CN107056250A - 一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法 - Google Patents

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王吉鹏
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/1305—Organic additives

Abstract

一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，涉及木质陶瓷制备技术领域，本发明包括：麦秸秆的破碎、原料的混合、木质陶瓷素胚的制备、素胚的热压成型及烧结。本发明制得的凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料，不仅具有普通木质陶瓷的性能，还可以避免秸秆木质陶瓷素胚碳化过程中产生的形变、开裂现象，抑制挥发物的产生，增加制得的秸秆木质陶瓷的韧性，同时降低成本。

Description

一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种木质陶瓷材料的制备方法，具体涉及一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法。
背景技术
木质陶瓷材料是一种以木质材料为原料，通过有机向无机的转变，获得的具有一定木质结构性能和某些独特性能的新型陶瓷材料，目前，木质陶瓷普遍的制造方法是木粉无胶热压碳化或木粉浸渍树脂碳化两种，但是容易导致素坯碳化过程中产生较大的收缩，进而变形或开裂，且制得的木质陶瓷的韧性也较差，再加上木粉的价格较高，导致生产成本过高。
农作物秸秆是一种普遍的资源，虽然近些年废弃秸秆回收再利用得到社会的广泛重视，但仍存在将近30％的秸秆资源没有被充分利用，还在使用焚烧处理，这种落后的处理方式不仅使土地里微生物减少，还严重污染了空气，使泥土变硬板结，增加了化肥的用量。
发明内容
根据现有技术中存在的问题，本发明提供一种环保、高性能、低成本的凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法。
本发明采用以下技术方案：
一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将秸秆置于烘箱中直至干燥后取出，用高速粉碎机对秸秆进行破碎，过60目筛网，再过100目筛网，既得秸秆粉末；
步骤二：按质量份数计，将8份秸秆粉末、4份凹凸棒石粉混合均匀，既得混合粉末；
步骤三：按质量份数计，向步骤二制得的混合粉末中依次加入6份热固性酚醛树脂、3份六次甲基四胺、6份分析纯酒精，并快速搅拌混合均匀，既得混合糊料；
步骤四：将混合糊料放置24小时，然后放入烘箱80℃下干燥1h，得到干燥的混合糊料；
步骤五：将干燥的混合糊料放入模具进行热压后脱模，既得木质陶瓷素胚；
步骤六：将木质陶瓷素胚进行烧结，既得凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料。
优选的，所述的秸秆为麦秸秆。
优选的，步骤五中所述的模具需预热20min并涂脱模剂。
优选的，步骤五中所述的热压的温度100-150℃，压制时需先将压力加至4Mpa，保持15s，再将压力加至8Mpa，保持15s，再将压力加至12Mpa，保持40min。
优选的，步骤六中所述的烧结是将木质陶瓷素胚置于氮气保护条件下，用高温管式炉，温度0-350℃间时，升温速度2℃/min，温度350-600℃间时，升温速度3℃/min，温度600-1200℃间时，升温速度5℃/min，随后降温至700-800℃，保温2h。
本发明的有益效果在于：
1)采用秸秆作为原料，是对秸秆资源的回收再利用，在一定程度上降低了焚烧秸秆造成的大气污染。
2)秸秆的纤维含量很高，采用秸秆作为原料制得的木质陶瓷材料比用木粉做原料制得的性能更优秀，且成本更低。
3)凹凸棒石是一种有特殊层链状分子结构的含水富镁铝硅酸盐矿物，在我国储量丰富，占世界储量的50％以上，其具有天然一维纳米棒晶结构，这种结构决定了它是可以制造聚合物纳米复合材料的一种优秀选择,可以在纳米增强和微米填充两个方面上与聚合物进行复合从而提高有机材料的各项性能，将其作为本发明的原料可以避免秸秆木质陶瓷素胚碳化过程中产生的收缩、变形、开裂现象，抑制挥发物的产生，增加制得的秸秆木质陶瓷的韧性，同时降低成本。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将秸秆置于烘箱中直至干燥后取出，用高速粉碎机对秸秆进行破碎，过60目筛网，再过100目筛网，既得秸秆粉末；
步骤二：按质量份数计，将8份秸秆粉末、4份凹凸棒石粉混合均匀，既得混合粉末；
步骤三：按质量份数计，向步骤二制得的混合粉末中依次加入6份热固性酚醛树脂、3份六次甲基四胺、6份分析纯酒精，并快速搅拌混合均匀，既得混合糊料；
步骤四：将混合糊料放置24小时，然后放入烘箱80℃下干燥1h，得到干燥的混合糊料；
步骤五：将干燥的混合糊料放入模具进行热压后脱模，既得木质陶瓷素胚；
步骤六：将木质陶瓷素胚进行烧结，既得凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料。
所述的秸秆为麦秸秆。
步骤五中所述的模具需预热20min并涂脱模剂，所述的热压的温度100-150℃，压制时需先将压力加至4Mpa，保持15s，再将压力加至8Mpa，保持15s，再将压力加至12Mpa，保持40min。
步骤六中所述的烧结是将木质陶瓷素胚置于氮气保护条件下，用高温管式炉，温度0-350℃间时，升温速度2℃/min，温度350-600℃间时，升温速度3℃/min，温度600-1200℃间时，升温速度5℃/min，随后降温至700-800℃，保温2h。

Claims (5)

1.一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将秸秆置于烘箱中直至干燥后取出，用高速粉碎机对秸秆进行破碎，过60目筛网，再过100目筛网，既得秸秆粉末；
步骤二：按质量份数计，将8份秸秆粉末、4份凹凸棒石粉混合均匀，既得混合粉末；
步骤三：按质量份数计，向步骤二制得的混合粉末中依次加入6份热固性酚醛树脂、3份六次甲基四胺、6份分析纯酒精，并快速搅拌混合均匀，既得混合糊料；
步骤四：将混合糊料放置24小时，然后放入烘箱80℃下干燥1h，得到干燥的混合糊料；
步骤五：将干燥的混合糊料放入模具进行热压后脱模，既得木质陶瓷素胚；
步骤六：将木质陶瓷素胚进行烧结，既得凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：所述的秸秆为麦秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤五中所述的模具需预热20min并涂脱模剂。
4.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤五中所述的热压的温度100-150℃，压制时需先将压力加至4Mpa，保持15s，再将压力加至8Mpa，保持15s，再将压力加至12Mpa，保持40min。
5.根据权利要求1所述的一种凹凸棒石与秸秆复合的木质陶瓷材料的制备方法，其特征在于：步骤六中所述的烧结是将木质陶瓷素胚置于氮气保护条件下，用高温管式炉，温度0-350℃间时，升温速度2℃/min，温度350-600℃间时，升温速度3℃/min，温度600-1200℃间时，升温速度5℃/min，随后降温至700-800℃，保温2h。
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