CN106630961A - 一种高强度建筑复合陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度建筑复合陶瓷材料及其制备方法，包括由以下重量份的原料制备而成：赤泥20‑35份、正丁醇锆20‑30份、硅灰石15‑30份、陶土10‑20份、工业废料8‑15份、增强纤维13‑23份、聚丁二烯环氧树脂20‑35份、焦宝石8‑12份、邻苯二甲酸二丁酯9‑15份、聚乙二醇3‑7份、氧化铝10‑16份、陶瓷颜料5‑10份、表面活性剂10‑12份、无毒性增塑剂5‑10份。本发明采用赤泥、正丁醇锆、硅灰石、陶土、工业废料、聚丁二烯环氧树脂、焦宝石、邻苯二甲酸二丁酯有效配比，增强陶瓷强度高、致密性好、具有优异的综合性能，有良好的抗氧化、抗腐蚀的功效，使用效果好，而且环保，无毒无味。生产成本较低、易于规模生产，可制作多种造型及纹理，节约矿产资源；价格低廉、生产工艺简单。

Description

一种高强度建筑复合陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制作技术领域，具体涉及一种高强度建筑复合陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷材料具有诸多优点，如美观大方、耐酸碱、耐高温等，在日用品、建材、机械加工等众多领域具有广泛用途。氧化铝和氧化锆是陶瓷材料中常见的两种组份，氧化铝具有比重低、耐高温等优异性能，在陶瓷材料领域具有广泛应用，但其抗折强度和断裂韧性较低；氧化锆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。氧化锆和氧化铝两者的有机结合，制备复合陶瓷材料技术受到了越来越多的重视。
现有陶瓷主要由瓷土和粘土烧制而成。由于瓷土的地域性和大量开采，其资源越来越受限，因此如何解决瓷土资源匮乏的问题成了本行业的一个重要研究课题。
陶瓷是人类生产过程中发展的高级材料，其具有良好的化学稳定性和观赏性。现代工业在传统工艺的基础上对陶瓷制品已经进行了大量的研究和实验，其中以铝化合物和硅化合物为主要成份的陶瓷产品研究最为深入，并且使其研究的领域较多地集中于上述范围内，从而限制陶瓷产品的发展。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种高强度建筑复合陶瓷材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高强度建筑复合陶瓷材料及其制备方法，包括由以下重量份的原料制备而成：赤泥20-35份、正丁醇锆20-30份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、增强纤维13-23份、聚丁二烯环氧树脂20-35份、焦宝石8-12份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、氧化铝10-16份、陶瓷颜料5-10份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份。
进一步地，所述工业废料为废矿粉料、废陶瓷渣或焚烧灰渣。
进一步地，所述增强纤维为羟乙基纤维素、陶瓷纤维或氧化铝纤维。
进一步地，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
进一步地，一种高强度建筑复合陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将赤泥20-35份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、焦宝石8-12份通过破碎机破碎之后，入球磨机研磨4-6h，得到混合粉料；
S2、将正丁醇锆20-30份、氧化铝10-16份加入到浓度为70%的硝酸中，搅拌水解聚合反应生成聚合物；
S3、将聚丁二烯环氧树脂20-35份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份加入一定量水，加热温度为40-60℃下搅拌1.5-2.5h,得到混合溶液；
S4、将步骤S3所得混合溶液和步骤S2得到聚合物混合，冷却之后，加入步骤S1得到混合粉料、增强纤维13-23份和陶瓷颜料5-10份；充分搅拌均匀，过滤之后在温度为100-160℃下干燥10h，然后进行入窑炉 1200 -1600℃烧制，反复保温降温几次，最后冷却得到建筑复合陶瓷材料。
进一步地，一种高强度建筑复合陶瓷材料，包括由以下重量份的原料制备而成：赤泥20-35份、正丁醇锆20-30份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、增强纤维13-23份、聚丁二烯环氧树脂20-35份、焦宝石8-12份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、氧化铝10-16份、陶瓷颜料5-10份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份。
本发明采用赤泥、正丁醇锆、硅灰石、陶土、工业废料、聚丁二烯环氧树脂、焦宝石、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇、氧化铝、陶瓷颜料、表面活性剂、无毒性增塑剂有效配比，增强陶瓷强度高、致密性好、具有优异的综合性能，有良好的抗氧化、抗腐蚀的功效，使用效果好，而且环保，无毒无味。生产成本较低、易于规模生产，可制作多种造型及纹理，节约矿产资源；价格低廉、生产工艺简单，适合规模化生产；其破坏强度≥ 1080N，断裂模数≥35MPa，强度高，经久耐用，满足市场需求；该方法制备工艺可推广用于制备多功能及组份陶瓷。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明包括由以下重量份的原料制备而成：赤泥20-35份、正丁醇锆20-30份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、增强纤维13-23份、聚丁二烯环氧树脂20-35份、焦宝石8-12份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、氧化铝10-16份、陶瓷颜料5-10份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份。
所述工业废料为废矿粉料、废陶瓷渣或焚烧灰渣。
所述增强纤维为羟乙基纤维素、陶瓷纤维或氧化铝纤维。
所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
一种高强度建筑复合陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将赤泥20-35份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、焦宝石8-12份通过破碎机破碎之后，入球磨机研磨4-6h，得到混合粉料；
S2、将正丁醇锆20-30份、氧化铝10-16份加入到浓度为70%的硝酸中，搅拌水解聚合反应生成聚合物；
S3、将聚丁二烯环氧树脂20-35份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份加入一定量水，加热温度为40-60℃下搅拌1.5-2.5h,得到混合溶液；
S4、将步骤S3所得混合溶液和步骤S2得到聚合物混合，冷却之后，加入步骤S1得到混合粉料、增强纤维13-23份和陶瓷颜料5-10份；充分搅拌均匀，过滤之后在温度为100-160℃下干燥10h，然后进行入窑炉 1200 -1600℃烧制，反复保温降温几次，最后冷却得到建筑复合陶瓷材料。
实施例1：
一种高强度建筑复合陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将赤泥35份、硅灰石30份、陶土20份、工业废料15份、焦宝石12份通过破碎机破碎之后，入球磨机研磨6h，得到混合粉料；
S2、将正丁醇锆30份、氧化铝16份加入到浓度为70%的硝酸中，搅拌水解聚合反应生成聚合物；
S3、将聚丁二烯环氧树脂35份、邻苯二甲酸二丁酯15份、聚乙二醇7份、表面活性剂12份、无毒性增塑剂10份加入一定量水，加热温度为60℃下搅拌2.5h,得到混合溶液；
S4、将步骤S3所得混合溶液和步骤S2得到聚合物混合，冷却之后，加入步骤S1得到混合粉料、增强纤维23份和陶瓷颜料10份；充分搅拌均匀，过滤之后在温度为160℃下干燥10h，然后进行入窑炉1350℃烧制，反复保温降温几次，最后冷却得到建筑复合陶瓷材料。
实施例2：
一种高强度建筑复合陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将赤泥20份、硅灰石15份、陶土10份、工业废料8份、焦宝石8份通过破碎机破碎之后，入球磨机研磨4h，得到混合粉料；
S2、将正丁醇锆20份、氧化铝10份加入到浓度为70%的硝酸中，搅拌水解聚合反应生成聚合物；
S3、将聚丁二烯环氧树脂20份、邻苯二甲酸二丁酯9份、聚乙二醇3份、表面活性剂10份、无毒性增塑剂5份加入一定量水，加热温度为40℃下搅拌1.5h,得到混合溶液；
S4、将步骤S3所得混合溶液和步骤S2得到聚合物混合，冷却之后，加入步骤S1得到混合粉料、增强纤维13份和陶瓷颜料5份；充分搅拌均匀，过滤之后在温度为100℃下干燥10h，然后进行入窑炉 1300℃烧制，反复保温降温几次，最后冷却得到建筑复合陶瓷材料。
实施例3：
一种高强度建筑复合陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将赤泥29份、硅灰石22份、陶土15份、工业废料11份、焦宝石11份通过破碎机破碎之后，入球磨机研磨5h，得到混合粉料；
S2、将正丁醇锆28份、氧化铝15份加入到浓度为70%的硝酸中，搅拌水解聚合反应生成聚合物；
S3、将聚丁二烯环氧树脂27份、邻苯二甲酸二丁酯11份、聚乙二醇5份、表面活性剂11份、无毒性增塑剂7份加入一定量水，加热温度为45℃下搅拌1.7h,得到混合溶液；
S4、将步骤S3所得混合溶液和步骤S2得到聚合物混合，冷却之后，加入步骤S1得到混合粉料、增强纤维15份和陶瓷颜料5份；充分搅拌均匀，过滤之后在温度为150℃下干燥10h，然后进行入窑炉 1330℃烧制，反复保温降温几次，最后冷却得到建筑复合陶瓷材料。
本发明采用赤泥、正丁醇锆、硅灰石、陶土、工业废料、聚丁二烯环氧树脂、焦宝石、邻苯二甲酸二丁酯、聚乙二醇、氧化铝、陶瓷颜料、表面活性剂、无毒性增塑剂有效配比，增强陶瓷强度高、致密性好、具有优异的综合性能，有良好的抗氧化、抗腐蚀的功效，使用效果好，而且环保，无毒无味。生产成本较低、易于规模生产，可制作多种造型及纹理，节约矿产资源；价格低廉、生产工艺简单，适合规模化生产；其破坏强度≥ 1080N，断裂模数≥35MPa，强度高，经久耐用，满足市场需求；该方法制备工艺可推广用于制备多功能及组份陶瓷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高强度建筑复合陶瓷材料，其特征在于，包括由以下重量份的原料制备而成：赤泥20-35份、正丁醇锆20-30份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、增强纤维13-23份、聚丁二烯环氧树脂20-35份、焦宝石8-12份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、氧化铝10-16份、陶瓷颜料5-10份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度建筑复合陶瓷材料，其特征在于，所述工业废料为废矿粉料、废陶瓷渣或焚烧灰渣。
3.根据权利要求1所述的一种高强度建筑复合陶瓷材料，其特征在于，所述增强纤维为羟乙基纤维素、陶瓷纤维或氧化铝纤维。
4.根据权利要求1所述的一种高强度建筑复合陶瓷材料，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种高强度建筑复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将赤泥20-35份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、焦宝石8-12份通过破碎机破碎之后，入球磨机研磨4-6h，得到混合粉料；
S2、将正丁醇锆20-30份、氧化铝10-16份加入到浓度为70%的硝酸中，搅拌水解聚合反应生成聚合物；
S3、将聚丁二烯环氧树脂20-35份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份加入一定量水，加热温度为40-60℃下搅拌1.5-2.5h,得到混合溶液；
S4、将步骤S3所得混合溶液和步骤S2得到聚合物混合，冷却之后，加入步骤S1得到混合粉料、增强纤维13-23份和陶瓷颜料5-10份；充分搅拌均匀，过滤之后在温度为100-160℃下干燥10h，然后进行入窑炉 1200 -1600℃烧制，反复保温降温几次，最后冷却得到建筑复合陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的一种高强度建筑复合陶瓷材料，其特征在于，包括由以下重量份的原料制备而成：赤泥20-35份、正丁醇锆20-30份、硅灰石15-30份、陶土10-20份、工业废料8-15份、增强纤维13-23份、聚丁二烯环氧树脂20-35份、焦宝石8-12份、邻苯二甲酸二丁酯9-15份、聚乙二醇3-7份、氧化铝10-16份、陶瓷颜料5-10份、表面活性剂10-12份、无毒性增塑剂5-10份。
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