抛光瓷渣中的SiC为发泡剂，无需另外再加入其它发泡剂即能满足本发明抛光瓷渣发泡的需求，在抛光瓷渣中的SiC在高温条件外部融熔状态下，放出CO₂，在熔融物料中形成大量的独立、微小气泡，且气泡之间不连通，使所得的发泡陶瓷材料具有低密度、低吸水率和高隔热保温的性能。同时由于抛光瓷渣含有的磨头成分中的镁元素，在高温下使物料形成复合陶瓷，可改善发泡材料的韧性，使发泡陶瓷材料具有较高强度和可切割加工性等的优点。

表1：抛光瓷渣的主要成分(％)