CN101560111A - 泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖及其制造方法，将15－65％wt的工业废渣、10－45％wt的可塑粘土、15－60％wt的熔剂、10－45％wt且细度为1－100μm的成孔剂和适量的水进行球磨形成浆料，喷雾干燥或脱水练泥，陈腐形成粉料或泥段，再进行压力成型制成坯体，在1140－1240℃温度下保温烧制即成为泡沫陶瓷墙砖，它既可用作外墙保温和装饰，也可用作室内保温和装饰，二者能实现保温和装饰统一的有机结合，符合外墙保温材料行业发展的方向。它具有的优点：一是耐高温，耐酸碱，化学稳定性好，不老化，耐用性强，使用寿命长，不会产生热桥，粘附固定性好；二是不易渗水和开裂，抗侵蚀能力强，不容易变形和损坏，简化了安装铺贴程序，便于施工，降低了劳动强度，减少了材料消耗使用量。
Description
技术领域
本发明涉及保温材料，具体涉及建筑和装饰用的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖及其制造方法。
背景技术
众所周知，保温材料主要有无机保温材料和有机保温材料两大类，其中有机类保温材料主要有FWB挤塑保温板、聚苯板、聚苯颗粒、聚氨脂、水泥聚苯颗粒；无机类主要有岩棉、矿棉、玻璃棉板、膨胀珍珠岩、膨胀至石、发泡水泥。但从这两大类保温材料使用情况分析，它们存在有下列问题：一是有机保温材料虽然保温效果好，但有机保温材料易燃不耐高温，耐酸碱能力差，抗氧化能力弱，化学稳定性低，容易老化，耐用性不强，使用寿命不长，同时有机保温材料与无机墙存在界面匹配问题，需机械固定在墙上且容易产生热桥，粘附固定性不好，增加施工成本和劳动强度；二是无机保温材料存在着吸湿性强、易渗水和开裂，抗侵蚀能力弱，孔结构容易变形和损坏。从保温材料使用范围分析，现有外墙保温材料不适用于外墙装饰，也不适用室内墙面的保温和装饰，它们二者不能实现保温和装饰统一的有机结合，不符合外墙保温材料行业发展的方向。
发明内容
针对上述现有技术中保温材料存在的问题，本发明提供了一种具有节能环保、隔音隔热、不怕酸碱水火、使用寿命长，既可用于外墙保温和装饰，又可用于室内保温和装饰的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖。
本发明所述泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将15-65％wt的工业废渣、10-45％wt的可塑粘土、15-60％wt的熔剂、10-45％wt且细度为1-100μm的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成浆料，
(2)然后将浆料进行喷雾干燥或脱水练泥，再进行陈腐形成粉料或泥段，
(3)用压砖机将粉料加入到模具中进行压力成型制成坯体，或用练泥机和模具将泥段挤制制成坯体，
(4)将坯体进行干燥或将坯体表面施釉后进行干燥，
(5)将干燥或施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1100-1240℃温度下保温烧制即成为泡沫陶瓷墙砖，
(6)将烧制后的瓷砖按尺寸工艺要求进行切割和磨削，检验入库。
在上述制备方法步骤中，所述压力成型可以采用干压或半干压成型，也可采用压力挤制成型。
所述工业废渣可以全部是发电厂及城市锅炉排出的灰渣，也可全部是为钢厂、冶炼厂生产过程中排出的粉状废物，也可以是上述灰渣和粉状废物的混合物，在上述工业废渣中也可含有抛光砖废渣，所述抛光砖废渣含量最好占工业废渣重量的30-50％wt。
所述可塑粘土可以是高岭土、膨润土、球土、红泥、黄泥中至少一种。
所述熔剂可以是钾长石、钠长石、滑石中至少一种，或钾长石、钠长石、滑石中至少一种和锂瓷石混合、当熔剂中含有锂瓷石时，锂瓷石的含量占熔剂总重量的比例不大于5％。
所述成孔剂为碳酸盐、抛光砖废渣或其组合；或碳酸盐与炭粉或石墨组合，或抛光砖废渣与炭粉或石墨组合，或2-30％wt的碳酸盐、60-95％wt的抛光砖废渣和2-10％wt的炭粉或石墨组合。
所述抛光砖废渣为抛光磨头及瓷砖碎屑，所述抛光砖废渣主要化学成份为MgCl2、MgSO4、MgO、SiO2、Al2O3、SiC、KNaO和HC聚合物。
所述泡沫陶瓷保温装饰墙砖的比重为0.4-1.0g/cm3，导热系数为0.08-0.2W/m.k，抗折强度≥6MPa，抗压强度≥15MPa。
所述泡沫陶瓷的快速烧成为连续辊道窑或间歇窑烧炉，烧成周期：连续辊道窑在40分钟至210分钟，间歇窑在3-8小时，烧成温度均为1100-1240℃，其中连续辊道窑保温时间0.1-0.8小时，间歇窑保温时间0.5-2.5小时。
本发明所述泡沫陶瓷保温装饰墙砖形成机理是：由于在陶瓷配料中加有细度为1-100μm的高温成孔剂，成孔剂均匀分散在陶瓷基体中形成孔源，随着烧制温度的升高，当烧制温度达到成孔剂分解温度时，成孔剂开始分解反应，放出CO2、SO2等气体，而这时坯体已烧结至玻化状态，内含有的大量的高温粘稠液相(玻璃相)，分解出来的气体被封在坯胎中，随着气体的继续分解和温度的升高，气体膨胀压力升高，气孔增大，坯胎也随之膨胀，当烧制温度和时间达到设定值时，气体膨胀到一定体积后被封在坯胎中而保持平衡，冷却后在坯胎中形成无数个相互独立的气孔，从而使陶瓷坯体的基体中产生无数个互不连通的、呈网状结构的蜂窝状气孔，其中气孔孔径大都小于0.5mm，气孔最大孔径不大于1mm。
所述泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖由于具有热导率低、密度小、强度高、耐磨性高和耐酸碱抗腐蚀的特点，既可用作外墙保温和装饰，也可用作室内保温和装饰，二者可实现保温和装饰统一的有机结合，符合外墙保温材料行业发展的方向。它具有的优点：一是耐高温，耐酸碱，化学稳定性好，不老化，耐用性强，使用寿命长，不会产生热桥，粘附固定性好；二是不易渗水和开裂，抗侵蚀能力强，不容易变形和损坏，简化了安装铺贴程序，便于施工，降低了劳动强度，减少了材料消耗使用量。
本发明还可在泡沫陶瓷保温装饰墙砖表面上釉，然后再进行烧制，以增加烧后瓷胎强度、表面耐磨性和增加表面装饰效果，所用釉料可以是无光釉、有光釉或其它色釉，其釉面层厚度为0.1-1.0mm；也可在砖体表面上使用丝网印刷或滚筒印花工艺，将调制好的色釉、色浆、渗花釉施在坯体表面，从而可印制出各种纹理、达到自然、和谐和美观效果。
具体实施方式
实施例1，本实施例1所述泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料，所述工业废渣中含有占工业废渣30％wt的抛光砖废渣，所述可塑粘土为高岭土，所述熔剂为钾长石，所述成孔剂为抛光砖废渣，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将上述40％wt的工业废渣、15％wt的可塑粘土、30％wt的熔剂、15％wt且细度在1-100μm范围内的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成浆料，
(2)然后将浆料进行喷雾干燥，再陈腐24小时形成粉料，粉料水份控制在1.5％以下，
(3)将粉料加入到压砖机模具中进行干压成型制成坯体，
(4)将坯体进行干燥，
(5)将干燥后的坯体置入到连续辊道窑炉中快速烧制，当温度达到800℃时，降低升温速度，在1100-1240℃温度下低火保温0.1-0.6小时烧制而成，
(6)再将烧制后的坯体按尺寸工艺要求进行切割和磨削，检验入库。
上述实施例1中制造的泡沫陶瓷保温装饰墙砖经检测，其比重为0.53g/cm3，导热系数0.098W/m.k，抗折强度7.1MPa，抗压强度17.4MPa。
实施例2，本实施例2所述泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料，所述工业废渣为灰渣和粉状废物的混合物，所述可塑粘土为红泥，所述熔剂由46％wt钾长石、50％wt钠长石和4％wt锂瓷石组成，所述成孔剂由90％wt抛光砖废渣和10％wt炭粉组成，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将上述20％wt的工业废渣、30％wt的可塑粘土、15％wt的熔剂、35％wt且细度在1-100μm范围内的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成浆料，
(2)然后将浆料进行喷雾干燥，再陈腐24小时形成粉料，粉料水份控制在6-9％，
(3)将粉料加入到压机模具中进行半干压成型制成坯体，
(4)将坯体干燥后，再进行表面施釉，施釉后再进行干燥，
(5)将施釉干燥后的坯体置入连续辊道窑炉中快速烧制，当温度达到800℃时，降低升温速度，在1100-1240℃温度下低火保温0.1-0.8小时烧制而成，
(6)再将烧制后的坯体按尺寸工艺要求进行切割和磨削，检验入库。
上述实施例2中制造的泡沫陶瓷保温装饰墙砖经检测，其比重为0.72g/cm3，导热系数0.146W/m.k，抗折强度8.21MPa，抗压强度17.9MPa。
实施例3，本实施例3所述泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料，所述工业废渣为灰渣，所述可塑粘土由球土和黄泥组成，所述熔剂由55％wt钾长石和45％wt钠长石组成，所述成孔剂为25％wt的碳酸钙和70％wt的抛光砖废渣与5％wt的炭粉组合而成，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将30％wt的工业废渣、35％wt的可塑粘土、25％wt的熔剂、10％wt且细度在1-100μm范围内的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成浆料，
(2)然后将浆料进行脱水练泥，再陈腐24小时形成泥段，泥段水份控制在14-20％，
(3)将泥段加入到练泥机中通过模具进行挤制成型制成坯体，
(4)，将坯体干燥后，再进行表面施釉，施釉后再进行干燥
(5)将施釉干燥后的坯体置入到间歇窑炉中快速烧制，当温度达到800℃时，降低升温速度，在1100-1240℃温度下低火保温0.5-2.5小时烧制而成，
(6)再将烧制后的坯体按尺寸工艺要求进行切割和磨削，检验入库。
上述实施例3中制造的泡沫陶瓷保温装饰墙砖经检测，其比重为0.90g/cm3，导热系数0.16W/m.k，抗折强度8.5MPa，抗压强度19.3MPa。
Claims (10)
1、泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：它采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将15-65％wt的工业废渣、10-45％wt的可塑粘土、15-60％wt的熔剂、10-45％wt且细度为1-100μm的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成浆料，
(2)然后将浆料进行喷雾干燥或脱水练泥，再进行陈腐形成粉料或泥段，
(3)用压砖机将粉料加入到模具中进行压力成型制成坯体或用练泥机和模具将泥段挤制制成坯体，
(4)将坯体进行干燥或将坯体表面施釉后进行干燥，
(5)将干燥或施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1100-1240℃温度下保温烧制即成为泡沫陶瓷墙砖，
(6)将烧制后的瓷砖按尺寸工艺要求进行切割和磨削，检验入库。
2、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述泡沫陶瓷保温装饰墙砖的比重为0.4-1.0g/cm3，导热系数为0.08-0.2W/m.k，抗折强度≥6MPa，抗压强度≥15MPa。
3、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述工业废渣可以是发电厂及城市锅炉排出的灰渣，也可以是为钢厂、冶炼厂排出的粉状废物，也可以是灰渣和粉状废物的混合物，在工业废渣中也可含有抛光砖废渣。
4、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述可塑粘土可以是高岭土、膨润土、球土、红泥、黄泥中至少一种。
5、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述熔剂可以是钾长石、钠长石、滑石中至少一种，或钾长石、钠长石、滑石中至少一种和锂瓷石混合，所述锂瓷石含量占熔剂比例不大于5％wt。
6、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述成孔剂为碳酸盐、抛光砖废渣或其组合；或碳酸盐与炭粉或石墨组合，或抛光砖废渣与炭粉或石墨组合，或2-30％wt的碳酸盐、60-95％wt的抛光砖废渣和2-10％wt的炭粉或石墨组合。
7、根据权利要求6所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述抛光砖废渣为抛光磨头及瓷砖碎屑。
8、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：所述釉面用料可以是无光釉、有光釉或其它色釉，其釉面层厚度为0.1-1.0mm；也可在砖体表面上使用丝网印刷或滚筒印花工艺，将调制好的色釉、色浆、渗花釉和熔块施在坯体表面。
9、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：将粉料加入到压砖机模具中采用干压或半干压成型制成坯体。
10、根据权利要求1所述的泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖，其特征在于：将泥段加入到练泥机模具中挤制成型制成坯体。
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