[发明专利]一种高强轻质陶瓷板的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及陶瓷制品技术领域，特别涉及一种高强轻质陶瓷板及其制备方法。

 

背景技术

目前我国建筑能耗已占到总能耗的30％，建筑节能已成为节能减排的重点。开发新型保温节能墙体材料，提高外墙的保温性能对实现建筑节能具有重要意义。大量工程实践证明，墙体保温技术是实现建筑节能保温的最佳途径。

在建设绿色节能社会浪潮推动下，人们对建筑节能的期望和追求日趋提高，采用了各种墙体围护体系如块材外保温体系，块材夹（填）芯体系及板材类复合保温体系。但有机保温材料易于燃烧，存在安全问题。开发新型无机节能保温建筑材料势在必行。

发泡陶瓷材料就是为了满足这种需求而研制出来的。发泡陶瓷材料由于具有低的密度、高的强度、高的耐火度、好的抗热震性和低的热导率，适合作为高温隔热耐火材料。发泡陶瓷材料具有建筑保温节能、完全不燃和隔音等多重效果，是新一代的外墙材料，将为建筑节能起到巨大作用。

模板法通过造孔剂的烧蚀或分解留下孔隙，孔隙率通常低于70%，不利于制备低热导率的多孔陶瓷材料。有机泡沫浸渍法利用有机泡沫浸渍陶瓷浆料，干燥后烧去有机泡沫, 从而获得具有有机泡沫一次反型结构的多孔陶瓷材料, 制备出的多孔陶瓷材料结构为连通孔结构，不宜用作隔热材料。

目前制备发泡陶瓷（多孔陶瓷）的主要方法有粉末坯体发泡法和浆料发泡法，通常采用发泡剂及大量的原矿原料，工艺复杂，烧成温度高，成本较高，不易连续制造大尺寸发泡陶瓷（多孔陶瓷）板，使其用途受到限制。同时现有的发泡陶瓷制备过程中交联程度不易控制，导致陶瓷材料高强不够或者强度分布不均匀，发泡后孔径大小不均匀、性能不稳定。

为了增强多孔陶瓷材料的强度通常采用交联法使多孔陶瓷材料交联。现有的多孔陶瓷材料都是采用化学交联法。化学交联法是利用原料中的化学交联剂受热分解与原材料发生化学反应而交联。此法交联度不高、工艺不易控制, 而且得到的泡沫材料的泡体结构质量欠佳。

辐射交联法交联效率高、不需要加入交联剂, 所以工艺也容易控制, 而且所得制品的泡体结构质量好。

 

发明内容

为了满足提高现有陶瓷板强度，降低成本，提高陶瓷板质量的需求，本发明实施例提供了一种高强轻质节能陶瓷板的制备方法。该方法不使用化学交联剂改为辐照交联，使得交联工艺容易控制，材料交联均匀，陶瓷板强度得到极大提高；同时使用一种发泡剂组合物得到的陶瓷板不仅泡孔径均匀，而且泡孔在陶瓷板中的分布也均匀，使得陶瓷板性能稳定，强度均匀。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高强轻质节能陶瓷板的制备方法，包括以下步骤：

（1）将地瓜粉在75～85℃糊化0.5～1小时，然后向糊化地瓜粉中加入丙烯酸、聚天冬氨酸和环己六醇磷酸酯，丙烯酸：糊化地瓜粉：聚天冬氨酸：环己六醇磷酸酯质量比为0.3～0.9：2.1～2.7:1：0.1～0.4制得混合浆液Ⅰ，将20～80wt％的混合浆液Ⅰ与20～80wt％的水混合形成混合浆液Ⅱ；调整pH 值为8.5～10得混合浆液Ⅲ；将废旧瓷砖研磨成粒度为0.01～0.15μm的陶瓷粉体与所述混合浆液Ⅲ按重量百分比70～80：20～30充分混合后加球石研磨，制成陶瓷浆料混合物A；

（2）然后向陶瓷浆料混合物A中冲入氮气同时剧烈搅拌置换其中的氧气，充分搅拌后向陶瓷浆料混合物A中加入添加量占混合浆液Ⅰ的1～8wt％发泡剂， 继续搅拌1～2分钟得到预制混合物B，其中发泡剂为：十二烷基硫酸钠、碳酸氢铵、聚乙二醇、4,4'-二-磺酰肼二苯醚、二苯亚甲基山梨醇和2,2'-亚甲基-双（4.6-二叔丁基苯基）磷酸酯钠的混合物，其质量比为1～2:4～10:5～8:2～3:0.05～0.1:0.05～0.2;

（3）将预制混合物B在氮气保护下置于⁶⁰Coγ射线辐照场中, 辐照剂量为6～20kGy，然后在70～120℃的温度下保温10 分钟～4小时固化成型，然后脱模干燥，使坯体的含水率低于0.5wt％以下，将干燥后的坯体煅烧，煅烧温度为900℃～1200℃，煅烧时间0.5～2小时。

所述步骤（2）中所述发泡剂添加量占混合浆液Ⅰ的1～4wt％。

所述丙烯酸：糊化地瓜粉：聚天冬氨酸：环己六醇磷酸酯质量比为0.3：2.1:1：0.2；所述发泡剂为：十二烷基硫酸钠、碳酸氢铵、聚乙二醇、4,4'-二-磺酰肼二苯醚、二苯亚甲基山梨醇和2,2'-亚甲基-双（4.6-二叔丁基苯基）磷酸酯钠的混合物，其质量比为1：5：5：2：0.1:0.2。