CN108298948A - 一种高强度复合建筑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复合建筑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：二氧化锆改性环氧树脂20‑35份、钛酸钡20‑30份、农作物秸秆15‑30份、釉桨10‑20份、硅藻土8‑15份、工业废弃物20‑35份、透锂长石10‑12份、二氧化锆11‑22份、环己烷溶液7‑15份、氧化镁8‑18份、蓝晶石尾矿5‑10份、有机纤维5‑10份。本发明整体由陶瓷材料组成，使用温度高达900℃，完全防火，且强度高使用寿命长，可替代现有墙体材料和易燃的保温材料，大大提高了房屋建筑的安全性；陶瓷废弃物作为生产原料，大大降低了保温建筑材料的生产成本；陶瓷废弃物占用大量土地，造成了环境污染，本发明把它作为一种工业原料，实现对工业废弃物的综合利用，节能环保，减少污染。

Description

一种高强度复合建筑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复合建筑陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
随着与墙体保温材料关联的重大火灾事故的增多，建筑 领域提出在外墙外保温体系中采用防火隔离及无空腔等做法，这样可 以解决有机保温材料燃烧特性中火焰易传播、易扩散的缺陷，从而避 免由于易燃保温材料引发火焰扩散、传播所导致的火灾事故。但是防 火构造的研究解决不了有机保温材料在墙体结构上的耐温性、耐燃 性，以及有机保温材料在火灾中释放烟毒气，EPS、XPS等热塑性有 机保温材料在燃烧过程中自身产生的熔融、滴落等问题。这就意味着 有机保温材料技术存在的防火等级低、稳定性和耐久性差的固有缺陷 已经不能适应社会对建筑保温材料的要求。
随着社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日 益增多，处理这些废料需要耗费大量的社会资源，部分程度上限制了 城市经济的发展及陶瓷工业的可持续发展。目前，我国陶瓷工业废料 的处理与利用程度比较低，大量的废渣挤占公共资源，使环境受到污 染。随着陶瓷业产能的增加，废料的数量越来越多，大量的二氧化锆改性环氧树脂 已经不是简单填埋可以解决的问题，二氧化锆改性环氧树脂的堆积挤占土地，微细 粉尘影响当地空气的质量，而二氧化锆改性环氧树脂的填埋耗费大量的人力物力， 还污染地下水质，如何变废为宝，将二氧化锆改性环氧树脂进行资源化合理利用， 已经成为科技和环保部门的当务之急。
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。氧化镍通常用作陶瓷材料的颜料。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种建筑垃圾使用率高，产品吸水率低、防污性能好、强度高的高强度复合建筑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：
一种高强度复合建筑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：二氧化锆改性环氧树脂20-35份、钛酸钡20-30份、农作物秸秆15-30份、釉桨10-20份、硅藻土8-15份、工业废弃物20-35份、透锂长石10-12份、二氧化锆11-22份、环己烷溶液7-15份、氧化镁8-18份、蓝晶石尾矿5-10份、有机纤维5-10份、起泡剂4-8份、外加胶凝剂5-9份。
进一步地，一种高强度复合建筑陶瓷材料，包括由以下重量份的原料制备而成：二氧化锆改性环氧树脂21-34份、钛酸钡21-28份、农作物秸秆16-27份、釉桨11-19份、硅藻土9-14份、工业废弃物22-33份、透锂长石11-12份、二氧化锆15-20份、环己烷溶液8-14份、氧化镁9-17份、蓝晶石尾矿6-8份、有机纤维6-9份、起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份。
进一步地，所述釉桨为氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠和氧化钾中的一种或多种。
进一步地，一种高强度复合建筑陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将二氧化锆改性环氧树脂21-34份、钛酸钡21-28份、农作物秸秆16-27份、硅藻土8-15份、工业废弃物20-35份、透锂长石11-12份混合之后，加入粉碎机进行粉碎后，过100-130目滤筛，得到物料；
S2、将步骤S1得到物料加水进行球磨，然后加入釉桨11-19份、二氧化锆15-20份、环己烷溶液8-14份、氧化镁9-17份、蓝晶石尾矿6-8份、有机纤维6-9份进行湿球磨10-20min,反复球磨2-3次，得到陶瓷浆料；
S3、将起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份加水搅拌，加温至30-40℃，搅拌均匀；得到改性溶液；
S4、将步骤S2所得的陶瓷浆料和步骤S3得到改性溶液混合均匀，经压坯、热处理后粉磨，过100目筛，过晒后的混合料置于耐火模具中烧制之后得到建筑复合陶瓷。
进一步地，一种高强度复合建筑陶瓷材料，包括由以下重量份的原料制备而成：二氧化锆改性环氧树脂28份、钛酸钡25份、农作物秸秆19份、釉桨17份、硅藻土11份、工业废弃物27份、透锂长石11份、二氧化锆18份、环己烷溶液11份、氧化镁15份、蓝晶石尾矿7份、有机纤维8份、起泡剂6份、外加胶凝剂7份。
本发明采用二氧化锆改性环氧树脂、钛酸钡、农作物秸秆、釉桨、硅藻土、工业废弃物、透锂长石、二氧化锆、环己烷溶液、氧化镁、蓝晶石尾矿、有机纤维有效配比，得到建筑陶瓷材料，使用温度高达 900℃，完全防火，且强度高使用寿命长，可替代现有墙体材料和易燃的保温材料，大大提高了房屋建筑的安全性增强陶瓷强度高、致密性好、韧性明显提高，且耐高温和耐磨优异，可广泛用于各种对材料强度要求高的领域采用矿物及化工原料。
本发明整体由陶瓷材料组成，使用温度高达 900℃，完全防火，且强度高使用寿命长，可替代现有墙体材料和易燃的保温材料，大大提高了房屋建筑的安全性 ；陶瓷废弃物作为生产原料，大大降低了保温建筑材料的生产成本；陶瓷废弃物占用大量土地，造成了环境污染，本发明把它作为一种工业原料，实现对工业废弃物的综合利用，节能环保，减少污染 ；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。
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：二氧化锆改性环氧树脂20-35份、钛酸钡20-30份、农作物秸秆15-30份、釉桨10-20份、硅藻土8-15份、工业废弃物20-35份、透锂长石10-12份、二氧化锆11-22份、环己烷溶液7-15份、氧化镁8-18份、蓝晶石尾矿5-10份、有机纤维5-10份、起泡剂4-8份、外加胶凝剂5-9份。
一种高强度复合建筑陶瓷材料，包括由以下重量份的原料制备而成：二氧化锆改性环氧树脂21-34份、钛酸钡21-28份、农作物秸秆16-27份、釉桨11-19份、硅藻土9-14份、工业废弃物22-33份、透锂长石11-12份、二氧化锆15-20份、环己烷溶液8-14份、氧化镁9-17份、蓝晶石尾矿6-8份、有机纤维6-9份、起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份。
所述釉桨为氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠和氧化钾中的一种或多种。
一种高强度复合建筑陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将二氧化锆改性环氧树脂21-34份、钛酸钡21-28份、农作物秸秆16-27份、硅藻土8-15份、工业废弃物20-35份、透锂长石11-12份混合之后，加入粉碎机进行粉碎后，过100-130目滤筛，得到物料；
S2、将步骤S1得到物料加水进行球磨，然后加入釉桨11-19份、二氧化锆15-20份、环己烷溶液8-14份、氧化镁9-17份、蓝晶石尾矿6-8份、有机纤维6-9份进行湿球磨10-20min,反复球磨2-3次，得到陶瓷浆料；
S3、将起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份加水搅拌，加温至30-40℃，搅拌均匀；得到改性溶液；
S4、将步骤S2所得的陶瓷浆料和步骤S3得到改性溶液混合均匀，经压坯、热处理后粉磨，过100 目筛，过晒后的混合料置于耐火模具中烧制之后得到建筑复合陶瓷。
实施例1：
一种高强度复合建筑陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将二氧化锆改性环氧树脂26份、钛酸钡26份、农作物秸秆19份、硅藻土12份、工业废弃物28份、透锂长石11份混合之后，加入粉碎机进行粉碎后，过120目滤筛，得到物料；
S2、将步骤S1得到物料加水进行球磨，然后加入釉桨17份、二氧化锆17份、环己烷溶液11份、氧化镁15份、蓝晶石尾矿7份、有机纤维7份进行湿球磨16min,反复球磨2-3次，得到陶瓷浆料；
S3、将起泡剂6份、外加胶凝剂7份加水搅拌，加温至36℃，搅拌均匀；得到改性溶液；
S4、将步骤S2所得的陶瓷浆料和步骤S3得到改性溶液混合均匀，经压坯、热处理后粉磨，过100目筛，过晒后的混合料置于耐火模具中烧制之后得到建筑复合陶瓷。
实施例2：
一种高强度复合建筑陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将二氧化锆改性环氧树脂34份、钛酸钡28份、农作物秸秆27份、硅藻土15份、工业废弃物35份、透锂长石12份混合之后，加入粉碎机进行粉碎后，过130目滤筛，得到物料；
S2、将步骤S1得到物料加水进行球磨，然后加入釉桨19份、二氧化锆20份、环己烷溶液14份、氧化镁17份、蓝晶石尾矿8份、有机纤维9份进行湿球磨20min,反复球磨3次，得到陶瓷浆料；
S3、将起泡剂7份、外加胶凝剂8份加水搅拌，加温至40℃，搅拌均匀；得到改性溶液；
S4、将步骤S2所得的陶瓷浆料和步骤S3得到改性溶液混合均匀，经压坯、热处理后粉磨，过100目筛，过晒后的混合料置于耐火模具中烧制之后得到建筑复合陶瓷。
实施例3：
一种高强度复合建筑陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将二氧化锆改性环氧树脂21份、钛酸钡21份、农作物秸秆16份、硅藻土8份、工业废弃物20份、透锂长石11份混合之后，加入粉碎机进行粉碎后，过100目滤筛，得到物料；
S2、将步骤S1得到物料加水进行球磨，然后加入釉桨11份、二氧化锆15份、环己烷溶液8份、氧化镁9份、蓝晶石尾矿6份、有机纤维6份进行湿球磨10min,反复球磨2次，得到陶瓷浆料；
S3、将起泡剂5份、外加胶凝剂6份加水搅拌，加温至30℃，搅拌均匀；得到改性溶液；
S4、将步骤S2所得的陶瓷浆料和步骤S3得到改性溶液混合均匀，经压坯、热处理后粉磨，过100目筛，过晒后的混合料置于耐火模具中烧制之后得到建筑复合陶瓷。
本发明采用二氧化锆改性环氧树脂、钛酸钡、农作物秸秆、釉桨、硅藻土、工业废弃物、透锂长石、二氧化锆、环己烷溶液、氧化镁、蓝晶石尾矿、有机纤维有效配比，得到建筑陶瓷材料，使用温度高达 900℃，完全防火，且强度高使用寿命长，可替代现有墙体材料和易燃的保温材料，大大提高了房屋建筑的安全性增强陶瓷强度高、致密性好、韧性明显提高，且耐高温和耐磨优异，可广泛用于各种对材料强度要求高的领域采用矿物及化工原料。
本发明整体由陶瓷材料组成，使用温度高达 900℃，完全防火，且强度高使用寿命长，可替代现有墙体材料和易燃的保温材料，大大提高了房屋建筑的安全性 ；陶瓷废弃物作为生产原料，大大降低了保温建筑材料的生产成本；陶瓷废弃物占用大量土地，造成了环境污染，本发明把它作为一种工业原料，实现对工业废弃物的综合利用，节能环保，减少污染 ；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。
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 (5)

1.一种高强度复合建筑陶瓷材料，其特征在于，包括由以下重量份的原料制备而成：二氧化锆改性环氧树脂20-35份、钛酸钡20-30份、农作物秸秆15-30份、釉桨10-20份、硅藻土8-15份、工业废弃物20-35份、透锂长石10-12份、二氧化锆11-22份、环己烷溶液7-15份、氧化镁8-18份、蓝晶石尾矿5-10份、有机纤维5-10份、起泡剂4-8份、外加胶凝剂5-9份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度复合建筑陶瓷材料，其特征在于，包括由以下重量份的原料制备而成：二氧化锆改性环氧树脂21-34份、钛酸钡21-28份、农作物秸秆16-27份、釉桨11-19份、硅藻土9-14份、工业废弃物22-33份、透锂长石11-12份、二氧化锆15-20份、环己烷溶液8-14份、氧化镁9-17份、蓝晶石尾矿6-8份、有机纤维6-9份、起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份。
3.根据权利要求1所述的一种高强度复合建筑陶瓷材料，其特征在于，所述釉桨为氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钠和氧化钾中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高强度复合建筑陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将二氧化锆改性环氧树脂21-34份、钛酸钡21-28份、农作物秸秆16-27份、硅藻土8-15份、工业废弃物20-35份、透锂长石11-12份混合之后，加入粉碎机进行粉碎后，过100-130目滤筛，得到物料；
S2、将步骤S1得到物料加水进行球磨，然后加入釉桨11-19份、二氧化锆15-20份、环己烷溶液8-14份、氧化镁9-17份、蓝晶石尾矿6-8份、有机纤维6-9份进行湿球磨10-20min,反复球磨2-3次，得到陶瓷浆料；
S3、将起泡剂5-7份、外加胶凝剂6-8份加水搅拌，加温至30-40℃，搅拌均匀；得到改性溶液；
S4、将步骤S2所得的陶瓷浆料和步骤S3得到改性溶液混合均匀，经压坯、热处理后粉磨，过100目筛，过晒后的混合料置于耐火模具中烧制之后得到建筑复合陶瓷。
5.根据权利要求1所述的一种高强度复合建筑陶瓷材料，其特征在于，包括由以下重量份的原料制备而成：二氧化锆改性环氧树脂28份、钛酸钡25份、农作物秸秆19份、釉桨17份、硅藻土11份、工业废弃物27份、透锂长石11份、二氧化锆18份、环己烷溶液11份、氧化镁15份、蓝晶石尾矿7份、有机纤维8份、起泡剂6份、外加胶凝剂7份。
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