CN104860656A - 一种高耐火陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐火陶瓷砖及其制备方法,其由以下重量份的原料制成:方镁石41-53、蓝晶石34-46、硬水铝石27-39、三聚磷酸二氢铝13-19、硼化硅11-17、废硅砖10-15、二氧化钍2-4、聚甲基丙烯酸羟乙酯5-8、复合粘土17-23、α-烯基磺酸钠3-5、月桂酰胺丙基氧化胺1-2、元明粉2-3、新戊二醇1-2。本发明制得的陶瓷砖耐火性优异,耐火度高达1250℃,且强度高,耐磨损,耐化学腐蚀,抗开裂,可广泛适用于对耐火等级要求高的建筑物上。
Description
技术领域
本发明涉及一种高耐火陶瓷砖及其制备方法,属于陶瓷材料领域。
背景技术
陶瓷砖,是以耐火的金属氧化物及半金属氧化物,经由研磨、混合、压制、施釉、烧结等过程,而形成的一种耐酸碱的瓷质或石质等之建筑或装饰之材料,其原材料多由粘土、石英砂以及其他无机非金属原料等等混合而成。近年来,随着我国建筑陶瓷行业的飞速发展,使得人们对陶瓷砖的性能要求也越来越高。目前市场上的陶瓷砖存在着耐火性差的缺点,在超过1000℃的高温条件下,陶瓷装容易出现老化龟裂剥落,使用寿命短,损耗非常严重,无法满足市场需求。
发明内容
为了克服现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种高耐火陶瓷砖及其制备方法。该陶瓷砖耐火度高达1250℃,可以在高温条件下长期使用,使用寿命长。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种高耐火陶瓷砖,由以下重量份的原料制成:方镁石41-53、蓝晶石34-46、硬水铝石27-39、三聚磷酸二氢铝13-19、硼化硅11-17、废硅砖10-15、二氧化钍2-4、聚甲基丙烯酸羟乙酯5-8、复合粘土17-23、α-烯基磺酸钠3-5、月桂酰胺丙基氧化胺1-2、元明粉2-3、新戊二醇1-2;
所述复合粘土的制备方法如下:
a、按质量比3-6:2-4:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥,混合均匀,粉碎,过150-200目筛,加水搅拌制成浓度为50-60%的浆液,再加入相当于浆液重量3-6%的亚甲基二萘磺酸钠、2-4%的土耳其红油、1-2%的透明质酸钠,水浴加热至50-60℃,2000-3000r/min高速研磨20-30min,抽滤,烘干,待用;
b、按质量比称取2-3:1-2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣,混合均匀,粉碎,过200-300目筛,待用;
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2-3:1混合均匀,再加入相当于矿物粘土重量5-10%的聚丙烯酰胺、3-6%的羟丙基二淀粉磷酸酯、2-4%的硼砂,1000-1500r/min高速分散10-15min,即得。
一种高耐火陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)取方镁石、蓝晶石、硬水铝石混合均匀,放入浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中,水浴加热至75-85℃,保温1-2h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,再放入浓度为1-2mol/L的氢氧化钠溶液中,水浴加热至80-90℃,保温0.5-1h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,烘干,660-720℃煅烧20-30min,继续升温至880-940℃,煅烧0.5-1h后再升温至1200-1250℃,煅烧1.5-2.5h后取出并水淬,烘干,粉碎,过150-200目筛,待用;
(2)取废硅砖、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加水打浆制成浓度为45-50%的浆液,再加入α-烯基磺酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺、元明粉和新戊二醇,水浴加热至50-55℃,3000-4000r/min高速研磨15-25min,然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4-6%的颗粒,待用;
(3)将步骤(2)制得的颗粒与三聚磷酸二氢铝、硼化硅、二氧化钍混合均匀,然后加入聚甲基丙烯酸羟乙酯,搅拌混合12-18min,待用;
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在70-80MPa的压力下压制成型;
(5)将步骤(4)制得的坯体在50-60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于2%,然后对干燥后的坯体进行浸釉;
(6)将步骤(5)制得的坯体在真空状态下以6-8℃/min的速率升温至750-810℃,保温1-2h,再以3-6℃/min的速率升温至1060-1120℃,保温2-3h,再以2-4℃/min的速率降温至680-740℃,保温0.5-1h,然后在3-4MPa的Ar气氛下以5-7℃/min的速率升温至1230-1270℃,保温3-4h,最后在2-3MPa的N2气氛下以4-6℃/min的速率降温至800-850℃,保温1-2h,再以2-4℃/min的速率升温至1020-1060℃,保温1.5-2.5h,随炉冷却至常温,包装即得成品。
上述复合粘土采用苏州土、凹凸棒土和山泥三种粘土物质协同作用,并采用亚甲基二萘磺酸钠、土耳其红油、透明质酸钠对上述粘土进行改性,可以提高粘土的分散性和可塑性,从而提高陶瓷砖制作工艺所用到浆液的悬浮性与稳定性,然后采用芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣对复合粘土进行改性,不仅使得陶瓷砖在烧结过程中产生丰富的气孔结构,还可以提高陶瓷砖的保温隔热性能,最后采用聚丙烯酰胺、羟丙基二淀粉磷酸酯、硼砂进行改性,可以提高复合粘土的粘结强度,使瓷坯在成型和干燥过程中避免变形与开裂的缺陷,并产生较高的机械强度。
本发明的有益效果:
本发明采用方镁石、蓝晶石、硬水铝石三种耐火矿物作为主要原料,并辅以三聚磷酸二氢铝、硼化硅、废硅砖、二氧化钍等耐高温材料,使制得的陶瓷砖具有优异的耐火性,耐火度高达1250℃,且强度高,耐磨损,耐化学腐蚀,抗开裂,可广泛适用于对耐火等级要求高的建筑物上。
具体实施方式
一种高耐火陶瓷砖,由以下重量(kg)的原料制成:方镁石48、蓝晶石42、硬水铝石34、三聚磷酸二氢铝16、硼化硅13、废硅砖12、二氧化钍3、聚甲基丙烯酸羟乙酯7、复合粘土19、α-烯基磺酸钠4、月桂酰胺丙基氧化胺1.5、元明粉2.5、新戊二醇1.5;
所述复合粘土的制备方法如下:
a、按质量比5:3:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥,混合均匀,粉碎,过200目筛,加水搅拌制成浓度为60%的浆液,再加入相当于浆液重量4%的亚甲基二萘磺酸钠、2.5%的土耳其红油、1%的透明质酸钠,水浴加热至50℃,3000r/min高速研磨20min,抽滤,烘干,待用;
b、按质量比称取2:1:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣,混合均匀,粉碎,过250目筛,待用;
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比3:1混合均匀,再加入相当于矿物粘土重量8%的聚丙烯酰胺、4%的羟丙基二淀粉磷酸酯、3%的硼砂,1500r/min高速分散10min,即得。
一种高耐火陶瓷砖的制备方法,包括以下步骤:
(1)取方镁石、蓝晶石、硬水铝石混合均匀,放入浓度为1mol/L的盐酸溶液中,水浴加热至85℃,保温1.5h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,再放入浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液中,水浴加热至85℃,保温0.5h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,烘干,680℃煅烧25min,继续升温至920℃,煅烧0.5h后再升温至1220℃,煅烧2h后取出并水淬,烘干,粉碎,过200目筛,待用;
(2)取废硅砖、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加水打浆制成浓度为50%的浆液,再加入α-烯基磺酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺、元明粉和新戊二醇,水浴加热至55℃,4000r/min高速研磨15min,然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为5%的颗粒,待用;
(3)将步骤(2)制得的颗粒与三聚磷酸二氢铝、硼化硅、二氧化钍混合均匀,然后加入聚甲基丙烯酸羟乙酯,搅拌混合14min,待用;
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在75MPa的压力下压制成型;
(5)将步骤(4)制得的坯体在55℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于2%,然后对干燥后的坯体进行浸釉;
(6)将步骤(5)制得的坯体在真空状态下以7℃/min的速率升温至780℃,保温1h,再以4℃/min的速率升温至1080℃,保温2.5h,再以3℃/min的速率降温至710℃,保温0.5h,然后在3.5MPa的Ar气氛下以6℃/min的速率升温至1250℃,保温3h,最后在2.5MPa的N2气氛下以5℃/min的速率降温至830℃,保温1.5h,再以3℃/min的速率升温至1040℃,保温2h,随炉冷却至常温,包装即得成品。
上述实施例所生产的陶瓷砖主要性能如下表所示:
项目 | 单位 | 检测结果 |
破坏强度 | N | 1967 |
断裂模数 | MPa | 45 |
吸水率 | % | 0.22 |
导热系数 | W/m·k | 9.4 |
热膨胀系数 | m/m·k | 6.7×10-6 |
耐火度 | ℃ | 1250 |
Claims (2)
1.一种高耐火陶瓷砖,其特征在于,由以下重量份的原料制成:方镁石41-53、蓝晶石 34-46、硬水铝石 27-39、三聚磷酸二氢铝 13-19、硼化硅 11-17、废硅砖10-15、二氧化钍2-4、聚甲基丙烯酸羟乙酯 5-8、复合粘土17-23、α-烯基磺酸钠 3-5、月桂酰胺丙基氧化胺1-2、元明粉2-3、新戊二醇1-2;
所述复合粘土的制备方法如下:
a、按质量比3-6:2-4:1称取苏州土、凹凸棒土和山泥,混合均匀,粉碎,过150-200目筛,加水搅拌制成浓度为50-60%的浆液,再加入相当于浆液重量3-6%的亚甲基二萘磺酸钠、2-4%的土耳其红油、1-2%的透明质酸钠,水浴加热至50-60℃,2000-3000r/min高速研磨20-30min,抽滤,烘干,待用;
b、按质量比称取2-3:1-2:1称取芳纶浆粕、玉米秸秆和甘蔗渣,混合均匀,粉碎,过200-300目筛,待用;
c、将上述步骤a制得的矿物粘土与步骤b制得的混合粉体按照质量比2-3:1混合均匀,再加入相当于矿物粘土重量5-10%的聚丙烯酰胺、3-6%的羟丙基二淀粉磷酸酯、2-4%的硼砂,1000-1500r/min高速分散10-15min,即得。
2.一种如权利要求1所述的高耐火陶瓷砖的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取方镁石、蓝晶石、硬水铝石混合均匀,放入浓度为1-2mol/L的盐酸溶液中,水浴加热至75-85℃,保温1-2h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,再放入浓度为1-2mol/L的氢氧化钠溶液中,水浴加热至80-90℃,保温0.5-1h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,烘干,660-720℃煅烧20-30min,继续升温至880-940℃,煅烧0.5-1h后再升温至1200-1250℃,煅烧1.5-2.5h后取出并水淬,烘干,粉碎,过150-200目筛,待用;
取废硅砖、复合粘土与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加水打浆制成浓度为45-50%的浆液,再加入α-烯基磺酸钠、月桂酰胺丙基氧化胺、元明粉和新戊二醇,水浴加热至50-55℃,3000-4000r/min高速研磨15-25min,然后将研磨后的浆料喷雾干燥含水量为4-6%的颗粒,待用;
(3)将步骤(2)制得的颗粒与三聚磷酸二氢铝 、硼化硅、二氧化钍混合均匀,然后加入聚甲基丙烯酸羟乙酯,搅拌混合12-18min,待用;
(4)将步骤(3)混合好的物料放入成型机中在70-80MPa的压力下压制成型;
(5)将步骤(4)制得的坯体在50-60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于2%,然后对干燥后的坯体进行浸釉;
(6)将步骤(5)制得的坯体在真空状态下以6-8℃/min的速率升温至750-810℃,保温1-2h,再以3-6℃/min的速率升温至1060-1120℃,保温2-3h,再以2-4℃/min的速率降温至680-740℃,保温0.5-1h,然后在3-4MPa的Ar气氛下以5-7℃/min的速率升温至1230-1270℃,保温3-4h,最后在2-3MPa的N2气氛下以4-6℃/min的速率降温至800-850℃,保温1-2h,再以2-4℃/min的速率升温至1020-1060℃,保温1.5-2.5h,随炉冷却至常温,包装即得成品。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150826 |