CN114620994B - 一种固废陶泥及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固废陶泥及其制备方法，包括以下重量份原料：陶土50‑60份、建筑骨料30‑40份、环氧树脂15‑25份、胺类固化剂12‑18份、稀释剂1‑3份、润滑剂6‑12份、增强剂1‑3份、泛碱抑制剂1‑5份、胶结剂1‑3份、减水剂0.5‑0.9份，通过在陶泥的制备过程中加入主要以改性粗骨料和煤矸石为主建筑骨料，通过改性粗骨料与煤矸石的物料填充效应，从而影响材料内部结构的匀质性及致密性，使陶泥形成密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系，能够有效提高固废陶泥的抗冻性能和耐久性能。

Description

一种固废陶泥及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶泥技术领域，具体涉及一种固废陶泥及其制备方法。
背景技术
陶泥是一种聚合性陶土，这种材料色彩丰富，柔韧性好，是一种集陶土、纸粘土、雕塑油泥、橡皮泥等特点为一身的手工艺创作材料。该材料受众面广，经手工者雕塑、创意制作成型后，经高温加热后，可成为色彩亮丽、图案千变万化、坚硬如陶的精美饰品和工艺品。
随着陶瓷工业地迅速发展，陶瓷废弃物日益增多，这不仅对环境造成巨大的压力，而且对建筑废料、煤矸石等材料的利用率低，极大的限制了陶瓷工业的可持续发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固废陶泥及其制备方法，在提供陶泥耐久性能的前提下，解决对建筑废料的二次利用问题，从而实现陶瓷工业的可持续发展。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种固废陶泥，包括以下重量份原料：陶土50-60份、建筑骨料30-40份、环氧树脂15-25份、胺类固化剂12-18份、稀释剂1-3份、润滑剂6-12份、增强剂1-3份、泛碱抑制剂1-5份、胶结剂1-3份、减水剂0.5-0.9份。
作为本发明进一步的方案：建筑骨料包括建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石。
作为本发明进一步的方案：建筑垃圾包括改性粗骨料，改性粗骨料的制备如下：
S1：通过质量分数为10-30％聚乙烯醇水溶液浸泡粗骨料10-20小时，浸泡完毕后，将粗骨料晾至半干；
S2：在晾至半干的粗骨料的外部粘上硅粉、聚乙烯醇粉末以及氧化钙颗粒混合物，再将粗骨料晾至全干，得到该改性粗骨料；
其中，按重量份所述硅粉2-8份、聚乙烯醇粉末5-10份、氧化钙颗粒2-8份。
作为本发明进一步的方案：建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石的重量比为2-3:1-2:0.3-0.5:0.1-0.3。
作为本发明进一步的方案：增强剂由以下方法制备：
步骤一：将空心玻璃微珠、高分子多孔微球、碳化硅晶须和陶粒放入反应器中，在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
步骤二：将纳米二氧化硅、有机硅乳液和水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，在80-100℃下搅拌1-2小时；
步骤三：将步骤一和步骤二所得物混合均匀，得到增强剂。
作为本发明进一步的方案：所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
作为本发明进一步的方案：所述胺类固化剂为芳香胺固化剂。
作为本发明进一步的方案：一种固废陶泥的制备方法,包括如下步骤：
步骤一：将陶土、建筑骨料、环氧树脂及增强剂按比例混合搅拌均匀，搅拌45-60分钟，冷却放置，得混合物A；
步骤二：将泛碱抑制剂、润滑剂按比例放入混合物A中，边搅拌边逐滴滴入稀释剂，搅拌35-45分钟，取出待冷却，得混合物B；
步骤三：将胶结剂和减水剂按比例混入混合物B中，搅拌机揉制40-50分钟，得混合物C；
步骤四：用挤压机反复挤压混合物C，边挤压边滴入胺类固化剂边剪裁制成陶泥。
作为本发明进一步的方案：所述建筑骨料为800-1000目。
本发明的有益效果：
(1)本发明中在陶泥的制备过程中加入建筑骨料，主要以改性粗骨料和煤矸石为主，通过改性粗骨料与煤矸石的物料填充效应，从而影响材料内部结构的匀质性及致密性，使陶泥形成密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系，能够有效提高固废陶泥的抗冻性能和耐久性能；
(2)本发明在基于煤矸石与陶泥的颗粒形态不同，即陶泥颗粒是碎石状的，表面多棱角，而煤矸石粉碎后颗粒是玻璃珠状的，其表面光滑，在陶泥拌和过程中能起到润滑作用，使陶泥的黏聚性和保水性明显增强，煤矸石的形态效应很好地补偿了陶泥颗粒的细粉效应，从而对陶泥流动性起到改善作用；
(3)本发明中在陶泥的制备过程中，加入建筑骨料，在增加陶泥性能的前提下，实现了对建筑废料的二次利用，也实现了陶瓷工业的可持续发展。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明为一种固废陶泥，包括以下重量份原料：陶土55份、建筑骨料35份、环氧树脂20份、胺类固化剂15份、稀释剂2份、润滑剂9份、增强剂2份、泛碱抑制剂3份、胶结剂2份、减水剂0.7份；
建筑骨料包括建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石；建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石的重量比为1.5:1.5:0.4:0.2；
建筑垃圾包括改性粗骨料，改性粗骨料的制备如下：
S1：通过质量分数为20％聚乙烯醇水溶液浸泡粗骨料15小时，浸泡完毕后，将粗骨料晾至半干；
S2：在晾至半干的粗骨料的外部粘上硅粉、聚乙烯醇粉末以及氧化钙颗粒混合物，再将粗骨料晾至全干，得到该改性粗骨料；
其中，按重量份所述硅粉5份、聚乙烯醇粉末12份、氧化钙颗粒5份；
增强剂由以下方法制备：
步骤一：将空心玻璃微珠、高分子多孔微球、碳化硅晶须和陶粒放入反应器中，在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
步骤二：将纳米二氧化硅、有机硅乳液和水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，在80-100℃下搅拌1-2小时；
步骤三：将步骤一和步骤二所得物混合均匀，得到增强剂；
所述减水剂为聚羧酸系减水剂；
所述胺类固化剂为芳香胺固化剂；
该固废陶泥的制备方法,包括如下步骤：
步骤一：将陶土、建筑骨料、环氧树脂及增强剂按比例混合搅拌均匀，搅拌45-60分钟，冷却放置，得混合物A；
其中，建筑骨料为800-1000目；
步骤二：将泛碱抑制剂、润滑剂按比例放入混合物A中，边搅拌边逐滴滴入稀释剂，搅拌35-45分钟，取出待冷却，得混合物B；
步骤三：将胶结剂和减水剂按比例混入混合物B中，搅拌机揉制40-50分钟，得混合物C；
步骤四：用挤压机反复挤压混合物C，边挤压边滴入胺类固化剂边剪裁制成陶泥。
实施例2
一种固废陶泥，包括以下重量份原料：陶土50份、建筑骨料30份、环氧树脂15份、胺类固化剂12份、稀释剂1份、润滑剂6份、增强剂1份、泛碱抑制剂1份、胶结剂1份、减水剂0.5份。
建筑骨料包括建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石；建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石的重量比为2:1:0.3:0.1；
建筑垃圾包括改性粗骨料，改性粗骨料的制备如下：
S1：通过质量分数为10％聚乙烯醇水溶液浸泡粗骨料10-20小时，浸泡完毕后，将粗骨料晾至半干；
S2：在晾至半干的粗骨料的外部粘上硅粉、聚乙烯醇粉末以及氧化钙颗粒混合物，再将粗骨料晾至全干，得到该改性粗骨料；
其中，按重量份所述硅粉2份、聚乙烯醇粉末5份、氧化钙颗粒2份。
增强剂由以下方法制备：
步骤一：将空心玻璃微珠、高分子多孔微球、碳化硅晶须和陶粒放入反应器中，在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
步骤二：将纳米二氧化硅、有机硅乳液和水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，在80-100℃下搅拌1-2小时；
步骤三：将步骤一和步骤二所得物混合均匀，得到增强剂；
减水剂为聚羧酸系减水剂。
胺类固化剂为芳香胺固化剂。
该固废陶泥的制备方法,包括如下步骤：
步骤一：将陶土、建筑骨料、环氧树脂及增强剂按比例混合搅拌均匀，搅拌45-60分钟，冷却放置，得混合物A；
其中，建筑骨料为800目；
步骤二：将泛碱抑制剂、润滑剂按比例放入混合物A中，边搅拌边逐滴滴入稀释剂，搅拌35-45分钟，取出待冷却，得混合物B；
步骤三：将胶结剂和减水剂按比例混入混合物B中，搅拌机揉制40-50分钟，得混合物C；
步骤四：用挤压机反复挤压混合物C，边挤压边滴入胺类固化剂边剪裁制成陶泥。
实施例3
一种固废陶泥，包括以下重量份原料：陶土60份、建筑骨料40份、环氧树脂25份、胺类固化剂18份、稀释剂3份、润滑剂12份、增强剂3份、泛碱抑制剂5份、胶结剂3份、减水剂0.9份；
建筑骨料包括建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石；建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石的重量比为3:2:0.5:0.3；
建筑垃圾包括改性粗骨料，改性粗骨料的制备如下：
S1：通过质量分数为30％聚乙烯醇水溶液浸泡粗骨料10-20小时，浸泡完毕后，将粗骨料晾至半干；
S2：在晾至半干的粗骨料的外部粘上硅粉、聚乙烯醇粉末以及氧化钙颗粒混合物，再将粗骨料晾至全干，得到该改性粗骨料；
其中，按重量份所述硅粉8份、聚乙烯醇粉末10份、氧化钙颗粒8份。
增强剂由以下方法制备：
步骤一：将空心玻璃微珠、高分子多孔微球、碳化硅晶须和陶粒放入反应器中，在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
步骤二：将纳米二氧化硅、有机硅乳液和水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，在80-100℃下搅拌1-2小时；
步骤三：将步骤一和步骤二所得物混合均匀，得到增强剂；
减水剂为聚羧酸系减水剂。
胺类固化剂为芳香胺固化剂；
该固废陶泥的制备方法,包括如下步骤：
步骤一：将陶土、建筑骨料、环氧树脂及增强剂按比例混合搅拌均匀，搅拌45-60分钟，冷却放置，得混合物A；
其中，建筑骨料1000目；
步骤二：将泛碱抑制剂、润滑剂按比例放入混合物A中，边搅拌边逐滴滴入稀释剂，搅拌35-45分钟，取出待冷却，得混合物B；
步骤三：将胶结剂和减水剂按比例混入混合物B中，搅拌机揉制40-50分钟，得混合物C；
步骤四：用挤压机反复挤压混合物C，边挤压边滴入胺类固化剂边剪裁制成陶泥。
对比例1
与实施例1的区别在于，在固废陶泥的制备过程中未添加建筑骨料。
对比例2
采用专利号为CN109053030A的一种陶泥及其制备方法。
对实施例1-3及对比例1-2参照GB5101-2003进行抗冻耐久度测试，每个实施例随机采样50份进行烧结。
实施例1中的强度为45.7mpa；
实施例2中的强度为44.4mpa；
实施例3中的强度为45.2mpa；
对比例1中的强度为36.7mpa；
对比例2中的强度为39.8mpa；
本发明在实际操作时对粗骨料进行改性，能够有效提高陶泥的粘度，增加各种原料之间的搭接强度，同时通过煤矸石与陶泥的颗粒形态不同的互补作用，在陶泥拌和过程中能起到润滑作用，使陶泥的黏聚性和保水性明显增强，煤矸石的形态效应很好地补偿了陶泥颗粒的细粉效应，从而对陶泥流动性起到较好的改善。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种固废陶泥，其特征在于，包括以下重量份原料：陶土50-60份、建筑骨料30-40份、环氧树脂15-25份、胺类固化剂12-18份、稀释剂1-3份、润滑剂6-12份、增强剂1-3份、泛碱抑制剂1-5份、胶结剂1-3份、减水剂0.5-0.9份；
建筑骨料包括建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石；
建筑垃圾包括改性粗骨料，改性粗骨料的制备如下：
S1：通过质量分数为10-30％聚乙烯醇水溶液浸泡粗骨料10-20小时，浸泡完毕后，将粗骨料晾至半干；
S2：在晾至半干的粗骨料的外部粘上硅粉、聚乙烯醇粉末以及氧化钙颗粒混合物，再将粗骨料晾至全干，得到该改性粗骨料；
其中，按重量份所述硅粉2-8份、聚乙烯醇粉末5-10份、氧化钙颗粒2-8份。
2.根据权利要求1所述的一种固废陶泥,其特征在于，建筑垃圾、煤矸石、尾矿与碎石的重量比为2-3:1-2:0.3-0.5:0.1-0.3。
3.根据权利要求1所述的一种固废陶泥,其特征在于，所述增强剂由以下方法制备：
步骤一：将空心玻璃微珠、高分子多孔微球、碳化硅晶须和陶粒放入反应器中，在400-600r/min的转速下搅拌均匀；
步骤二：将纳米二氧化硅、有机硅乳液和水性聚氨酯-丙烯酸酯乳液，在80-100℃下搅拌1-2小时；
步骤三：将步骤一和步骤二所得物混合均匀，得到增强剂。
4.根据权利要求1所述的一种固废陶泥,其特征在于，所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
5.根据权利要求1所述的一种固废陶泥,其特征在于，所述胺类固化剂为芳香胺固化剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的固废陶泥的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将陶土、建筑骨料、环氧树脂及增强剂按比例混合搅拌均匀，搅拌45-60分钟，冷却放置，得混合物A；
步骤二：将泛碱抑制剂、润滑剂按比例放入混合物A中，边搅拌边逐滴滴入稀释剂，搅拌35-45分钟，取出待冷却，得混合物B；
步骤三：将胶结剂和减水剂按比例混入混合物B中，搅拌机揉制40-50分钟，得混合物C；
步骤四：用挤压机反复挤压混合物C，边挤压边滴入胺类固化剂边剪裁制成陶泥。
7.根据权利要求6所述的一种固废陶泥的制备方法,其特征在于，所述建筑骨料为800-1000目。
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