CN105254282A - 一种建筑陶瓷材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑陶瓷材料的制备方法，该制备方法是：锆醇盐及钛醇盐溶于一定浓度的硫酸中，搅拌同时依次缓慢加入硫酸铝、硫酸镁及硫酸锌，经搅拌，发生水解、聚合反应生成复合前驱体A；在复合前驱体溶液A中加入磷酸，搅拌一段时间后，加入质量浓度30%的液碱溶液调节pH值至中性，得到混合溶液B；在混合溶液B中加入透辉石及高岭土，经搅拌、过滤得到湿滤饼C；湿滤饼经干燥、热处理得到结构有序的陶瓷材料。本发明结合化学制备技术，制备了锆钛铝镁锌基复合前驱体，经热处理得到的陶瓷材料具有良好的微观结构及优异性能，本发明采用的化学制备技术可推广用于制备其他多功能复合陶瓷。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料制备技术，特别是一种含磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化锌、透辉石及高岭土的建筑陶瓷材料的制备方法。
背景技术
陶瓷作为一种优异的建筑材料，具有多种广泛用途，如在生活用品、建筑材料、机械加工材料等。陶瓷材料具有诸多使用优点，如美观大方、耐酸碱、耐高温等。氧化锆是陶瓷材料中常见的组份，具有良好的抗折强度，被誉为“陶瓷钢”，但其比重较大，通常会增加成品的重量。磷酸锆最为一种新型的陶瓷材料，具有高强度、耐高温、致密稳定、低膨胀等特点，受到了陶瓷界越来越多的重视，但磷酸锆陶瓷也存在一些缺陷，如烧结温度高，通常1600oC也很难烧结，力学强度较低等。CN1844042A报道了一种磷酸锆陶瓷的制备方法，采用氧化镁、氧化铝、氧化硅作为烧结助剂，与磷酸锆粉体混合烧结。
化学制备技术是一种将有机材料与无机材料结合的一种有效方法，具有低成本、可调控多种复合材料功能及组份、适于批量生产等诸多优势，涉及无机材料、有机材料、复合材料等众多领域。CN102351532A报道了氧化锆和氧化铝复合陶瓷的制备方法，通过自组装技术合成复合物，经过低温热处理得到复合陶瓷材料。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种建筑陶瓷的制备方法。结合化学制备技术，制备结构有序、性能优异的含氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、磷酸锆、高岭土及透辉石的建筑陶瓷。
本发明的技术解决方案是：锆醇盐及钛醇盐溶于一定浓度的硫酸中，搅拌同时依次缓慢加入硫酸铝、硫酸镁及硫酸锌，经搅拌，发生水解、聚合反应生成复合前驱体A；在复合前驱体溶液A中加入磷酸，搅拌一段时间后，加入质量浓度30%的液碱溶液调节pH值至中性，得到混合溶液B；在混合溶液B中加入透辉石及高岭土，经搅拌、过滤得到湿滤饼C；湿滤饼经干燥、热处理得到结构有序的陶瓷材料。
本发明与现有技术相比，其显著优点：其一、在化学合成过程中，有机锆醇盐、钛醇盐、硫酸铝、硫酸镁及硫酸锌经酸解、化学聚合，形成稳定的锆钛铝镁锌基复合前驱体，有助于形成含氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化镁及氧化锌的陶瓷材料；其二、得到的陶瓷材料中，磷酸锆、氧化锆、氧化钛、氧化铝、氧化镁及氧化锌均匀分散于透辉石及高岭土中，具有良好的微观结构；其三、该化学制备技术可推广用于制备其他多功能复合陶瓷。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
实施例1：依以下步骤制备陶瓷材料
步骤1：将100g质量浓度为80%的正丁醇锆Zr(OC4H9)4及7g正丁醇钛Ti(OC4H9)4溶于400g质量浓度80%的浓硫酸H2SO4中，机械剧烈搅拌，依次缓慢加入7.2g无水硫酸铝Al2(SO4)3、2.6g七水合硫酸镁MgSO4·7H2O和3.0g七水合硫酸锌ZnSO4·7H2O，搅拌3h得到复合前驱体溶液A；
步骤2：在复合前驱体溶液A中加入3g磷酸H3PO4，搅拌2h后，加入质量浓度30%的液碱NaOH溶液调节pH值至中性，得到混合溶液B；
步骤3：在混合溶液B中加入30g粉状透辉石及60g高岭土，搅拌6h后，过滤得到湿滤饼C；
步骤4：湿滤饼C经110oC干燥12h,1000oC热处理8h得到结构有序的陶瓷材料。
实施例2：依以下步骤制备陶瓷材料
步骤1：将100g质量浓度为80%的正丁醇锆Zr(OC4H9)4及3.5g正丁醇钛Ti(OC4H9)4溶于300g质量浓度80%的浓硫酸H2SO4中，机械剧烈搅拌，依次缓慢加入3.6g无水硫酸铝Al2(SO4)3、0.5g七水合硫酸镁MgSO4·7H2O和0.6g七水合硫酸锌ZnSO4·7H2O，搅拌1.5h得到复合前驱体溶液A；
步骤2：在复合前驱体溶液A中加入5g磷酸H3PO4，搅拌1h后，加入质量浓度30%的液碱NaOH溶液调节pH值至中性，得到混合溶液B；
步骤3：在混合溶液B中加入10g粉状透辉石及30g高岭土，搅拌3h后，过滤得到湿滤饼C；
步骤4：湿滤饼C经150oC干燥8h,800oC热处理12h得到结构有序的陶瓷材料。
实施例3：依以下步骤制备陶瓷材料
步骤1：将100g质量浓度为80%的正丁醇锆Zr(OC4H9)4及5.0g正丁醇钛Ti(OC4H9)4溶于350g质量浓度80%的浓硫酸H2SO4中，机械剧烈搅拌，依次缓慢加入5.0g无水硫酸铝Al2(SO4)3、1.25g七水合硫酸镁MgSO4·7H2O和1.5g七水合硫酸锌ZnSO4·7H2O，搅拌2h得到复合前驱体溶液A；
步骤2：在复合前驱体溶液A中加入4g磷酸H3PO4，搅拌1.5h后，加入质量浓度30%的液碱NaOH溶液调节pH值至中性，得到混合溶液B；
步骤3：在混合溶液B中加入20g粉状透辉石及50g高岭土，搅拌4h后，过滤得到湿滤饼C；
步骤4：湿滤饼C经130oC干燥10h,900oC热处理10h得到结构有序的陶瓷材料。
Claims (5)
1.一种建筑陶瓷材料的制备方法，其特征在于：该制备方法是：将一定量质量浓度80%的正丁醇锆Zr(OC4H9)4及正丁醇钛Ti(OC4H9)4溶于一定量质量浓度为80%的浓硫酸H2SO4中，机械剧烈搅拌，依次缓慢加入无水硫酸铝Al2(SO4)3、七水合硫酸镁MgSO4·7H2O和七水合硫酸锌ZnSO4·7H2O，搅拌1.5h-3h，得到复合前驱体溶液A；在复合前驱体溶液A中加入一定量磷酸H3PO4，搅拌1h-2h后，加入质量浓度30%的液碱NaOH溶液调节pH值至中性，得到混合溶液B；在混合溶液B中加入粉状透辉石及高岭土，搅拌1h-3h、过滤得到湿滤饼C；湿滤饼C经干燥、热处理后得到结构有序的陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的复合前驱体溶液A中Zr(OC4H9)4的质量与质量浓度为80%浓硫酸的质量比为1:3-1:4；所述的Ti(OC4H9)4、Al2(SO4)3、MgSO4·7H2O及ZnSO4·7H2O分别占Zr(OC4H9)4的摩尔比为5%-10%、5%-10%、1%-5%、1%-5%。
3.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的H3PO4占Zr(OC4H9)4的质量比例为3%-5%。
4.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的溶液B中透辉石及高岭土分别占Zr(OC4H9)4的质量比例为10%-30%和30%-60%。
5.根据权利要求1所述的一种建筑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的湿滤饼干燥温度控制110oC-150oC，时间控制8h-12h，热处理温度控制800oC-1000oC，时间控制8h-12h。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Inventor after: Tian Guiyang Inventor before: Ji Hongjun |
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Effective date of registration: 20171010 Address after: 276000, Shandong Province, Luozhuang District, Linyi City, Zhuang Street, Peng Zhuang community, old 206 Country Road East Applicant after: Linyi Shengshi Ceramics Co. Ltd Applicant after: Linyi Shengyuan Ceramic Co. Ltd. Address before: A small road in Yuhuatai District of Nanjing City, Jiangsu province 210000 City family No. 58 2-505 Applicant before: Ji Hongjun |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20171107 Termination date: 20191112 |