[发明专利]一种粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷及其制备方法

说明书

本发明的一种粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷及其制备方法，粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷各组分按质量配比，粉煤灰熟料∶校正剂∶造孔剂∶熔剂＝100∶(100～200)∶(0～15)∶(10～20)。制法为：步骤1，将粉煤灰进行煅烧处理，制得粉煤灰熟料；步骤2，按质量配比，将原料混合均匀，制得混匀物料；步骤3(1)将混匀物料干压成型；(2)将成型后的物料充分干燥后，置于高温炉中，烧结并保温一定时间，制得粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷。本发明在原料使用上经济环保，方法操作简单易行，便于工业化生产，且能够提高莫来石闭孔陶瓷的闭口气孔率，降低其热导率，增加莫来石陶瓷的耐压强度，综合性能较佳，应用前景广阔。

技术领域：

本发明属于工业固废资源高值化利用技术领域，具体涉及一种粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷及其制备方法。

背景技术：

我国的建筑使用较多的是有机保温材料，其具有质轻、保温隔热效果好、便于加工等优点。但有机保温材料强度低、易燃烧、生态环保性差，因此，无机保温材料是墙体保温材料领域新的研究方向。相比发达国家，我国无机保温材料研发相对落后。目前，中国的工农业正蓬勃发展，面临环境污染日益加剧的问题。因此，如何利用廉价的原材料制备出性能优异的无机保温材料，是现阶段我国保温材料领域的研究热点。

莫来石多孔陶瓷导热系数低、化学稳定性好、硬度大，可作为优良的无机保温材料。随着发电量不断上升，煤燃烧产生粉煤灰的排放量逐年增加，对大气河流造成的污染日趋严重。粉煤灰的主要组分是SiO₂和Al₂O₃，非常适合制备莫来石陶瓷材料。因此，以粉煤灰为主要原料制备莫来石闭孔陶瓷可大大提高粉煤灰利用率和附加值，变废为宝，变害为利。

目前常用的制备多孔陶瓷的工艺有：有机泡沫浸渍法、发泡法、添加造孔剂法、溶胶-凝胶法等。其中，添加造孔剂工艺步骤简单、制备条件易于控制，是最常用的多孔陶瓷制备工艺。然而，添加造孔剂工艺难以制得闭口气孔率较高的陶瓷材料，所制得材料闭口气孔率低、导热系数偏高，不利于保温隔热。因此，提高莫来石陶瓷材料的闭口气孔率，降低其热导率是莫来石陶瓷材料领域的研究重点。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷及其制备方法，该方法的主要工序如下：首先，对粉煤灰预先煅烧处理，以获得稳定性高的粉煤灰熟料；其次，根据粉煤灰组分掺入适量的校正料(含铝料、含硅料)；然后，以混合后的粉煤灰、校正料为原料，向其中加入适量造孔剂、熔剂，将混合料再次混合均匀；最后，经干压成型，高温烧结制得莫来石闭孔陶瓷。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷，各组分按质量配比，粉煤灰熟料∶校正剂∶造孔剂∶熔剂＝100∶(100～200)∶(0～15)∶(10～20)。

所述的粉煤灰熟料由粉煤灰煅烧处理制得，所述的粉煤灰成分主要是SiO₂和Al₂O₃。

所述的校正料为含铝原料或含硅原料中的一种或多种。

所述的校正料添加量应按照莫来石化学组分进行计算。

所述的含铝原料为铝粉、高铝矾土或氧化铝粉中的一种或多种；所述的含硅原料为硅粉和/或硅微粉。

所述的造孔剂为碳化硅、碳酸氢铵、硫酸氢铵或硝酸铵中的一种或多种。

所述的熔剂为V₂O₅、氯化铝、氟化铝、钾长石或钠长石中的一种或多种。

所述的粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷闭口气孔率为15～21％，常温抗压强度为190～220MPa，热导率为0.21～0.29w/(m·K)。

本发明的一种粉煤灰基莫来石闭孔陶瓷的制备方法，按以下步骤进行：