CN103496957A - 一种轻质多孔电气石复合陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轻质多孔电气石复合陶瓷,它是以电气石、膨胀珍珠岩为主要原料,粘土、造孔剂为辅料,经混合、研磨、成型、干燥和煅烧等工艺制得,各组分的用量重量百分比为:电气石粉30%~50%,膨胀珍珠岩粉20%~40%,粘土20%~40%,造孔剂2%~5%。本发明制备的电气石复合陶瓷具有较大的比表面积以及以中孔为主的孔隙结构,能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。

Description

一种轻质多孔电气石复合陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种轻质多孔电气石复合陶瓷材料,具体是一种轻质多孔电气石复合陶瓷及其制备方法。
背景技术
电气石是以含硼为特征的铝、铁、钠、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物,呈黑色或灰黑色,粗针状、束状或放射状结构。电气石具有特殊的热电性和压电性,有很高的远红外辐射和负离子释放能力,并含有多种对人体健康有益的微量元素,广泛应用在饮用水活性化、空气净化、污水处理、陶瓷、建材、日用化工、电子、纺织、保健用品、美容化妆品等领域。、
珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩,经急剧冷却而成的玻璃质岩石。珍珠岩矿石经高温瞬间焙烧时,其体积迅速膨胀4-25倍,形成膨胀珍珠岩。珍珠岩具有表观密度轻、导热系数低,且无毒、无味、防火、吸音等特点,广泛用于建筑、冶金、机械、轻工、铸造、医药、食品、农林园艺等领域。
由于电气石具有独特的环境净化功能,膨胀珍珠岩具有表观密度轻、导热系数低的特点,将其组合制成轻质多孔复合陶瓷材料,使它既有一定的机械强度又有良好的环境净化功能。可以扩展应用在工业隔热材料、建筑保温材料、室内装饰材料、花卉盆景容器、无土栽培载体等领域,是一种新型实用的生态环境建筑材料。
经调查,目前在国内外已经有企业利用电气石为添加骨材来制造各种符合陶瓷材料,但是在原料配方和制造工艺方面还有一定的局限性,影响了应用的效果。
例如:
发明专利“一种轻质发泡陶瓷装饰砖及其制造方法”,(公开号1374276A)。权利要求书提出:其特征在于陶瓷坯料和发泡剂构成装饰砖的细粉基料,其中发泡剂占1-7%(重量百分比),其余为陶瓷坯料:骨架料是高于基料熔点陶瓷矿物瘠性料颗粒,所述骨架料的含量为基料重量的20-50%。陶瓷坯料是以长石、粘土为主体的配料,其中长石占30-50%(重量百分比),粘土站20-40%(重量百分比)。发泡剂是氟化矿物料和碳化硅的组合物。
发明专利“一种轻质发泡陶瓷及其制造方法”(公开号CN1147489A)。权利要求书提出:一种轻质发泡陶瓷,包括下列四种无机组合物:(1)过热可膨胀、以酸性二氧化硅为主成分的火山岩15-30%;(2)含碱土类氧化物、碳酸盐等组成的化合物3-10%;(3)含碱金属类的无机结合剂45-15%;(4)含硅酸盐类的发泡促进剂4-15%。
发明专利“电气石蜂窝陶瓷及其制作方法”(公开号CN101182234A)。权利要求书提出:一种电气石蜂窝陶瓷及其制作方法,电气石蜂窝陶瓷在蜂窝陶瓷的内通道表面覆有均匀的电气石薄层。电气石蜂窝陶瓷的制作方法为:超细电气石微粉配合助烧燃料、悬浮性原料、吸附性原料,经球磨混合、粉碎制成电气石泥浆后,采用浸渍法使电气石泥浆沉积在蜂窝陶瓷的内通道表面,经烧结即成。
发明专利“轻质发泡电气石紫砂材料及其制备方法”(公开号CN101638314A)。权利要求书提出:一种轻质发泡电气石紫砂材料,其特征在于,该材料由包括以下重量百分比的物质混合烧制而成:电气石1%-25%;氢氧化钙1%-4%;紫砂泥71%-98%。
这些发明专利的权利要求书中公开的发泡陶瓷或多孔陶瓷的原料组份不含电气石,或者电气石所占重量比例在30%以下,所制成的陶瓷材料的远红外辐射和负离子释放能力不高,制约了陶瓷材料在饮用水活性化、空气净化、污水处理、生态环境建材等领域的应用。再有,这些发明专利的权利要求书中公开提出使用的发泡材料是无机发泡剂,无机材料在烧制过程中产生的残留物,会影响陶瓷材料的纯度和生态环境效果。这些材料的环境净化功能远不及按照本发明配方及方法制备的轻质多孔电气石复合陶瓷材料。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足,而提供一种轻质多孔电气石复合陶瓷及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是:
一种轻质多孔电气石复合陶瓷,是以电气石、膨胀珍珠岩为主要原料,粘土、造孔剂为辅料,经混合、研磨、成型、干燥和煅烧等工艺制得,各组分的用量重量百分比为:电气石粉30%~50%,膨胀珍珠岩粉20%~40%,粘土20%~40%,造孔剂2%~5%。
所述的电气石为高纯电气石原矿晶体微粒,电气石结晶度≥95%,动态负离子数值≥500ions/cm3、波长4~14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。
所述的膨胀珍珠岩原料容重为80kg/m3~200 kg/m3,膨胀珍珠岩粉平均粒径为30μm~100μm。
所述的粘土可选自:高岭土、膨润土、漂白土、普通粘土中任意一种或两种以上的混用。
所述的造孔剂可选自:煤粉、竹炭粉、锯末中任意一种或两种以上的混用。
上述轻质多孔电气石复合陶瓷的制备方法,包括如下步骤:
(1)将电气石、膨胀珍珠岩、粘土、造孔剂按比例搅拌混合,研磨成泥料;
(2)将泥料置于真空炼泥机中炼泥两次以上,再放置24小时以上自然陈腐;
(3)将经过自然陈腐的泥料放入成型设备造型,制得成型坯料;
(4)将成型坯料自然风干,或置于烘箱用低温烘干;
(5)将干燥的坯料置于窑炉中,缓慢升温至600~800℃煅烧,保温30~50分钟;
6)将煅烧物自然冷却至室温,制得轻质多孔电气石复合陶瓷制品。
本发明制备的轻质多孔电气石复合陶瓷,其重要特征是电气是晶体微粒结镶嵌在膨胀珍珠岩基体中,通过煅烧使有机造孔剂被烧蚀而形成以中孔为主的孔隙结构,增加了复合陶瓷材料的吸附能力。。
本发明制备的轻质多孔复合电气石陶瓷材料具有高红外发射率的本质在于复合材料具有倍频吸收、分子基团振动、转动及晶格振动特性。电气石复合陶瓷的远红外发射率均高于单纯的膨胀珍珠岩和粘土。
本发明公开的电气石复合陶瓷的原料配方及制备方法,可通过不同的原料配比和烧制工艺,加工制成的轻质多孔电气石复合陶瓷具有烧成收缩率低,抗折强度大,对甲醛、苯酚、二氧化硫、TVOC以及其他有害物质的吸附率强,而且可以根据需要制成具备不同吸水率的陶瓷材料及制品。
因此,本发明制备的电气石复合陶瓷具有较大的比表面积以及以中孔为主的孔隙结构,能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。
附图说明
图1为本发明电气石复合陶瓷的制备方法流程框图。
具体实施方式
实施例1:
按重量百分比配置原料:电气石晶体微粒45%、膨胀珍珠岩25%、粘土30%、造孔剂5%。本实施方式所使用的电气石为高纯电气石原矿晶体微粒,电气石结晶度≥95%,动态负离子数值≥500ions/cm3、波长4~14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。所使用的膨胀珍珠岩原料容重为80kg/m3~200 kg/m3,膨胀珍珠岩粉平均粒径为30μm~100μm。经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得轻质多孔电气石装饰板材。
实施例2:
按重量百分比配置原料:电气石晶体微粒40%、膨胀珍珠岩30%、粘土30%、造孔剂5%。本实施方式所使用的电气石为高纯电气石原矿晶体微粒,电气石结晶度≥95%,动态负离子数值≥500ions/cm3、波长4~14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。所使用的膨胀珍珠岩原料容重为80kg/m3~200 kg/m3,膨胀珍珠岩粉平均粒径为30μm~100μm。经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得轻质多孔电气石花卉盆景容器。
实施例3:
按重量百分比配置原料:电气石晶体微粒35%、膨胀珍珠35%、粘土30%、造孔剂5%。本实施方式所使用的电气石为高纯电气石原矿晶体微粒,电气石结晶度≥95%,动态负离子数值≥500ions/cm3、波长4~14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。所使用的膨胀珍珠岩原料容重为80kg/m3~200 kg/m3,膨胀珍珠岩粉平均粒径为30μm~100μm。经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得轻质多孔电气石保温隔热板材。
实施例4:
按重量百分比配置原料:电气石晶体微粒30%、膨胀珍珠岩40%、粘土30%、造孔剂5%。本实施方式所使用的电气石为高纯电气石原矿晶体微粒,电气石结晶度≥95%,动态负离子数值≥500ions/cm3、波长4~14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。所使用的膨胀珍珠岩原料容重为80kg/m3~200 kg/m3,膨胀珍珠岩粉平均粒径为30μm~100μm。经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得轻质多孔电气石无土栽培基材。

Claims (8)

1.一种轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:它是以电气石、膨胀珍珠岩为主要原料,粘土、造孔剂为辅料,经混合、研磨、成型、干燥和煅烧等工艺制得,各组分的用量重量百分比为:电气石粉30%~50%,膨胀珍珠岩粉20%~40%,粘土20%~40%,造孔剂2%~5%。
2.根据权利要求1所述的轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:所述的电气石为高纯电气石原矿晶体微粒,电气石结晶度≥95%,动态负离子数值≥500ions/cm3、波长4~14μm的远红外线辐射率≥90%。
3.根据权利要求1所述的轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:所述电气石粉的粒径为10μm~50μm。
4.根据权利要求1所述的轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:所述的膨胀珍珠岩原料容重为80kg/m3~200 kg/m3
5.根据权利要求1所述的轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:所述膨胀珍珠岩粉平均粒径为30μm~100μm。
6.根据权利要求1所述的轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:所述的粘土为高岭土、膨润土、漂白土、普通粘土中的一种或几种混合物。
7.根据权利要求1所述的轻质多孔电气石复合陶瓷,其特征是:所述的造孔剂为煤粉、竹炭粉、锯末中的一种或几种混合物。
8.权利要求1-7之一所述轻质多孔电气石复合陶瓷的制备方法,其特征是:包括如下步骤:
(1)将电气石、膨胀珍珠岩、粘土、造孔剂按比例搅拌混合,研磨成泥料;
(2)将泥料置于真空炼泥机中炼泥两次以上,再放置24小时以上自然陈腐;
(3)将经过自然陈腐的泥料放入成型设备造型,制得成型坯料;
(4)将成型坯料自然风干,或置于烘箱用低温烘干;
(5)将干燥的坯料置于窑炉中,缓慢升温至600~800℃煅烧,保温30~50分钟;
6)将煅烧物自然冷却至室温,制得轻质多孔电气石复合陶瓷制品。
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