CN107602106A

CN107602106A - 一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板及其制备方法

Info

Publication number: CN107602106A
Application number: CN201711047312.8A
Authority: CN
Inventors: 黄聿新; 黄昭烨
Original assignee: Guangxi Xu Teng Industry Group Co Ltd
Current assignee: Guangxi Xu Teng Industry Group Co Ltd
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2018-01-19

Abstract

本发明提供一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板，由以下组分制成：钾钠长石、陶瓷废渣、石墨烯、蛭石、高温助溶剂、膨胀石墨、氧化锆、粘土、稳定剂和解胶剂。以钾钠长石和陶瓷废渣作为基材，添加石墨烯、蛭石，使板材更具有轻质高强、保温隔热性，提高板材的防火绝缘耐候等性能，使用膨胀石墨作为发泡剂，采用高温发泡工艺，能更好的控制板材的密度和气孔分布与孔径，达到较好的保温和质轻效果，制得具有显著抗老化、抗腐蚀、隔热保温、隔音、防水抗渗、防火耐火、轻质高强、不开裂、绿色环保等综合性能于一体的发泡轻质墙板。

Description

一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑新材料技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源的需求不断增加。一方面，人们致力于开发新能源，另一方面，人们采用节能措施，采用节能材料以实现节能。近年来。人们一直致力于隔热保温材料的开发。传统混凝土加气块、页岩空心砖、陶粒混凝土墙板应用在建筑内外墙体隔墙时，存在体积大、占用建筑空间多、自身重量重、需要湿法零星砌筑施工，墙体表面需要水泥砂浆批趟找平，需要使用大量的石沙和水泥。重要的是还要增加保温隔热层安装，施工工序繁琐、大大增加建筑施工造价，造成大量人工、材料资源的浪费。更重要的是以上传统建筑使用的墙体材料造成的建筑垃圾不能百分百循环回收再利用，不但施工繁琐工程造价昂贵，而且因为建筑外墙多层次施工安装所带来的外墙质量使用寿命短暂问题严重，一旦外墙水泥批趟面和保温隔热装饰层脱落，其安全隐患巨大，造成生命财产的损失不可估量。

墙体保温材料是近年来发展的新型墙体保温材料，其作用在于节约材料的同时，能够提高墙体保温性能，并能节约资源，减少环境污染。发泡陶瓷保温板一般是以陶土尾矿，陶瓷碎片，河道淤泥，掺假料等作为主要原料，采用先进的生产工艺和发泡技术经高温焙烧而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料。产品适用于建筑外墙保温，防火隔离带，建筑自保温冷热桥处理等。但现有的陶瓷保温材料的防火等级不够，不能够很好的起到防火效果。

申请号为201210345161.5的中国发明专利，公开了一种轻质闭孔陶瓷保温板，以磷尾矿、淤泥、长石、页岩、高岭土、黄砂、发泡剂制备而成，节约了能源，且具有质轻和保温的优势。但是在防火阻燃、稳定性和贴合性等性能上有待提高。申请号为201210085755.7的中国发明专利，公开了一种利用页岩制造的发泡陶瓷保温板，以粘土、黄矸、青矸、页岩和洗砂泥为原料制备而成，制备的板材在防火性能上得到了提高，但是在强度和质轻保温、耐火极限效果上性能以及与墙体基层的贴合方面有待提高。

发明内容

本发明的发明目的之一是，针对上述问题，提供一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板，采用钾钠长石和陶瓷废渣作为基材，且添加石墨烯与蛭石，提高保温板的强度硬度、保温性能、耐高温极限和阻燃性能；具有显著抗老化、抗腐蚀、隔热保温、隔音、防水抗渗、防火耐火、轻质高强、不开裂、绿色环保等综合性能。同时，使用膨胀石墨作为发泡剂，并采用高温烧结工艺，能更好的控制板材的密度和气孔分布，达到更好的稳定性、保温和质轻效果。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板，按重量百分比由以下组分制成：

钾钠长石15～90％、陶瓷废渣0～65％、石墨烯0.05～15％、蛭石0.05～15％、高温助溶剂0.05～15％、膨胀石墨0.05～5％、氧化锆0.05～20％、粘土0.05～10％、稳定剂0.05～5％、解胶剂0.05～5％。

作为一种优选的方案，按重量百分比，还包括重量百分比0.05～5％的镁盐晶须。

作为一种优选的方案，所述钾钠长石的化学成分为SiO₂＜65％，Al₂O₃＞8％，Fe₂O₃＜11％，K₂O＜5％,Na₂O＜5％,CaO＜5％，MgO＜2％，烧失量＜2％。

作为一种优选的方案，所述钾钠长石先进行预处理，具体步骤如下：将钾钠长石粉碎、干燥，然后加入1～5％氨水混合均匀，最后加入0.05～2％钛酸酯偶联剂和0.05～5％硅烷偶联剂搅拌20～40min，备用。

作为一种优选的方案，所述粘土为黄泥、红泥、锰泥和高岭土等中的一种或多种。

作为一种优选的方案，所述高温助熔剂为煅烧滑石、生滑石和萤石等中的一种或多种；

稳定剂为钇氧化物和铈氧化物中的一种或多种。。

作为一种优选的方案，所述钾钠长石先进行预处理，具体步骤如下：将钾钠长石粉碎、干燥，然后加入5～10％氨水混合均匀，最后加入1～3％钛酸酯偶联剂和1～5％硅烷偶联剂搅拌20～40min，备用。

本发明的发明目的之二是，提供一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的制备方法，分别采用干法和湿法工艺制备，采用高温发泡工艺，能够使得到的发泡陶瓷的空隙率比较高，进而使得到的发泡陶瓷的干密度比较小，这使得最终形成的发泡陶瓷材料具有轻质和保温的性能。

一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的湿法制备方法,包括以下步骤：

S1.原料准备：按各原料所占质量百分比称料；混合，用球磨机混料球磨3～15h，细度达到过250～300目筛全通过，最后放入储存仓中混合均化；

S2.喷雾造粒：将S1中制备的原料经喷雾干燥塔干燥成造粒料；

S3.布料烧成：将S2制备的造粒料经布料机均匀地分布于模具中，然后将模具悬空放入辊道窑或者隧道窑内，经900～1300℃高温烧结、发泡1～6h，保温30～90min，最后待窑炉冷却从中取出，得发泡陶瓷粗产品；

S4.切割成型：将S3制得的粗产品经过切割成形，即得发泡陶瓷成品。

作为一种优选的方案，步骤S3中，烧结过程采用分段保温的方式进行，烧结过程为：室温～900℃，升温速率为5～20℃/min；900℃～1000℃，升温速率为2～6℃/min，加热0.5～2h；发泡温度1000℃～1300℃，升温速率为1～5℃/min,发泡0.5～4h；最后，1300℃下保温30～60min后降温，降温速率为4～10℃/min。

一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的干法制备方法，包括以下步骤：

S1.混合干法立磨制粉：按各原料所占质量百分比称料，先将30％的钾钠长石与所有的其他原料预混合，经过混料机混合后，转入原料中转仓均化成预混合料；然后将预混合料与剩余的70％钾钠长石在横切面上按均匀配比，一同放入立磨机立磨，得到细度为250～300目全通过的立磨原料粉，转入过度均化仓；最后，通过造粒系统造粒、流化、干燥、筛选得到造原料；其中，混合机混合时间为10～300min，立磨混合时间为10～600min；

S2.布料：将S1制备的造粒料进行自动干燥布料，放入辊道窑或者隧道窑内，经900～1300℃高温烧结、发泡1～6h，保温30～90min，最后待窑炉冷却从中取出，得发泡陶瓷粗产品；

S3.切割成型：将S2制得的粗产品经过切割成形，即得发泡陶瓷成品。

所述发泡陶瓷保温墙板的体积密度为170-800kg/m³；产品规格为：长2400-3000mm、宽600-1200mm、厚80-600mm。

经测试，其体积密度为170-800kg/m³，导热系数＜0.1W/m℃，燃烧等级A1级，隔声量≥35dB，吸水率＜0.1％，放射性核素限量(内照、外照)≤1.0。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明的发泡陶瓷保温墙板，采用钾钠长石和陶瓷废渣作为基材，添加石墨烯、蛭石，使板材更具有轻质高强、保温隔热性，提高板材的防火绝缘耐候等性能，具有显著抗老化、抗腐蚀、隔热保温、隔音、防水抗渗、防火耐火、轻质高强、不开裂、绿色环保等综合性能于一体的发泡轻质墙板。克服了有机材料怕明火、易老化变形的致命弱点，改善了无机材料的防火性能，而且弥补了无机材料相容性差的缺陷；钾钠长石具有较高的硬度、防火和较高的抗压性能，从而赋予墙板稳定、耐高温和防火等性能。以陶瓷废渣为基材，不仅大大降低了产品的原料成本，而且变废为宝，实现陶瓷废渣的再利用，减少陶瓷废渣带来的环境污染。

2.本发明的发泡陶瓷保温墙板，经测试，其体积密度为170-800kg/m³，抗压强度≥5MPa，抗折强度≥2.5MPa，导热系数＜0.1W/m℃，燃烧等级A1级，隔声量≥35dB，吸水率＜0.1％，放射性核素限量(内照、外照)≤1.0；具有更加优异的抗腐蚀、抗老化、保温隔热、隔音、防火、防水、抗渗、抗震、抗裂、轻质高强、绿色安全环保等优点。

石墨烯是目前已知强度最高的材料之一，是一种二维晶体，由碳原子按照六边形进行排布，相互连接，形成一个碳分子，其结构非常稳定；随着所连接的碳原子数量不断增多，这个二维的碳分子平面不断扩大，分子也不断变大。石墨烯是已知的最薄的一种二维材料，并且具有极高的比表面积、超强的强度等优点。同时还具有很好的韧性，能够赋予陶瓷材料较高的强度和较好的相容性。

3.本发明的发泡陶瓷保温墙板，通过使用膨胀石墨作为发泡剂，并与稳泡剂相结合，实现对孔结构和陶瓷整体结构的有效调控，使其形成的孔结构粒径细腻、分布均匀，陶瓷形状规整、排列有序，使得陶瓷具有交联网状结构，从而达到提高陶瓷强度和韧性的目的。同时形成的基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板具有较高的孔径均匀的封闭气孔率，使石墨烯发泡陶瓷保温墙板不仅具有轻质的性能，而且导热系数小，具有良好的保温隔热性能。

同时，钾钠长石加入石墨烯与膨胀石墨在高温环境中通过化学氧化法改变了钾钠长石和陶瓷废渣外表面的性质，更易于与其他物质结合反应，且在发泡过程与其他物质原料迅速结合，扩大钾钠长石和陶瓷废渣的发泡孔径大小，但是发泡孔径大小也不能过大，造成制备出来的墙板外边面凹凸不平。因此，在添加石墨烯、膨胀石墨的同时加入氧化锆进行球磨后在高温环境改变了钾钠长石结构，降低发泡期间钾钠长石间的间隙，且能改变钾钠长石内微量元素的组成，提高钾钠长石本身的抗氧化性，控制了发泡的程度。

因为钾钠长石活性较底，与其他材料的相容性较差，先进行改性处理后，活性提高，偶联剂与其产生化学键合，改善其活性和粘度，提高与其他材料的相容性，从而提高发泡陶瓷保温墙板的强度和韧性。

还要添加稳定剂保证反应中各个离子之间的稳定性使得发泡轻质墙板外边面比较平坦，减少进一步的切割制成成品的六个面板厚度，添加的高温助溶剂能够在高温阶段快速的进行反应，在发泡期间形成的空隙细腻均匀，各个原料进行研磨达到250目全通过，均化然后造粒，分子间的作用力加强了，在高温环境下，分子间虽然被打断，但是均化的分子力较强的粒子任然具有相互力，这样各个原料能均匀的填充使得反应期间大规模的制作出来的墙板，在横面、纵面都均一平整，不会出现大面积凹凸不平的现象，不会像普通的原料在高温作用下，分子间完全分离，随意流动，使得一整个产品的每个地方填充的物质统一，在进行检测数据时候，导热系数、体积密度为、抗压强度、抗折强度有较大的改善。

4.本发明的发泡陶瓷保温墙板，还包括镁盐晶须，镁盐晶须具有不会引起高温滑移的完整性，温度升高时，晶须不分解、不软化，其强度几乎没有损失，赋予石墨烯发泡陶瓷保温墙板更好的耐高温性能。同时，镁盐晶须具有很高的断裂强度和弹性模量。晶须能弹性地承受较大的应变而无永久变形，晶须经4％的应变还在弹性范围内，不产生永久形变，从而赋予发泡陶瓷较高的稳定性。随着镁盐晶须的加入，进一步提高了石墨烯发泡陶瓷保温墙板的抗压强度和柔韧性。改善了保温墙板与墙体基层的贴合，有效的提高了建筑外墙保温墙板的安全系数。

5.本发明的石墨烯发泡陶瓷保温墙板，采用绿色低碳、高效节能降耗、操作简便的生产制备方法制得。采用湿法工艺，高温发泡工艺，并采用段保温的方式进行烧结，能够使得到的石墨烯发泡陶瓷保温墙板的空隙率比较高，进而使得到的石墨烯发泡陶瓷保温墙板的干密度比较小，这使得最终形成的墙板具有轻质高强、保温隔热隔音、防水抗渗、防火耐火、抗腐蚀抗老化的综合性能。也可以采用干法工艺，磨介中不添加去离子水类的液体，排除了液体内渗入生坯内部的可能性，能够有效地避免由于使用液体作为磨介而导致的墙板内部出现孔洞或分层的现象。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案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。

下述实施例，所述钾钠长石的化学成分为SiO₂＜65％，Al₂O₃＞8％，Fe₂O₃＜11％，K₂O＜5％,Na₂O＜5％,CaO＜5％，MgO＜2％，烧失量＜2％。

实施例1

钾钠长石70％、粘土3％、石墨烯7％、蛭石5％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

其中，粘土为锰泥和高岭土；高温助熔剂为煅烧滑石；稳定剂为钇的氧化物；所述解胶剂为多元羧酸水溶性有机类，可以改善轻质骨料的流动性。

一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的制备方法,包括以下步骤：

S1.原料准备：按各原料所占质量百分比称料，混合，用球磨机混料球磨10h，细度达到过250目筛全通过，最后放入储存仓中混合均化。

S2.喷雾造粒：将S1中制备的原料经喷雾干燥塔干燥成造粒料。

S3.布料烧成：将S2制备的造粒料经布料机均匀地分布于模具中，然后将模具悬空放入辊道窑或者隧道窑内，烧结、发泡。

烧结过程采用分段保温的方式进行，烧结过程为：室温～900℃，升温速率为10℃/min；900℃～1000℃，升温速率为5℃/min，加热1h；发泡温度1000℃～1300℃，升温速率为2℃/min,发泡2h；最后，1300℃下保温50min后降温，降温速率为6℃/min。最后待窑炉冷却从中取出，得石墨烯发泡陶瓷保温墙板粗产品。

S4.切割成型：将S4制得的粗产品经过切割成形，即得石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

将粗产品经切割成型，即制得基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：80mm。

本实施例采用湿法工艺制备，采用膨胀石墨为发泡剂，煅烧滑石为高温助熔剂，多元羧酸水溶性有机类为解胶剂，改善轻质骨料的流动性。采用高温发泡，并采用分段保温的方式进行烧结，能够使得到的石墨烯发泡陶瓷保温墙板的空隙率比较高，进而使得到的石墨烯发泡陶瓷保温墙板的干密度比较小，这使得最终形成的墙板具有轻质高强、保温隔热隔音、防水抗渗、防火耐火、抗腐蚀抗老化的综合性能。

实施例2

钾钠长石48％、陶瓷废渣18％、粘土2％、石墨烯10％、蛭石7％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

其中，粘土为黄泥和萤石；高温助熔剂为煅烧滑石和萤石；稳定剂为铈氧化物。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：100mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例1。

实施例3

钾钠长石60％、陶瓷废渣10％、粘土3％、石墨烯2％、蛭石10％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

其中，粘土为黄泥；高温助熔剂为煅烧滑石；稳定剂为钇的氧化物。

制备方法同实施例1。

实施例4

钾钠长石55％、陶瓷废渣10％、粘土3％、石墨烯5％、蛭石15％、高温助熔剂5％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂2％，解胶剂2％。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：120mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例1。

实施例5

钾钠长石54％、陶瓷废渣15％、粘土3％、石墨烯8％、蛭石5％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：240mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例1。

实施例6

钾钠长石67％、陶瓷废渣8％、粘土3％、石墨烯10％、蛭石9％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：500mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例1。

实施例7

钾钠长石60％、陶瓷废渣7％、粘土3％、石墨烯12％、蛭石3％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

制备方法同实施例1。

实施例8

钾钠长石55％、陶瓷废渣9％、粘土3％、石墨烯15％、蛭石3％、高温助熔剂6％、膨胀石墨2％、氧化锆1％、稳定剂3％，解胶剂3％。

制备方法同实施例1。

实施例9

将石材尾矿粉碎、干燥，然后加入5％氨水混合均匀，最后加入1％钛酸酯偶联剂和3％硅烷偶联剂在130～150℃下，搅拌40min，备用。所述钛酸酯偶联剂为TC-130型号，所述硅烷偶联剂为KH560型号。

制备方法同实施例1。

将实施例1-9制得的发泡陶瓷经过测试，体积密度(kg/m³)按照GB/T 5486-2008标准进行检测；导热系数(W/m·K，200℃)按照GB/T 10294-2008进行检测；燃烧性能按照GB8624-1997进行检测；抗压强度(MPa)按照GB/T 4740-1999进行检测；抗折强度度按照；隔音量按照GB/T 19889进行测试；吸水率按照GB/T 5486进行检测，得到如表1所示：

表1实施例1-9性能测试结果

从表1的测试结果，结合实施例1-9可以看出，本发明制备的基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板，在质轻、保温、吸水率、阻燃和抗拉强度上均有较好的体现。

同时，结合实施例3-8可以看出，石墨烯的添加，提高了阻燃效果和强度，随着石墨烯含量的增加，保温板的阻燃效果和强度逐渐增强，但是随着含量增加，会保温墙板的可塑性，影响性能，且导热吸数明显挺高，因此，应该严格控制石墨烯的含量。

结合实施例6和9，钾钠长石进行预处理，保温墙板的抗拉强度提高，是因为钾钠长石进行改性处理后，活性提高，提高了与其他材料的相容性，从而提高保温墙板的强度和韧性。

实施例10

钾钠长石60％、陶瓷废渣14％、粘土3％、石墨烯5％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨稀1％、氧化锆1％、稳定剂2％，解胶剂2％。

粘土为红泥和高岭土的混合。高温助熔剂为生滑石。稳定剂为钇氧化物和铈氧化物的混合。

S1.混合干法立磨制粉：按各原料所占质量百分比称料，先将30％的钾钠长石与所有的其他原料预混合，经过混料机混合后，转入原料中转仓均化成预混合料；然后将预混合料与剩余的70％钾钠长石在横切面上按均匀配比，一同放入立磨机立磨，得到细度为300目全通过的立磨原料粉，转入过度均化仓；最后，通过造粒系统造粒、流化、干燥、筛选得到造原料；其中，混合机混合时间为90min，立磨混合时间为120min；

S2.布料：将S1制备的造粒料进行自动干燥布料，放入辊道窑或者隧道窑内，经900～1300℃高温烧结、发泡4h，保温60min，最后待窑炉冷却从中取出，得基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板粗产品；

S3.切割成型：将S2制得的粗产品经过切割成形，即得基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：300mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

本实施例采用干法工艺制备，采用膨胀石墨为发泡剂，生滑石为高温助熔剂，多元羧酸水溶性有机类为解胶剂，改善轻质骨料的流动性。磨介中不添加去离子水类的液体，排除了液体内渗入生坯内部的可能性，能够有效地避免由于使用液体作为磨介而导致的墙板的内部出现孔洞或分层的现象。

实施例11

钾钠长石60％、陶瓷废渣12％、粘土3％、石墨烯5％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨稀3％、氧化锆1％、稳定剂2％，解胶剂2％。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：360mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例10。

实施例12

钾钠长石60％、陶瓷废渣10％、粘土3％、石墨烯5％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨稀5％、氧化锆1％、稳定剂2％，解胶剂2％。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：400mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例9。

将实施例10-12制得的基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板经过测试，测试结果如下表2：

表2实施例10-12性能测试结果

从表2的测试结果，结合实施例10-12可以看出，发泡剂膨胀石墨稀的使用，有利于实现对孔结构和墙板整体结构的有效调控，使其形成的孔结构粒径细腻。形成的墙板具有较高的气孔率，不仅具有轻质的性能，而且导热系数小，具有良好的保温性能。

随着膨胀石墨含量的增长，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板的体积密度和导热系数逐渐下降，陶瓷质轻和保温的性能逐渐改善。

实施例13

钾钠长石64％、粘土3％、石墨烯6％、高温助熔剂7％、蛭石8％、膨胀石墨4％、氧化锆2％、稳定剂3％、解胶剂3％。

粘土为高岭土和锰泥的混合。高温助熔剂为萤石。稳定剂为铈氧化物。

制备方法同实施例1。

实施例14

钾钠长石30％、陶瓷废渣37％、粘土3％、石墨烯6％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨4％、氧化锆2％、稳定剂3％、解胶剂3％。

制备方法同实施例1。

实施例15

钾钠长石10％、陶瓷废渣54％、粘土4％、石墨烯6％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨4％、氧化锆2％、稳定剂4％、解胶剂4％。

制备方法同实施例1。

实施例16

钾钠长石10％、陶瓷废渣52％、粘土4％、石墨烯6％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨4％、氧化锆2％、稳定剂4％、解胶剂4％、镁盐晶须2％。

制备方法同实施例1。

实施例17

钾钠长石10％、陶瓷废渣50％、粘土4％、石墨烯6％、蛭石5％、高温助熔剂7％、膨胀石墨4％、氧化锆2％、稳定剂4％、解胶剂4％、镁盐晶须4％。

将粗产品经切割成型，即制得规格为：长：3000mm、宽：1200mm、厚：80mm，基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板成品。

制备方法同实施例1。

将实施例13-17制得的基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板经过测试，测试结果如下表3：

表3实施例13-17性能测试结果

从表3结合实施例13-17可以看出，陶瓷废渣的使用，进一步充分利用了固态废弃物，节约资源和缓解环境压力，且不影响基于石墨烯发泡陶瓷保温墙板性能，

从表3结合实施例13-17可以看出，镁盐晶须的添加提高了保温墙板的抗拉强度，提高稳定性。随着含量增加，抗折强度提升，但是过量的镁盐晶须会影响保温墙板的发泡，因此，应该严格控制含量。

镁盐晶须具有不会引起高温滑移的完整性、很高的断裂强度和弹性模量，赋予墙板更好的耐高温性能、较高的稳定性。随着镁盐晶须的加入，提高了墙板的抗压强度和柔韧性，改善了保温墙板与墙体基层的贴合，有效的提高了建筑外墙保温墙板的安全系数。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims

1.一种基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板，其特征在于，按重量百分比由以下组分制成：

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板,其特征在于,按重量百分比，还包括重量百分比0.05～5％的镁盐晶须。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板,其特征在于,所述钾钠长石的化学成分为SiO₂＜65％，Al₂O₃＞8％，Fe₂O₃＜11％，K₂O＜5％,Na₂O＜5％,CaO＜5％，MgO＜2％，烧失量＜2％。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板,其特征在于,所述钾钠长石先进行预处理，具体步骤如下：将钾钠长石粉碎、干燥，然后加入1～5％氨水混合均匀，最后加入0.05～2％钛酸酯偶联剂和0.05～5％硅烷偶联剂搅拌20～40min，备用。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板，其特征在于，所述粘土为黄泥、红泥、锰泥和高岭土中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板，其特征在于，所述高温助熔剂为煅烧滑石、生滑石和萤石中的一种或多种；所述稳定剂为钇氧化物和铈氧化物中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任一所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：

S3.布料烧成：将S2制备的造粒料经布料机均匀地分布于模具中，然后将模具悬空放入辊道窑或者隧道窑内，经900～1300℃高温烧结、发泡1～6h，保温30～90min，最后待窑炉冷却从中取出，得保温墙板粗产品；

S4.切割成型：将S3制得的粗产品经过切割成形，即得发泡陶瓷保温墙板成品。

8.根据权利要求1-6任一所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2.布料：将S1制备的造粒料进行自动干燥布料，放入辊道窑或者隧道窑内，经900～1300℃高温烧结、发泡1～6h，保温30～90min，最后待窑炉冷却从中取出，得保温墙板粗产品；

S3.切割成型：将S2制得的粗产品经过切割成形，即得发泡陶瓷保温墙板成品。

9.根据权利要求7所述的基于石墨烯与石材尾矿发泡轻质保温板的制备方法，其特征在于，步骤S3中，烧结过程采用分段保温的方式进行，烧结过程为：室温～900℃，升温速率为5～20℃/min；900℃～1000℃，升温速率为2～6℃/min，加热0.5～2h；发泡温度1000℃～1300℃，升温速率为1～5℃/min,发泡0.5～4h；最后，1300℃下保温30～60min后降温，降温速率为4～10℃/min。

10.根据权利要求7所述的基于石墨烯的发泡陶瓷保温墙板的制备方法,其特征在于，所述发泡陶瓷保温墙板的体积密度为170-800kg/m³；产品规格为：长2400-3000mm、宽600-1200mm、厚80-600mm。