CN1418853A - 一种轻质陶瓷材料的配制方法及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于化工填料、催化剂载体、过滤设备、保温设备、隔音设备、散热设备的轻质陶瓷材料。轻质陶瓷材料的配方包括镁质粘土、漂珠、珍珠岩粉、成孔剂和粘结剂，经配料、球磨、榨干、成型、烘干、烧结而成。它有重量轻、耐热、耐寒、高强度、抗腐蚀性强、不变形、保温隔热性能好、隔音性能好、成本低、制作方便等优点，可替代普通陶瓷、木、金属、塑料制品。
Description
本发明涉及一种用于化工、冶金、能源、环保、交通运输、建材等行业领域作为化工填料、催化剂载体、过滤设备、保温设备、隔音设备、散热设备的无机陶瓷材料。
在目前的现有技术中，可用于上述领域的材料不外乎下列几种，即普通陶瓷、塑料、金属、木材和其它复合材料，这些材料各自有不同的缺点，如普通陶瓷的比重大，容易破碎，不易切割，不耐急冷急热；塑料不耐高温，易老化，使用寿命短；金属比重大，保温隔热性能差，不耐腐蚀或造价昂贵；木材价高，且不利于国家保护森林资源、控制水土流失和维护生态平衡；复合材料工艺复杂、造价昂贵。1993年7月3日中国专利局授权了一件申请号为90100141.4、名称为《轻瓷多孔填料》的发明专利。该项专利的技术方案虽然在一定程度上解决了上述材料的一些缺点，但其本身也存在一些缺点，例如该方案可塑性差，不能任意成型，只能用液压机液压干粉成型，不但生产效率低，而且由于成型的产品壁比较厚，使得该方案的产品单位体积的重量还是比较大，只能在化工填料、催化剂载体、过滤陶瓷等领域得到一定的应用。
本发明的目的是提供一种重量轻、耐热、耐寒、高强度、抗腐蚀性强、不变形、保温隔热性能好、隔音性能好、成本低、制作方便、无毒无害的轻质陶瓷材料及其用途。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：轻质陶瓷材料的配方中除了包括镁质粘土、漂珠、珍珠岩粉外，还包括成孔剂和粘结剂。其中：
1、镁质粘土：比重轻，与珍珠岩粉和漂珠结合能力强，是轻质陶瓷材料不可缺少的原材料，目前尚未发现镁质粘土、珍珠岩粉、漂珠这三种材质结合烧成的无机陶瓷材料。镁质粘土的主要化学组分为SiO2和MgO，其中MgO的含量＞8％(重量)，SiO2的含量＞60％(重量)。
2、漂珠：主要成分是SiO2和Al2O3，和陶瓷组分相类似，中空、质地轻、粒径小、流动性大、耐腐、耐高温、抗压，可以减轻轻质陶瓷材料的比重，也能起到保温、隔音的作用，是轻质陶瓷材料不可缺少的原材料。
3、珍珠岩粉：质地轻，可以降低轻质陶瓷材料的比重。
4、成孔剂：即煤粉、木材锯屑、木炭粉、糠等可燃物。成孔剂燃烧挥发之后，在轻质陶瓷材料中留下微孔，既可以减轻轻质陶瓷材料的比重，也能起到隔音的作用。成孔剂用煤粉最合适，煤粉和水混合后有油性，能起到一定的粘结作用，增加了轻质陶瓷材料半成品泥的可塑性。
5、粘结剂：由于镁质粘土的粘性不强，而漂珠和珍珠岩粉质地很轻、流动性大、没有粘性，轻质陶瓷材料中必须加粘结剂，将镁质粘土、漂珠、珍珠岩粉、煤粉粘结起来，使轻质陶瓷材料韧性大、可塑性好，能够用真空练泥机真空薄壁挤压成型，制作方便。粘结剂可以采用粘性强的粘土，比如本地南坑产的粘土和广东产的粘土或两者的混合。
上述五种组分的重量份数如下：
镁质粘土20～70％；漂珠1～50％；珍珠岩粉1～30％；成孔剂1～30％；粘结剂1～50％。
本发明的制配工艺是首先按照配方配料放入球磨机，倒入适量水后进行球磨，随后通过榨泥机将球磨后的浆榨干即得到该材料，再将该材料根据不同使用领域及不同要求制作不同形状的半成品，烘干后进行烧结成为不同使用领域的轻质陶瓷产品。
本发明的主要化学组成成分为SiO2、Al2O3、MgO，其中SiO2的量为50～85％(重量)，Al2O3的量为5～25％(重量)，MgO的量为5～25％(重量)，本发明所含有的其它组分可进一步包括Fe、Ca、K、Na、Ti等金属的氧化物。
本发明轻质陶瓷材料可以代替普通陶瓷、塑料、金属、木材和其它复合材料制造各种化工填料、催化剂载体、过滤设备、保温设备、隔音设备、散热设备等。
由于轻质陶瓷材料可真空薄壁挤压成型，用轻质陶瓷材料可以方便地制作出各种形状的化工填料，使其单位体积重量更轻而比表面积更大，且具有耐酸耐碱耐有机溶剂性能好、耐高温、耐急冷急热、使用寿命长、吸附能力强、洗涤效果好、可切割等优点。
用轻质陶瓷材料制作而成的催化剂载体，由于具有微孔，使得比表面积大，催化效果好，不会产生催化剂中毒，且具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐高温等优点。
由于轻质陶瓷材料具有均匀分布的开孔和闭孔，且开孔率和闭孔率可以通过原材料配比的调整而变化，因而轻质陶瓷材料还可以制作过滤设备，保温设备、隔音设备、散热设备，都具有重量轻、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐高温、使用寿命长等优点。
本发明的目的由下列实施例给出：(以重量份数表示)：
镁质粘土50、漂珠12、珍珠岩粉8、煤粉20、本地粘土10。
按上述配方将原材料放入球磨机内，加入适量水进行球磨、榨干成为该材料。然后：1、可以用真空练泥机挤压出各种形状的化工填料半成品；2、可以搓成球形催化剂载体半成品；3、可以晒干后用液压机压成陶瓷过滤砖板等过滤设备半成品；4、可以制作成电厂凉水塔内的陶瓷散热片等散热设备半成品；5、可以制作成高速公路上的隔音设备半成品。然后将上述半成品进行烧结成为不同使用领域的轻质陶瓷产品。
Claims (2)
1、一种轻质陶瓷材料，其特征在于由镁质粘土、漂珠、珍珠岩粉、成孔剂、粘结剂组合烧结而成，它们的重量份数配方是镁质粘土20～70％，漂珠1～50％，珍珠岩粉1～30％，成孔剂1～30％，粘结剂1～50％，主要化学组成成分为SiO2、Al2O3、MgO，其中SiO2的量为50～85％(重量)，Al2O3的量为5～25％(重量)，MgO的量为5～25％(重量)，本发明所含有的其它组分可能进一步包括Fe、Ca、K、Na、Ti等金属的氧化物。
2、根据权利要求1所说的轻质陶瓷材料的用途，其特征在于可用它来制作化工、冶金、能源、环保、交通运输、建材等行业领域需要的化工填料、催化剂载体、过滤设备、保温设备、隔音设备、散热设备等产品，是普通陶瓷、塑料、金属、木材和其它复合材料的替代品，制造方法是将原材料按配比配方后经球磨、榨干、成型、烘干、烧结而成。
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