CN107200559A - 一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次将小麦淀粉与乙酸酐发生酯化反应，得到淀粉乙酸酯；然后将废瓷粉、助剂和水按比例混合球磨，再加入淀粉乙酸酯和阿拉伯胶作为凝固剂，继续球磨，得到浆料；最后将浆料浇筑成型、干燥和两段高温煅烧，得到利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷。本发明的建筑陶瓷，缓解了粘土等传统优质陶瓷原料的日益短缺问题，成本低廉，生产工艺简单，绿色环保。

Description

一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷及其制 备方法
技术领域
本发明属于建筑领域，尤其涉及一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷及其制备方法。
背景技术
传统建筑陶瓷大多采用干压成型工艺，在制备过程中不仅需要使用大吨位压机、喷雾塔等大功率设备，而且生产过程中会产生粉尘、噪音等污染。
湿法浇注成型采用非孔模具，利用浆料内部或少量外加剂的化学反应作用使陶瓷浆料原位凝固形成坯体，获得具有良好的微观均匀性和较高密度的生坯，从而可显著提高材料可靠性。这种新型的成型工艺具有可控性，成本低，适用范围广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷及其制备方法。
为了实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：
一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次将小麦淀粉与乙酸酐发生酯化反应，得到淀粉乙酸酯；然后将废瓷粉、助剂和水按比例混合球磨，再加入淀粉乙酸酯和阿拉伯胶作为凝固剂，继续球磨，得到浆料；最后将浆料浇筑成型、干燥和两段高温煅烧，得到利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷。
所述的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到200-250目的粉末，待用；
（2）将小麦淀粉充分干燥，加入到8-10倍重量份的DMF，在搅拌的条件下升温到130-140℃，恒温磁力搅拌4-5h，降温到60-65℃，依次滴加0.9-1.1倍重量份的乙酸酐和3-4倍重量份的吡啶，滴加完后升高温度至90-100℃，恒温磁力搅拌反应10-12h，冷却，倾入10-15℃的水中沉淀，过滤、洗涤至中性，干燥，得到淀粉乙酸酯；
（3）将废瓷粉、聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚萘甲醛磺酸钠盐和水以1：0.006-0.008：0.003-0.004：0.002-0.003：0.55-0.62的质量比混合，加入到球磨机中，球磨机转速为400-500r/min的条件下球磨混合30-40min，加入淀粉乙酸酯和阿拉伯胶，继续球磨80-100min，得到浆料；
（4）将浆料通过真空除泡后，迅速注入模具内，振捣60-90s，置于70-80℃的静停室中恒温静停固化4-5h，脱模；将脱模后的坯体在110-120℃的烘箱中干燥50-60min，自然冷却，修坯，将胚体放入马弗炉中，以4-5℃/min的升温速率程序升温至900-950℃，保温30-40min，继续以4-5℃/min的升温速率程序升温至1150-1200℃，保温100-120min，自然冷却至室温，得到一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷。
所述的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（3）中废瓷粉、淀粉乙酸酯和阿拉伯胶的质量比为1：0.008-0.010：0.006-0.008。
所述的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）的马弗炉高温煅烧的环境为大气氛围。
通过上述的技术方案，本发明的有益效果是：
本发明将小麦淀粉与乙酸酐发生酯化反应，得到淀粉乙酸酯；采用废瓷粉代替传统陶瓷原料，利用废瓷粉的瘠性性能，以淀粉乙酸酯和阿拉伯胶为复合凝固剂，采用湿法浇注成型工艺代替传统的干粉压制成型工艺制备建筑陶瓷；一方面不仅避免了高能耗高压设备的使用，而且减少了生产过程中粉尘、噪音等污染；另一方面以废瓷粉制备建筑陶瓷，不仅缓解了粘土等传统优质陶瓷原料的日益短缺问题，而且成本低廉，带来更高的经济效益。本发明加入聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚萘甲醛磺酸钠盐等助剂，牢固地吸附废瓷粉颗粒表面，产生双电层，双电层效应使废瓷粉颗粒在浆料中分散，避免再凝聚，从而降低了浆料的黏度。本发明以淀粉乙酸酯和阿拉伯胶为复合凝固剂，淀粉乙酸酯和阿拉伯胶的吸水后高度膨胀后，分子链随即展开，裸露的多种基团、各极性基团与极性水分子以氢键或偶极作用力互相制约，形成凝胶结构，包覆在废瓷粉颗粒的表面，起到粘结剂的作用。因淀粉乙酸酯和阿拉伯胶吸收浆料中的水分子而膨胀，从而发生吸水糊化，陶瓷浆料粘度逐渐升高，相邻的淀粉乙酸酯和阿拉伯胶相互接近，形成一定的物理化学键，使得瓷粉颗粒相互连接造成陶瓷坯体固化成型。本发明的建筑陶瓷，缓解了粘土等传统优质陶瓷原料的日益短缺问题，成本低廉，生产工艺简单，绿色环保。
具体实施方式
本实施例的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷，其由如下步骤制备而成：
（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到200目的粉末，待用；
（2）将小麦淀粉充分干燥，加入到10倍重量份的DMF，在搅拌的条件下升温到140℃，恒温磁力搅拌5h，降温到65℃，依次滴加1.1倍重量份的乙酸酐和4倍重量份的吡啶，滴加完后升高温度至100℃，恒温磁力搅拌反应12h，冷却，倾入15℃的水中沉淀，过滤、洗涤至中性，干燥，得到淀粉乙酸酯；
（3）将废瓷粉、聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚萘甲醛磺酸钠盐和水以1：0.008：0.004：0.003：0.58的质量比混合，加入到球磨机中，球磨机转速为500r/min的条件下球磨混合40min，加入淀粉乙酸酯和阿拉伯胶，继续球磨100min，得到浆料；
（4）将浆料通过真空除泡后，迅速注入模具内，振捣60s，置于80℃的静停室中恒温静停固化5h，脱模；将脱模后的坯体在120℃的烘箱中干燥60min，自然冷却，修坯，将胚体放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率程序升温至950℃，保温40min，继续以5℃/min的升温速率程序升温至1200℃，保温120min，自然冷却至室温，得到一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷。
本实施例的步骤（3）中废瓷粉、淀粉乙酸酯和阿拉伯胶的质量比为1：0.010：0.008。
本实施例的步骤（4）的马弗炉高温煅烧的环境为大气氛围。

Claims (4)

1.一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次将小麦淀粉与乙酸酐发生酯化反应，得到淀粉乙酸酯；然后将废瓷粉、助剂和水按比例混合球磨，再加入淀粉乙酸酯和阿拉伯胶作为凝固剂，继续球磨，得到浆料；最后将浆料浇筑成型、干燥和两段高温煅烧，得到利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷。
2.根据权利要求书1所述的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到200-250目的粉末，待用；
（2）将小麦淀粉充分干燥，加入到8-10倍重量份的DMF，在搅拌的条件下升温到130-140℃，恒温磁力搅拌4-5h，降温到60-65℃，依次滴加0.9-1.1倍重量份的乙酸酐和3-4倍重量份的吡啶，滴加完后升高温度至90-100℃，恒温磁力搅拌反应10-12h，冷却，倾入10-15℃的水中沉淀，过滤、洗涤至中性，干燥，得到淀粉乙酸酯；
（3）将废瓷粉、聚丙烯酸钠、木质素磺酸钠、聚萘甲醛磺酸钠盐和水以1：0.006-0.008：0.003-0.004：0.002-0.003：0.55-0.62的质量比混合，加入到球磨机中，球磨机转速为400-500r/min的条件下球磨混合30-40min，加入淀粉乙酸酯和阿拉伯胶，继续球磨80-100min，得到浆料；
（4）将浆料通过真空除泡后，迅速注入密封模具内，振捣60-90s，置于70-80℃的静停室中恒温静停固化4-5h，脱模；将脱模后的坯体在110-120℃的烘箱中干燥50-60min，自然冷却，修坯，将胚体放入马弗炉中，以4-5℃/min的升温速率程序升温至900-950℃，保温30-40min，继续以4-5℃/min的升温速率程序升温至1150-1200℃，保温100-120min，自然冷却至室温，得到一种利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷。
3.根据权利要求书2所述的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（3）中废瓷粉、淀粉乙酸酯和阿拉伯胶的质量比为1：0.008-0.010：0.006-0.008。
4.根据权利要求书2所述的利用酯化淀粉和废瓷粉湿法浇筑成型的建筑陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤（4）的马弗炉高温煅烧的环境为大气氛围。
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