專利名稱：輕質玻化發(fā)泡陶瓷的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是對輕質?；l(fā)泡陶瓷的改進，尤其涉及一種配料種類少、制備簡單、性能穩(wěn)定、綜合性能好的輕質玻化發(fā)泡陶瓷。
背景技術：
輕質玻化發(fā)泡陶瓷，由于質輕、低導熱、低熱膨脹，強度較好，耐酸堿等特點，被應用于多種非接觸火焰隔熱保溫，例如建筑墻體保溫隔音、濕法脫硫煙囪內襯防腐、吸聲聲屏障等場合。理想的輕質?；l(fā)泡陶瓷體，例如用于煙囪內襯防腐應具有較低的容重(最小 500kg/m3)、低的傳熱系數(彡0. 25-· 035ff(m · k))、?；?體積吸水率彡5. 0% )和高的抗壓強度(彡8. 0-10. OMpa)，耐酸性(彡0. 9)?，F有技術輕質玻化發(fā)泡陶瓷，組成組份通常較多，造成制造控制困難，物料相互間影響往往會造成一個性能提高，會影響另外其他性能，例如氣孔大小不均勻，不僅影響美觀，而且影響粘貼結合力，抗壓強度和容重，特別是容重、導熱系數和抗壓強度矛盾協調困難，難以獲得容重低、導熱系數低及抗壓強度高的輕質?；l(fā)泡陶瓷體，此外組成物料多燒成控制困難制品易開裂，不易獲得大面積燒結制品。中國專利CN86102146泡沫陶瓷體，由(重量)60 80%的Si02、5 15%的A1203、 8 14%的堿金屬氧化物和1 10%的CaO組成的。制品比重0. 4-0. 7kg/cm3,抗彎強度 23-40kg/cm2，抗壓強度60-110kg/cm2泡沫陶瓷體。由于未玻化導致吸水率較高，不能滿足某些特定場合使用。中國專利CN1147489輕質發(fā)泡陶瓷，由15_30%過熱可膨脹、以酸性二氧硅為主成份的火山巖，3-10%含堿土金屬類氧化物、碳酸鹽等組成的化合物，45-15%含堿金屬類的無機結合劑，4-15%含硅酸鹽類的發(fā)泡促進劑。制品比重0. 12-0. 93，波動極大，未給出其他指標。中國專利CNl374276輕質發(fā)泡陶瓷裝飾磚，發(fā)泡劑1_7 %，15-35 %骨架料， 65-85%低溫長石、瓷石基料組成，是高于基料熔點的相對高熔點陶瓷礦物瘠性料顆粒，所述骨架料含量為基料重量的20-50%。未具體給出制品指標，主要應用為裝飾磚，不能用于要求較高的濕法脫硫煙囪內襯磚。中國專利CN1418853輕質陶瓷材料，鎂質粘土 20 70%，漂珠1 50%，珍珠巖粉 1 30%，成孔劑1 30%，粘結劑1 50%，化學組成成分為SiO2, A1203、MgO，其中SiO2 的量為50 85%，Al2O3的量為5 25%，MgO的量為5 25%。未給具體指標，漂珠、珍珠巖粉乃是大，會影響強，并且未玻化，限制了某些領域使用。中國專利CN1579991輕質、隔熱、隔音環(huán)保型陶瓷制品，化學組分及含量為 Si0245 % —78 %, Al20312 % —26 %, Ca0+Mg04 % —15 %, Fe2O3O % —8 %, Li20+K20+Na201 % —8%。制品容重 0. 3-0. 8kg/cm3，抗折強度彡 6Mpa。中國專利CN101659543含鋯復合燒結超輕質大規(guī)格超輕質制品，采用50-70% 廢淤泥和/或廢礦渣和/或廢陶瓷碎片，20-45%原生礦物混合物，1-4%燒結助劑，1-3% 硅酸鋯和/或鋯英砂原料，制成化學組份為Zr02 0. 5% 18% ；SiO2 40% 76% ；Al2O310% 20% ；Ca0+Mg0+Ba04% 15% ；Fe2O3 0% 4% ；Li20+K20+Na20 8%。制品容重彡0. 25kg/cm3，體積吸水率0. 5-1.8%，抗壓強度彡3. OMpa，抗折強度彡1. 2Mpa，導熱系數< 0. 08W/MK。強度較低，限制了其某些應用。中國專利CN1970485超輕低導保溫材料，以比重不大于0. 3g/cm3的粉煤灰精選漂珠為主料、以可燒盡物質和粘結劑為輔料混勻燒制而成。制品比重不大于0. 3g/cm3,強度 ^ Mkg，導熱系數350 < 0. 12。粉煤灰精選漂珠為主料，強度較低，限制了其某些應用。中國專利CN1887756發(fā)泡玻璃陶瓷制品，碎玻璃30-70%、廢陶瓷10-50% ；陶土 10-50% ；發(fā)泡劑0. 1-10%。制品密度為:0.2-1.(^/0113，抗折強度3-61^&?？拐蹚姸认鄬^低，限制了某些應用。中國專利CN101560112高性能輕質?；菽沾纱u，瓷石15 30份、低溫砂10 30份、白云石5 10份、鋰瓷石5 10份、方解石5 10份、陶瓷廢棄料30 50份、碳化硅0. 1 2份、納米高嶺土 0 1份、分散劑0 0. 5份。制品容重480-650kg/cm3，體積吸水率 0. 5-1.8%，抗壓強度 6. 0-12Mpa，導熱系數 0. 15-0. 25W(m· k)。上述專利采用不同配方，雖然都能獲得輕質陶瓷或發(fā)泡玻化陶瓷，然而其一個共同不足是，組成組份相對較多，造成各組份相互影響較大，導致對產品性能影響較大，帶來制備穩(wěn)定性差，產品性能波動大。并且有些產品不能滿足特定使用要求，例如濕法煙氣脫硫煙囪內襯層。第三有些較多采用原礦原料，導致制備成本相對高。上述不足仍有值得改進的地方。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種組成原料種類少，配比簡單， 生產穩(wěn)定性好，綜合性能好，成本低的輕質玻化發(fā)泡陶瓷。本發(fā)明目的實現，主要改進是簡化組成配料，主要采用陶瓷墻、地磚磨削料，和瓷土(也稱瓷石)和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/或皂石為原料，從而克服上述現有技術的不足，實現本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于主要組成為50-95wt %的陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，和5-50wt %的瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/或皂石細粉基質料，以及外加O-Swt %發(fā)泡劑，混合經基質料玻化溫度或以上燒結而成。本發(fā)明中陶瓷墻、地磚磨削料，是指陶瓷墻、地磚燒成后磨光過程中產生的磨削濕粉料，在本發(fā)明中作為陶瓷體細粉骨架料(脊性料)，選擇磨削料主要是從降低粉碎細化成本角度考慮(顯然其廢棄料也能利用，只是增加了細化成本)。細粉要求同現有技術，有利于獲得低容重，雖然理論上細度越細越有利于獲得更輕質容重，而且所得微孔細而均勻，但過細又會增加制造過程磨加工成本，從較好協調容重和成本角度，同現有技術較適宜為300 目-500目。陶瓷墻、地磚磨削料，如若采用碳化硅砂輪磨光，則磨削中有碳化硅微粉帶入，則可以不另加或少加發(fā)泡劑，如果磨削采用非碳化硅砂輪，則與通常制備發(fā)泡陶瓷相同，應加入通常制造發(fā)泡陶瓷用發(fā)泡劑，例如常用的碳化硅，加入量與通常制備發(fā)泡陶瓷基本相仿例如0-8wt%。發(fā)泡劑，采用純物料則加入量少，如采用含發(fā)泡劑的回用料，加量則多一些；其加入，既可以作為組成組份(內加)，也可以不作為基本組份而成為外加，內加或外加并無實質性影響，此屬于現有技術。瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/或皂石細粉，作為粘結形成強度基質料，在高溫中產生玻璃相形成結構強度，同時出現玻璃相時高粘度使得發(fā)泡在冷卻后形成封閉氣孔；其次，其相對低的體積密度也有利于獲得低容重，通過調節(jié)其用量獲得所要求制品容重。其細度同樣選擇300目-500目較為經濟。根據陶瓷墻、地磚磨削料自身比重，和最終所需輕質玻化發(fā)泡陶瓷容重，具體確定骨架料與基質料配比加入量，如果磨削料自身比重大，所需?；l(fā)泡陶瓷容重小，則加入量宜少；反之相反。通過調節(jié)陶瓷墻、地磚磨削料和瓷土等基質料兩者比例，獲得所需容重玻化發(fā)泡陶瓷，同時通過調節(jié)細粉粒徑也能調節(jié)容重。陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，與細粉基質料，更好比為65-90wt% 10-35wt% ；更優(yōu)比為80-90wt% 10_20wt%。陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，磨成細粉后容重較礦物料更輕，配比量越多越容易獲得低容重。此外，本發(fā)明中還可以加入制備陶瓷通常采用的燒結助劑(礦化劑)，例如碳酸鈣、白云石、透閃石(同時也可作基質料)、長石類等，以降低燒成溫度，加入量與通常陶瓷產品相同，例如2-10wt%，既可以作為組份內加，也可以外加，同樣無實質影響。其細度同樣選擇300目-500目較為經濟。為進一步降低成本，使生產過程物料循環(huán)利用，減少廢棄料量，本發(fā)明還可以采用本制品的廢料，代替部分陶瓷墻、地磚磨削料，代換量可以在10-50wt%之間。為提高所得制品表面光潔度，本發(fā)明組份中還可以加入2-6wt%的水洗鋰長石，作用是在燒制過程中，促進物料熔融狀態(tài)時的流平性，以獲得表面光潔度好的陶瓷體。其既可以作為組份內加，也可以外加，同樣無實質影響。其細度同樣選擇300目-500目較為經濟。本發(fā)明輕質?；l(fā)泡陶瓷制備方法，與上述現有技術制備?；l(fā)泡陶瓷基本相仿，包括物料達不到細度要求，在配料混合后通過濕法球磨至所需細度，然后脫水(例如大致10-15%含水率)，造粒或過篩孔例如6-18目，制得細顆粒(有利于物料裝缽鋪平、 并且造粒后受熱均勻燒結性好)，裝入可拆卸分離的組合模具(主要是從方便脫模角度考慮，模具周界限位，發(fā)泡時體積增大向厚度增加)，經基質料玻化溫度或以上(例如瓷土 1100-1180°C)燒制至出現玻璃相及發(fā)泡，緩慢冷卻出窯(理論上冷卻速度越慢越好)，總燒成時間約在10-16小時。本發(fā)明輕質?；l(fā)泡陶瓷，相對于現有技術，摸索采用以陶瓷墻、地磚磨削料和瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/或皂石細粉基質料為基本組成，大大簡化了組成配比，由于組成物料基本只有二種，物料間相互影響小，制造控制容易，因而制備工藝穩(wěn)定性好，批次間產品性能穩(wěn)定一致性好。而且主原料為陶瓷生產廢棄料，原料易得，還大大降低了制備成本，同時也節(jié)約了原生礦物。本發(fā)明所得?；l(fā)泡陶瓷，完全能夠滿足使用要求較高的電力行業(yè)標準DL/T901-2004 “火力發(fā)電廠煙囪(煙道)內襯防腐材料”超輕質耐酸磚，體積密度500-1000kg/m3，常溫導熱系數< 0. 25-. 035ff(m · k)，常溫抗壓強度彡8. 0-10. OMpa，體積吸水率彡5. 0%，耐酸性彡0. 9，耐熱性彡0. 9，耐水性彡0. 8的技術要求。所得制品切面基本呈均勻互不連通微細閉泡孔結構，體積密度(容重)0. 35-0. 48g/ cm3，常溫抗壓強度9. 0-9. 6Mpa，70°C (平均)導熱系數0. 168-0. 182W(m · k)，產品自然色澤(不添加色料)白基帶青，呈灰白色。
以下結合若干具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發(fā)明實質，但實施例具體細節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發(fā)明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離本發(fā)明構思的非實質性增加和/ 或改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護范圍。
具體實施例方式實施例1 江西高安瓷土 7wt%，碳化硅砂輪磨光的陶瓷地磚磨削濕粉料93wt% (含水率20% )，混合經濕法球磨10小時(約300目)，離心脫水至含水率5-10%，過篩得到6-18目顆粒粉料，將粉料裝入組合圍框耐火盒缽窯具，經1180°C高溫燒制13小時左右出窯。得到容重0. 35g/cm3,常溫耐壓強度9Mpa輕質發(fā)泡?；沾砂?。實施例2 瓷土 20Wt%，碳化硅砂輪磨光的陶瓷地磚磨削濕粉料80Wt% (含水率 20%),混合經濕法球磨10小時(約300目)，離心脫水至含水率5-10%，過篩得到6-18目顆粒粉料，將粉料裝入組合圍框耐火盒缽窯具，經1165°C高溫燒制12小時左右出窯。得到容重0. 4g/cm3,常溫耐壓強度9. 2Mpa輕質發(fā)泡玻化陶瓷板。實施例3 瓷土 35wt%，碳化硅砂輪磨光的陶瓷地磚磨削濕粉料48wt% (含水率 20%),本制品廢料17wt %，外加碳酸鈣5wt %、白云石4. 5wt %、純碳化硅細粉0. 5wt %，混合經濕法球磨15小時(約350目)，離心脫水至含水率5-10%，過篩得到6-18目顆粒粉料，將粉料裝入組合圍框耐火盒缽窯具，經1140°C高溫燒制11. 5小時左右出窯。得到容重 0. 45g/cm3,常溫耐壓強度9. 5Mpa輕質發(fā)泡?；沾砂?。實施例4 瓷土 45wt%，非碳化硅砂輪磨光的陶瓷地磚磨削濕粉料45wt% (含水率20 % )，本制品廢料IOwt %，外加碳酸鈣5wt %、白云石%、水洗鋰長石3wt %，純碳化硅微粉lwt%，混合經濕法球磨18小時(約400目)，離心脫水至含水率5-10%，過篩得到 6-18目顆粒粉料，將粉料裝入組合圍框耐火盒缽窯具，經1135°C高溫燒制10小時左右出窯。得到容重0. 48g/cm3，常溫耐壓強度9. 6Mpa輕質發(fā)泡?；沾砂澹砻婀鉂嵍葍?yōu)于前3 例所得陶瓷板。化學組成:Si0265. 96%, Fe2O3I- 47%,A120317. 14%,Ca06. 95%，MgOl. 2%, Κ202· 48%, Na203. 82%。實施例5 瓷土 ^wt%，滑石8wt%，非碳化硅砂輪磨光的陶瓷墻磚磨削濕粉料 64wt % (含水率20 % )，外加碳酸鈣5wt %、白云石5wt %、碳化硅細粉3wt %，混合經濕法球磨18小時(約400目)，離心或旋轉脫水至含水率5-10%，過篩得到6-18目顆粒粉料，將粉料裝入組合圍框耐火盒缽窯具，經1160°C高溫燒制12小時左右出窯。得到容重0. 46g/ cm3,常溫耐壓強度9. 5Mpa輕質發(fā)泡玻化陶瓷板。實施例6 瓷土 33wt%，滑石5wt%，透閃石8wt%，皂石，碳化硅砂輪磨光的陶瓷地磚磨削濕粉料50wt % (含水率20 % )，外加碳酸鈣5wt %，白云石%，碳化硅微粉 Iwt %，混合經濕法球磨18小時，離心脫水至含水率5-10%，過篩得到6-18目顆粒粉料，將粉料裝入組合圍框耐火盒缽窯具，經1165°C高溫燒制12小時左右出窯。得到容重0. 43g/ cm3,常溫耐壓強度9. 6Mpa輕質發(fā)泡玻化陶瓷板。以上發(fā)泡陶瓷切面，均顯示微細不連通微閉孔結構，耐酸性試驗(40%硫酸浸30 天)0. 97，耐熱性試驗(2000C X 4h) 0.96，耐水性試驗(水中浸泡30天)0. 92，試驗按GB/T5072-2008 方法。對于本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公開內容及常識直接導出或聯想到的一些變形，本領域普通技術人員將意識到也可采用其他方法，或現有技術中常用公知技術的替代，以及特征間的相互不同組合，例如可以單獨采用滑石、彭潤土、透閃石、皂石代替瓷土，發(fā)泡劑還可以采用其他生產發(fā)泡陶瓷用發(fā)泡劑，及含有發(fā)泡劑的非純料，在給出的配比范圍內調整物料的配比，等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬于本專利保護范圍。同制備其他陶瓷制品，本發(fā)明中除骨架料和基質料外，其他功能性添加料既可采用內加(100%內)，也可采用外加(100%外)，因加入量少實質影響均不顯著。實施例中采用外加方式計量，如果將其作為內加所得制品實測結果無實質性影響。
權利要求
1.輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于主要組成為50-95wt%的陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，和5-50wt %的瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/或皂石細粉基質料，以及外加O-Swt %發(fā)泡劑，混合經基質料?；瘻囟然蛞陨蠠Y而成。
2.根據權利要求1所述輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于主要組成為65-90wt%的陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，和10-35wt%的瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/ 或皂石細粉基質料，以及外加O-Swt%發(fā)泡劑。
3.根據權利要求2所述輕質玻化發(fā)泡陶瓷，其特征在于主要組成為80-90wt%的陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，和10-20wt%的瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/ 或皂石細粉基質料，以及外加O-Swt%發(fā)泡劑。
4.根據權利要求1、2或3所述輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于用本制品廢料代替 10-50wt %陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料。
5.根據權利要求1、2或3所述輕質玻化發(fā)泡陶瓷，其特征在于還外加2-10wt%的燒結助劑。
6.根據權利要求1、2或3所述輕質玻化發(fā)泡陶瓷，其特征在于還外加2-6wt%的水洗鋰長石。
7.根據權利要求5所述輕質玻化發(fā)泡陶瓷，其特征在于還外加2-6wt%的水洗鋰長石。
8.根據權利要求4所述輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于還外加2-6wt%的水洗鋰長石及2-10wt%的燒結助劑。
9.根據權利要求1、2或3所述輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于物料細度為300目-500目。
10.根據權利要求7或8所述輕質?；l(fā)泡陶瓷，其特征在于物料細度為300目-500目。
全文摘要
本發(fā)明是對輕質?；l(fā)泡陶瓷的改進，其特征在于主要組成為50-95wt％的陶瓷墻、地磚磨削濕粉骨架料，和5-50wt％的瓷土和/或滑石和/或彭潤土和/或透閃石和/或皂石細粉基質料，以及外加0-8wt％發(fā)泡劑，混合經基質料玻化溫度或以上燒結而成。簡化了組成配比，組成物料基本只有二種，物料間相互影響小，制造控制容易，因而制備工藝穩(wěn)定性好，批次間產品性能穩(wěn)定一致性好。主原料為陶瓷生產廢棄料，原料易得，還大大降低了制備成本，同時也節(jié)約了原生礦物。所得制品切面基本呈均勻互不連通微細閉泡孔結構，體積密度(容重)0.35-0.48g/cm3，常溫抗壓強度9.0-9.6Mpa，70℃(平均)導熱系數0.168-0.182W(m·k)，產品自然色澤(不添加色料)白基帶青，呈灰白色。
文檔編號C04B38/02GK102399090SQ201010283699
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權日2010年9月15日
發(fā)明者楊春, 邵玲子 申請人:江蘇賽宇環(huán)?？萍加邢薰?br>