[发明专利]一种闭孔保温玻化陶瓷及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201210345164.9 申请日: 2012-09-18
公开(公告)号: CN102850082A 公开(公告)日: 2013-01-02
发明(设计)人: 吉晓莉;陈卓;吴事江;翟成成;王先海 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: C04B38/02 分类号: C04B38/02;C04B33/132
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 王守仁
地址: 430071 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 保温 陶瓷 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及建筑陶瓷材料领域,具体涉及一种闭孔保温玻化陶瓷及其制备方法。

背景技术

湖泥指江河湖泊沉积物中经过交合作用形成的淤泥,是含有无机物和有机物微粒的组成体。我国江河湖泊众多,因此有大量的湖泥产生,对生态环境造成日益严重的破坏。例如,湖北武汉的湖泥总量超过4.8亿m3,可以填满3个东湖,造成湖泊面积减小、危害生态环境。湖泥作为常见的固体废弃物,其来源、组成与黏土有较大的相似之处;利用淤泥进行部分甚至全部替代黏土进行建材产品的生产,已成为建筑陶瓷材料生产的重要发展方向。

长石是一类常见的含钠、钾的铝硅酸盐类矿物,其熔点约1100℃,在地壳中比例高达60%,来源十分丰富,常作为制备无机非金属材料的原料或者助溶剂。

中国专利CN101560112A,公开了一种高性能轻质玻化泡沫陶瓷砖及其制备工艺,该陶瓷砖以瓷石、低温砂、白云石、锂瓷石、方解石、陶瓷废弃料、碳化硅、纳米高岭土和分散剂为原料,通过碳化硅与分散剂的作用,经高温发泡而制成产品。用该方法制备的轻质玻化泡沫陶瓷砖,其烧结时间长,为7~12h;产品的密度较大,其密度为480~650Kg/cm3;导热系数也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:提供一种气孔率高、密度低和抗压强度高的闭孔保温玻化陶瓷,并提供该玻化陶瓷易于制备的方法。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案:

本发明提供的闭孔保温玻化陶瓷,其主要组成为:长石25~45%,湖泥20~38%,页岩12~20%,高岭土8~15%,黄砂12~20%,发泡剂1~2.5%,均为质量百分比。

上述闭孔保温玻化陶瓷可由以下原料组成:长石34%,湖泥23%,页岩14%,高岭土12%,黄砂15%,发泡剂2%,均为质量百分比。

所述的发泡剂为碳化硅、碳酸钙和氧化铁的混合物,颗粒粒径≤0.045mm,质量百分比可以为:碳化硅30~50%、碳酸钙30~40%、氧化铁20~40%。

本发明提供的闭孔保温玻化陶瓷的制备方法,其包括以下步骤:

(1)生料的制备:

先将原料按以下质量百分比例混合:长石25~45%、湖泥20~38%、页岩12~20%、高岭土8~15%、黄砂12~20%和发泡剂1~2.5%,混合后再加入于原料总质量40%的水,放入轻型球磨机中球磨12~18h,得到混合均匀的浆料;然后将浆料置于鼓风干燥箱中于120℃下烘干、制得粉体,再加入于粉体质量4~7%的水炼泥,得到混合均匀的生料;

(2)成型:

将生料置于模具中,在粉末压片机上进行压制成型,再置于鼓风干燥箱中于80℃下干燥12~24h得坯体;

(3)烧结:

将坯体放入烧结炉中,然后将炉体从室温升到1050℃~1150℃,烧结保温1~2小时,随炉冷却后得到闭孔保温玻化陶瓷。

上述步骤(1)中,所述的原料可以由以下质量百分比的原料替换:长石34%,湖泥23%,页岩14%,高岭土12%,黄砂15%,发泡剂2% 。

上述步骤(1)中,所述发泡剂为碳化硅、碳酸钙和氧化铁的混合物,颗粒粒径≤0.045mm,质量百分比可以为:碳化硅30~50%、碳酸钙30~40%、氧化铁30~40%。

上述步骤(2)中,所述压制成型的工艺条件可以为:采用单面加压,加压大小为1~4MPa。

上述步骤(2)中,成型加压大小可以为2~3MPa,升温速率为2~4℃/min,烧结温度为1120℃~1140℃,保温时间为1~1.5小时。

上述步骤(2)中,成型加压大小可以为2MPa,升温速率为3℃/min,烧结温度为1140℃,保温时间为1.5小时。

上述步骤(3)中,可以将烧结炉的温度按照2~6℃/min的升温速率匀速从室温升到1050℃~1150℃。

本发明的原理:湖泥在烧成时烧失量大、能产生大量的玻璃态液相,长石提供陶瓷必要的组分、作为助溶剂来降低坯体的烧结温度,页岩烧结温度低,高岭土提供陶瓷必要的组分,黄砂提供SiO2增加烧成后坯体的强度。坯体在1050℃~1150℃时熔融并且具有一定的粘度;此时,发泡剂反应产生气体,由于表面张力的作用,气体被保留在熔体内,坯体烧成随炉冷却后即得闭孔保温玻化陶瓷。

本发明与现有技术相比具有的优点主要是:

其一. 湖泥的利用量达38%,节约资源,有利于环保;

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