[发明专利]一种高强度发泡保温陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料及其制备方法，尤其涉及一种高强度保温陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

经过长期国内外市场分析调查，首先回顾了发泡保温陶瓷材料行业的发展历程，由早期蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、轻质陶瓷以及水泥发泡陶瓷发展到无机发泡陶瓷，其发展趋势以及市场需求都在以抛物线的形式曲线上升，发泡材料技术领域的优化，质量体系的革新，以及生产工艺的改进，改写了早期的“高污染、高能耗、低效率”的生产模式。现代化环保理念不断被提出，“绿色建筑，人文建筑”是现代开发的宗旨，亦是未来发泡保温陶瓷材料甚至建筑科学领域的导向，但目前世界上所有厂家生产的A1级保温发泡陶瓷保温板强度很低，且导热系数也很高，导致了其保温隔热效果也较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中保温发泡陶瓷材料强度低、导热系数高以及保温隔热效果差等上述缺陷，提供一种 度高、韧性好以及保温隔热效果好的高强度发泡保温陶瓷材料及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强度发泡保温陶瓷材料，按照配方质量百分比，包括以下组分：河道淤泥25-45wt%，高岭土0-15wt%，页岩石10-25wt%，滑石1-5wt%，长石5-30wt%，发泡剂1-3wt%，玻璃纤维粉5-10wt%，锆钛酸铅纳米微粉1-4wt%和三聚磷酸钠0.2-0.5wt%，余量为水。

在本发明所述的高强度发泡保温陶瓷材料中，其原料中不仅包含了现有技术中制作发泡保温陶瓷必须的原料，还包括了玻璃纤维粉和锆钛酸铅纳米微粉，玻璃纤维粉的主要化学成分为SiO₂AL₂O₃.CaO.MgO，锆钛酸铅纳米微粉是采用Pb₃O₄，ZrO₂和TiO₂采用液相溶胶-凝胶法合成的；本发明所述技术方案采用玻璃纤维粉和锆钛酸铅纳米微粉的高温合成，使两者之间通过纤维与基体界面发生化学反应，提高纤维与玻璃陶瓷的结合强度，减少结合部位性能的不相匹配性，从而依靠应力诱发相变增韧、裂纹偏转增韧和微裂纹增韧，ZrO₂颗粒就发生四方到单斜的相转变，并在机体中引起微裂纹，它吸收了裂纹扩展的能量，削弱或阻止了裂纹的扩展，在原料中引入P₂O₅以明显增加ZrO₂在硅酸盐熔体中的溶解度，达到增强补韧的目的；AL₂O₃成分在高温熔融时增加了莫来石晶体的高温粘度，形成机体的骨架；其中CaO和MgO在高温以CO₂的形式挥发，同时也促进了闭气孔的生成，故本发明所述技术方案在提高陶瓷材料韧性的同时也不会影响发泡剂在机体中高温反应产生气泡，故其保温隔热效果也很好，克服了传统发泡保温材料韧性低、保温隔热效果差等缺陷。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，锆钛酸铅纳米微粉是采用液相溶胶-凝胶法合成的，其颗粒细度控制在10-30nm。因为锆钛酸铅纳米微粉是采用液相溶胶-凝胶法合成的，所以采用此方法合成的锆钛酸铅纳米微粉会很容易混合均匀，并且很容易进行化学反应，仅需要较低的合成温度；另外，合成的锆钛酸铅纳米微粉颗粒细度控制在10-30nm，保证锆钛酸铅纳米微粉与其他原料进行更均匀、充分的混合，也会在一定程度上加强陶瓷的强度，故由此可保证采用本发明所述技术方法获得的陶瓷材料具有强度高的优点。

作为对本发明所述技术方案的一种改进，发泡剂是碳化硅微粉、芒硝粉、石膏微粉中的一种或几种。

本发明所述的高强度发泡保温陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原料配比：河道淤泥25-45wt%，高岭土0-15wt%，页岩土10-25wt%，滑石1-5wt%，长石5-30wt%，玻璃纤维粉5-10wt%，三聚磷酸钠0.2-0.5wt%；

（2）泥浆球磨：步骤（1）中的原料经称重系统精确添加后，按原料：磨球为1:2的比例向原料中加入磨球，再向混合物料中加入占原料总重量30-35wt%的水进行预先球磨后得到混合泥浆，然后向混合泥浆中添加发泡剂1-3wt%；球磨时间为28-32h；

（3）干燥制粉：将经过步骤（2）球磨后的泥浆先排除水分，排除水分的泥浆经过带式干燥成为泥饼，再将泥饼碾磨成为粉体；

（4）混合搅拌：在经过步骤（3）得到的粉体中添加锆钛酸铅纳米微粉1-4wt%后进行搅拌；