CN114988859A - 一种具有导热功能的陶瓷薄板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有导热功能的陶瓷薄板，包括以下重量份原料：堇青石35‑45份、莫来石15‑25份、长石改性复合粉10‑20份、改性氧化铝4‑10份、碳酸锶1‑4份、氧化镧1‑2份。本发明陶瓷薄板采用堇青石、莫来石为主料，通过长石改性复合粉的添加，配合改性氧化铝增强产品的导热、韧性等综合性能，碳酸锶、氧化镧的加入进一步提高产品的性能；同时配合长石改性复合粉，均散互助的分散到原料基体中，改进产品的界面性能，进而显著提高产品的导热、韧性性能。

Description

一种具有导热功能的陶瓷薄板
技术领域
本发明涉及陶瓷薄板技术领域，具体涉及一种具有导热功能的陶瓷薄板。
背景技术
随着经济的高速发展，建筑陶瓷行业也随之迅速崛起，在国民经济中发挥着不可忽视的作用。但是建筑陶瓷行业作为高能耗污染行业，存在着发展与资源、能源的过度消耗等问题，严重制约了建筑陶瓷行业的快速可持续发展。因此，陶瓷薄型化、功能化、减量化生产是建筑陶瓷行业实现节约资源、节能减排的重要途径；陶瓷薄板(简称薄瓷板)是一种由高岭土黏土和其它无机非金属材料，经成形、经1200度高温煅烧等生产工艺制成的板状陶瓷制品。
现有陶瓷薄板为了提高产品的导热性能，通过添加氧化铝来改进产品的导热效果，但是氧化铝的加入，烧结中容易团聚，影响产品界面均匀性，导致产品的韧性性能下降，基于此，本发明提供一种具有导热功能的陶瓷薄板。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有导热功能的陶瓷薄板，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种具有导热功能的陶瓷薄板，包括以下重量份原料：
堇青石35-45份、莫来石15-25份、长石改性复合粉10-20份、改性氧化铝4-10份、碳酸锶1-4份、氧化镧1-2份；
其中长石改性复合粉的制备方法为：
步骤一：称取各组分重量：钠长石10-20份、钙长石5-10份、微斜长石5-10份、正长石5-10份、透长石5-10份；
步骤二：将步骤一中的原料混合，得到混合料，然后向其中加入2-3倍的改性纳米氧化铋液，超声分散10-20min，分散功率为350-450W，超声结束，水洗、干燥，得到长石改性复合粉。
优选地，所述陶瓷薄板包括以下重量份原料：
堇青石40份、莫来石20份、长石改性复合粉15份、改性氧化铝7份、碳酸锶2.5份、氧化镧1.5份。
优选地，所述改性纳米氧化铋液的制备方法为；
S101：将5-10份海藻酸钠、35-45份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入1-5份盐酸溶液、1-3份十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为800-1200r/min，分散时间为15-25min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取25-30份纳米氧化铋分散液，向其中加入5-10份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
优选地，所述盐酸溶液的质量分数为5-7%。
优选地，所述改性添加剂的制备方法为：
S111：将碳纳米管先于质子辐照箱内辐照10-20min，辐照功率为150-250W，辐照结束，得到碳纳米管辐照料；
S112：碳纳米管辐照料置于3-4倍的偶联改性液中搅拌分散，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性添加剂。
优选地，所述搅拌分散的搅拌温度为55-65℃，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌时间为35-45min。
本发明的发明人发现长石改性复合粉不经过改性，直接混配，虽可提高导热性能，但产品的强度整体显著下降，同时长石改性复合粉改性具有独特性，采用其他方式改性制备，虽可提高产品效果，但均不如本发明的改进效果最显著。
优选地，所述偶联改性液为硅烷偶联剂KH570加入到2-3倍的乙醇溶剂中，然后加入磷酸调节pH值，随后再加入硅烷偶联剂KH570总量5-10%的壳聚糖，搅拌混合充分，得到偶联改性液。
优选地，所述磷酸加入调节pH值为4.5-5.5。
优选地，所述改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到2-3倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料：10-20份乙醇、1-4份间十五烷基酚、1-2份三聚磷酸钠、0.5-0.9份双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯。
本发明的发明人发现改性氧化铝未改性处理，产品的导热性能改进，但产品的强度、韧性性能下降，可能由于界面性能差，影响整体均匀性，从而导致产品的强度性能降低；
通过改性氧化铝采用其他方式改性，虽可改进产品的导热、强度性能，但均不如本发明改进效果最显著。
优选地，所述改性分散的转速为1000-1500r/min，分散时间为55-75min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明陶瓷薄板采用堇青石、莫来石为主料，通过长石改性复合粉的添加，配合改性氧化铝增强产品的导热、韧性等综合性能，碳酸锶、氧化镧的加入进一步提高产品的性能；长石改性复合粉再制备中，采用多种长石复配，通过改性纳米氧化铋液对其超声改性包覆，改性纳米氧化铋液采用纳米氧化铋经过复合基液、改性添加剂配合改性后，具有高度的分散能力，从而将长石粉分散再原料中，同时改性氧化铝，经过间十五烷基酚、三聚磷酸钠、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯等改性液改性后，分散能力增强，同时配合长石改性复合粉，均散互助的分散到原料基体中，改进产品的界面性能，进而显著提高产品的导热、韧性性能；
复合基液采用海藻酸钠、十二烷基硫酸钠等原料配合，具有高分散性能，同时加入的改性添加剂，采用碳纳米管经过偶联改性液改性后，能够具有高效承载效果，从而将长石改性复合粉原料进一步的分散，同时将改性氧化铝引导介入到长石改性复合粉中，增强改性氧化铝进一步的分散能力，提高界面效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例的一种具有导热功能的陶瓷薄板，包括以下重量份原料：
堇青石35-45份、莫来石15-25份、长石改性复合粉10-20份、改性氧化铝4-10份、碳酸锶1-4份、氧化镧1-2份；
其中长石改性复合粉的制备方法为：
步骤一：称取各组分重量：钠长石10-20份、钙长石5-10份、微斜长石5-10份、正长石5-10份、透长石5-10份；
步骤二：将步骤一中的原料混合，得到混合料，然后向其中加入2-3倍的改性纳米氧化铋液，超声分散10-20min，分散功率为350-450W，超声结束，水洗、干燥，得到长石改性复合粉。
本实施例的陶瓷薄板包括以下重量份原料：
堇青石40份、莫来石20份、长石改性复合粉15份、改性氧化铝7份、碳酸锶2.5份、氧化镧1.5份。
本实施例的改性纳米氧化铋液的制备方法为；
S101：将5-10份海藻酸钠、35-45份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入1-5份盐酸溶液、1-3份十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为800-1200r/min，分散时间为15-25min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取25-30份纳米氧化铋分散液，向其中加入5-10份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为5-7%。
本实施例的改性添加剂的制备方法为：
S111：将碳纳米管先于质子辐照箱内辐照10-20min，辐照功率为150-250W，辐照结束，得到碳纳米管辐照料；
S112：碳纳米管辐照料置于3-4倍的偶联改性液中搅拌分散，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性添加剂。
本实施例的搅拌分散的搅拌温度为55-65℃，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌时间为35-45min。
本实施例的偶联改性液为硅烷偶联剂KH570加入到2-3倍的乙醇溶剂中，然后加入磷酸调节pH值，随后再加入硅烷偶联剂KH570总量5-10%的壳聚糖，搅拌混合充分，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸加入调节pH值为4.5-5.5。
本实施例的改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到2-3倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料：10-20份乙醇、1-4份间十五烷基酚、1-2份三聚磷酸钠、0.5-0.9份双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯。
本实施例的改性分散的转速为1000-1500r/min，分散时间为55-75min。
实施例1.
本实施例的一种具有导热功能的陶瓷薄板，包括以下重量份原料：
堇青石35份、莫来石15份、长石改性复合粉10份、改性氧化铝4份、碳酸锶1份、氧化镧1份；
其中长石改性复合粉的制备方法为：
步骤一：称取各组分重量：钠长石10份、钙长石5份、微斜长石5份、正长石5份、透长石5份；
步骤二：将步骤一中的原料混合，得到混合料，然后向其中加入2倍的改性纳米氧化铋液，超声分散10min，分散功率为350W，超声结束，水洗、干燥，得到长石改性复合粉。
本实施例的改性纳米氧化铋液的制备方法为；
S101：将5份海藻酸钠、35份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入1份盐酸溶液、1份十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为800r/min，分散时间为15min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取25份纳米氧化铋分散液，向其中加入5份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为5%。
本实施例的改性添加剂的制备方法为：
S111：将碳纳米管先于质子辐照箱内辐照10min，辐照功率为150W，辐照结束，得到碳纳米管辐照料；
S112：碳纳米管辐照料置于3倍的偶联改性液中搅拌分散，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性添加剂。
本实施例的搅拌分散的搅拌温度为55℃，搅拌转速为500r/min，搅拌时间为35min。
本实施例的偶联改性液为硅烷偶联剂KH570加入到2倍的乙醇溶剂中，然后加入磷酸调节pH值，随后再加入硅烷偶联剂KH570总量5%的壳聚糖，搅拌混合充分，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸加入调节pH值为4.5。
本实施例的改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到2倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料：10份乙醇、1份间十五烷基酚、1份三聚磷酸钠、0.5份双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯。
本实施例的改性分散的转速为1000r/min，分散时间为55min。
实施例2.
本实施例的一种具有导热功能的陶瓷薄板，包括以下重量份原料：
堇青石45份、莫来石25份、长石改性复合粉20份、改性氧化铝10份、碳酸锶4份、氧化镧2份；
其中长石改性复合粉的制备方法为：
步骤一：称取各组分重量：钠长石20份、钙长石10份、微斜长石10份、正长石10份、透长石10份；
步骤二：将步骤一中的原料混合，得到混合料，然后向其中加入3倍的改性纳米氧化铋液，超声分散20min，分散功率为450W，超声结束，水洗、干燥，得到长石改性复合粉。
本实施例的改性纳米氧化铋液的制备方法为；
S101：将10份海藻酸钠、45份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入5份盐酸溶液、3份十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为1200r/min，分散时间为25min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取30份纳米氧化铋分散液，向其中加入10份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为7%。
本实施例的改性添加剂的制备方法为：
S111：将碳纳米管先于质子辐照箱内辐照20min，辐照功率为250W，辐照结束，得到碳纳米管辐照料；
S112：碳纳米管辐照料置于4倍的偶联改性液中搅拌分散，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性添加剂。
本实施例的搅拌分散的搅拌温度为65℃，搅拌转速为1000r/min，搅拌时间为45min。
本实施例的偶联改性液为硅烷偶联剂KH570加入到3倍的乙醇溶剂中，然后加入磷酸调节pH值，随后再加入硅烷偶联剂KH570总量10%的壳聚糖，搅拌混合充分，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸加入调节pH值为5.5。
本实施例的改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到3倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料20份乙醇、4份间十五烷基酚、2份三聚磷酸钠、0.9份双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯。
本实施例的改性分散的转速为1500r/min，分散时间为75min。
实施例3.
本实施例的一种具有导热功能的陶瓷薄板，包括以下重量份原料：
堇青石40份、莫来石20份、长石改性复合粉15份、改性氧化铝7份、碳酸锶2.5份、氧化镧1.5份；
其中长石改性复合粉的制备方法为：
步骤一：称取各组分重量：钠长石15份、钙长石7.5份、微斜长石7.5份、正长石7.5份、透长石7.5份；
步骤二：将步骤一中的原料混合，得到混合料，然后向其中加入2.5倍的改性纳米氧化铋液，超声分散15min，分散功率为400W，超声结束，水洗、干燥，得到长石改性复合粉。
本实施例的改性纳米氧化铋液的制备方法为；
S101：将7.5份海藻酸钠、40份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入3份盐酸溶液、2份十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为1000r/min，分散时间为20min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取27.5份纳米氧化铋分散液，向其中加入7.5份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
本实施例的盐酸溶液的质量分数为6%。
本实施例的改性添加剂的制备方法为：
S111：将碳纳米管先于质子辐照箱内辐照15min，辐照功率为200W，辐照结束，得到碳纳米管辐照料；
S112：碳纳米管辐照料置于3.5倍的偶联改性液中搅拌分散，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性添加剂。
本实施例的搅拌分散的搅拌温度为60℃，搅拌转速为750r/min，搅拌时间为40min。
本实施例的偶联改性液为硅烷偶联剂KH570加入到2.5倍的乙醇溶剂中，然后加入磷酸调节pH值，随后再加入硅烷偶联剂KH570总量7.5%的壳聚糖，搅拌混合充分，得到偶联改性液。
本实施例的磷酸加入调节pH值为5.0。
本实施例的改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到2.5倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料：15份乙醇、2.5份间十五烷基酚、1.5份三聚磷酸钠、0.7份双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯。
本实施例的改性分散的转速为1250r/min，分散时间为60min。
对比例1.
与实施例3不同是改性氧化铝未改性处理。
对比例2.
与实施例3不同是改性氧化的改性方法不同；
改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到2.5倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料：15份水、2.5份间木质素磺酸钠、1.5份三乙醇胺、0.7份草酸钠。
对比例3.
与实施例3不同是长石改性复合粉采用钠长石15份、钙长石7.5份、微斜长石7.5份、正长石7.5份、透长石7.5份直接混配使用。
对比例4.
与实施例3不同是改性纳米氧化铋液中纳米氧化铋采用纳米二氧化硅代替。
对比例5.
与实施例3不同是改性纳米氧化铋液的制备方法不同；
S101：将7.5份海藻酸、40份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入3份硼酸溶液、2份柠檬酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为1000r/min，分散时间为20min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取27.5份纳米氧化铋分散液，向其中加入7.5份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
对比例6.
与实施例3不同是改性添加剂中碳纳米管采用石墨烯代替。
为了对比说明不同产品的性能，对实施例和比较例得到的产品的下述性能进行测试，测试结果如下。
实施例1-3及对比例1-6产品性能测试如下：
Figure 112179DEST_PATH_IMAGE001
从对比例1-2、实施例3中可看出；改性氧化铝未改性处理，产品的导热性能改进，但产品的强度、韧性性能下降，可能由于界面性能差，影响整体均匀性，从而导致产品的强度性能降低；
通过改性氧化铝采用其他方式改性，虽可改进产品的导热、强度性能，但均不如本发明改进效果最显著。
从对比例3-6中可看出，长石改性复合粉不经过改性，直接混配，虽可提高导热性能，但产品的强度整体显著下降，同时长石改性复合粉改性具有独特性，采用其他方式改性制备，虽可提高产品效果，但均不如本发明的改进效果最显著。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，包括以下重量份原料：
堇青石35-45份、莫来石15-25份、长石改性复合粉10-20份、改性氧化铝4-10份、碳酸锶1-4份、氧化镧1-2份；
其中长石改性复合粉的制备方法为：
步骤一：称取各组分重量：钠长石10-20份、钙长石5-10份、微斜长石5-10份、正长石5-10份、透长石5-10份；
步骤二：将步骤一中的原料混合，得到混合料，然后向其中加入2-3倍的改性纳米氧化铋液，超声分散10-20min，分散功率为350-450W，超声结束，水洗、干燥，得到长石改性复合粉。
2.根据权利要求1所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板包括以下重量份原料：
堇青石40份、莫来石20份、长石改性复合粉15份、改性氧化铝7份、碳酸锶2.5份、氧化镧1.5份。
3.根据权利要求1所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述改性纳米氧化铋液的制备方法为；
S101：将5-10份海藻酸钠、35-45份乙醇配制成海藻酸钠溶液，然后向海藻酸钠溶液中加入1-5份盐酸溶液、1-3份十二烷基硫酸钠，搅拌混合充分，得到复合基液；
S102：将纳米氧化铋按照重量比1:5加入到复合基液中充分分散，分散转速为800-1200r/min，分散时间为15-25min，分散结束，得到纳米氧化铋分散液；
S103：取25-30份纳米氧化铋分散液，向其中加入5-10份改性添加剂，继续混合充分，得到改性纳米氧化铋液。
4.根据权利要求3所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为5-7%。
5.根据权利要求3所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述改性添加剂的制备方法为：
S111：将碳纳米管先于质子辐照箱内辐照10-20min，辐照功率为150-250W，辐照结束，得到碳纳米管辐照料；
S112：碳纳米管辐照料置于3-4倍的偶联改性液中搅拌分散，搅拌结束，水洗、干燥，得到改性添加剂。
6.根据权利要求5所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述搅拌分散的搅拌温度为55-65℃，搅拌转速为500-1000r/min，搅拌时间为35-45min。
7.根据权利要求5所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述偶联改性液为硅烷偶联剂KH570加入到2-3倍的乙醇溶剂中，然后加入磷酸调节pH值，随后再加入硅烷偶联剂KH570总量5-10%的壳聚糖，搅拌混合充分，得到偶联改性液。
8.根据权利要求7所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述磷酸加入调节pH值为4.5-5.5。
9.根据权利要求1所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述改性氧化铝的改性方法为：将氧化铝送入到2-3倍的改性液中改性分散处理，改性结束，水洗、干燥，即可；其中改性液包括以下重量份原料：10-20份乙醇、1-4份间十五烷基酚、1-2份三聚磷酸钠、0.5-0.9份双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯。
10.根据权利要求9所述的一种具有导热功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述改性分散的转速为1000-1500r/min，分散时间为55-75min。
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