本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，特別涉及到一種抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，中國(guó)陶瓷行業(yè)發(fā)展迅速，陶瓷產(chǎn)量不斷增加，中國(guó)已經(jīng)成為當(dāng)之無(wú)愧的陶瓷生產(chǎn)和貿(mào)易大國(guó)。其中，中國(guó)的建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、日用陶瓷、藝術(shù)陶瓷等在世界上占有重要位置。凡是用于修飾墻面、鋪設(shè)地面、安裝上下水管、裝備衛(wèi)生間以及作為建筑和裝飾零件用的各種陶瓷材料制品，統(tǒng)稱(chēng)為建筑陶瓷。建筑陶瓷質(zhì)地均勻，構(gòu)造致密。強(qiáng)度和硬度都較高，耐水耐磨耐化學(xué)腐蝕，耐久性好，品種繁多，是常用的建筑、裝飾及衛(wèi)生設(shè)備材料。但是，近幾年來(lái)，我國(guó)各大陶瓷產(chǎn)地都存在一些的問(wèn)題。如山東淄博，雖然建陶產(chǎn)業(yè)體系健全，但發(fā)展方式較為粗放，存在著能源、原材料枯竭，環(huán)保壓力大，節(jié)能降耗任務(wù)艱巨，企業(yè)自主創(chuàng)新能力有待加強(qiáng)；行業(yè)自律缺失等五大問(wèn)題。所以本發(fā)明致力于研究建筑陶瓷，提高材料的性能，使其在加大抗沖擊強(qiáng)度的同時(shí)，兼具耐候、耐老化的性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料及其制備方法，通過(guò)采用特定原料進(jìn)行組合，配合相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，得到的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料，其施工操作簡(jiǎn)單、抗沖擊強(qiáng)度大、耐候耐老化，能夠滿(mǎn)足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：氧化鎂4-9份、氧化鋁2-7份、二氧化硅1-5份、石英砂5-12份、煤矸石8-12份、海泡石2-5份、粘土10-18份、方解石3-6份、硅灰石2-6份、氫氧化鉀2-3份、硝酸鉀2-4份、甲基氫二氯硅烷1-4份、聚二甲基硅氧烷1-2份、分散劑1-4份、穩(wěn)定劑2-5份、偶聯(lián)劑1-2份。優(yōu)選地，所述分散劑為焦磷酸鈉、正磷酸鈉、酒石酸鈉、硅酸鈉中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為氯硅酸鈉復(fù)合物、硬脂酸鋰、苯甲酸鈣、月硅酸鈣中的任意一種。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑選自磷酸氨芐酯、雙十六烷基硼酸異丙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或幾種。所述的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：（1）按照重量份稱(chēng)取各原料；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為450-550℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鉀、硝酸鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為3-5小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100-200轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、分散劑一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速3000-5000轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為1-2MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以6-8℃/分的升溫速度升至800-900℃，然后在溫度為800-900℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.05-0.1MPa/分，成型壓力為2-5MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)2-4小時(shí)，即得成品。優(yōu)選地，所述篩孔徑為200-300目。優(yōu)選地，所述保溫箱溫度為65-75℃。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：（1）本發(fā)明的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料，以石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石、氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅為主要成分，通過(guò)加入氫氧化鉀、硝酸鉀、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、分散劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑，輔以加熱處理、球磨粉碎、加壓勻質(zhì)、過(guò)篩分選、高溫煅燒、去模脫蠟、養(yǎng)護(hù)成型等工藝，使得制備而成的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料，其施工操作簡(jiǎn)單、抗沖擊強(qiáng)度大、耐候耐老化，能夠滿(mǎn)足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。（2）本發(fā)明的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料原料廉價(jià)、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1（1）按照重量份稱(chēng)取氧化鎂4份、氧化鋁2份、二氧化硅1份、石英砂5份、煤矸石8份、海泡石2份、粘土10份、方解石3份、硅灰石2份、氫氧化鉀2份、硝酸鉀2份、甲基氫二氯硅烷1份、聚二甲基硅氧烷1份、焦磷酸鈉1份、氯硅酸鈉復(fù)合物2份、磷酸氨芐酯1份；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為450℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鉀、硝酸鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為3小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、焦磷酸鈉一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為1MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物，篩孔徑為200目；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、氯硅酸鈉復(fù)合物、磷酸氨芐酯注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以6℃/分的升溫速度升至800℃，然后在溫度為800℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.051MPa/分，成型壓力為2MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)2小時(shí)，即得成品，保溫箱溫度為65℃。制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2（1）按照重量份稱(chēng)取氧化鎂6份、氧化鋁4份、二氧化硅2份、石英砂8份、煤矸石9份、海泡石3份、粘土13份、方解石4份、硅灰石3份、氫氧化鉀2份、硝酸鉀3份、甲基氫二氯硅烷2份、聚二甲基硅氧烷1份、正磷酸鈉2份、硬脂酸鋰3份、雙十六烷基硼酸異丙酯1份；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為480℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鉀、硝酸鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為4小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、正磷酸鈉一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速4000轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為1.3MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物，篩孔徑為220目；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、硬脂酸鋰、雙十六烷基硼酸異丙酯注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以7℃/分的升溫速度升至820℃，然后在溫度為820℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.07MPa/分，成型壓力為3MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)3小時(shí)，即得成品，保溫箱溫度為67℃。制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例3（1）按照重量份稱(chēng)取氧化鎂8份、氧化鋁6份、二氧化硅4份、石英砂10份、煤矸石11份、海泡石4份、粘土16份、方解石5份、硅灰石5份、氫氧化鉀3份、硝酸鉀3份、甲基氫二氯硅烷3份、聚二甲基硅氧烷2份、酒石酸鈉3份、苯甲酸鈣4份、乙烯基三乙氧基硅烷2份；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為520℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鉀、硝酸鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為4.5小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為160轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、酒石酸鈉一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為1.7MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物，篩孔徑為250目；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、苯甲酸鈣、乙烯基三乙氧基硅烷注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以7℃/分的升溫速度升至860℃，然后在溫度為860℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.09MPa/分，成型壓力為4MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)3.5小時(shí)，即得成品，保溫箱溫度為72℃。制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。實(shí)施例4（1）按照重量份稱(chēng)取氧化鎂9份、氧化鋁7份、二氧化硅5份、石英砂12份、煤矸石12份、海泡石5份、粘土18份、方解石6份、硅灰石6份、氫氧化鉀3份、硝酸鉀4份、甲基氫二氯硅烷4份、聚二甲基硅氧烷2份、硅酸鈉4份、月硅酸鈣5份、γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷2份；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為550℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鉀、硝酸鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為5小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、硅酸鈉一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速5000轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為2MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物，篩孔徑為300目；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、月硅酸鈣、γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以8℃/分的升溫速度升至900℃，然后在溫度為900℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.1MPa/分，成型壓力為5MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)4小時(shí)，即得成品，保溫箱溫度為75℃。制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。對(duì)比例1（1）按照重量份稱(chēng)取氧化鎂4份、二氧化硅1份、石英砂5份、煤矸石8份、海泡石2份、粘土10份、方解石3份、硅灰石2份、氫氧化鉀2份、甲基氫二氯硅烷1份、聚二甲基硅氧烷1份、焦磷酸鈉1份、氯硅酸鈉復(fù)合物2份、磷酸氨芐酯1份；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為450℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、二氧化硅、氫氧化鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為3小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、焦磷酸鈉一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為1MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物，篩孔徑為200目；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、氯硅酸鈉復(fù)合物、磷酸氨芐酯注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以6℃/分的升溫速度升至800℃，然后在溫度為800℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.051MPa/分，成型壓力為2MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)2小時(shí)，即得成品，保溫箱溫度為65℃。制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。對(duì)比例2（1）按照重量份稱(chēng)取氧化鎂9份、氧化鋁7份、二氧化硅5份、石英砂12份、煤矸石12份、海泡石5份、粘土18份、硅灰石6份、氫氧化鉀3份、硝酸鉀4份、聚二甲基硅氧烷2份、硅酸鈉4份、月硅酸鈣5份、γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷2份；（2）將石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、硅灰石加入管式爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為550℃，時(shí)間為30分鐘，然后自然降溫冷卻至室溫，靜置30分鐘;（3）將氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅、氫氧化鉀、硝酸鉀、步驟（2）的混合物加入球磨機(jī)，球磨機(jī)中球料比為16:1，球磨時(shí)間為5小時(shí)，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分鐘；（4）將步驟（3）的球磨粉碎物、聚二甲基硅氧烷、硅酸鈉一起加入高速加壓勻質(zhì)機(jī)中，轉(zhuǎn)速5000轉(zhuǎn)/分鐘，壓強(qiáng)為2MPa，混合攪拌30分鐘；（5）將步驟（4）的勻質(zhì)混合物過(guò)篩分選，收集過(guò)篩混合物，篩孔徑為300目；（6）將步驟（5）的過(guò)篩混合物、月硅酸鈣、γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷注入模具中，在高溫煅燒爐中進(jìn)行加壓成型，煅燒溫度以8℃/分的升溫速度升至900℃，然后在溫度為900℃時(shí)保溫60分鐘，加壓速度為0.1MPa/分，成型壓力為5MPa；（7）將步驟（6）的煅燒模型降至室溫后，去模、脫蠟、放于氮?dú)獗叵渲叙B(yǎng)護(hù)4小時(shí)，即得成品，保溫箱溫度為75℃。制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示。將實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-2的制得的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料進(jìn)行硬度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性、耐水蒸氣性能測(cè)試這幾項(xiàng)性能測(cè)試。表1　硬度，Gpa抗彎強(qiáng)度，Mpa斷裂韌性，Mpa.m0.5耐水蒸氣性能測(cè)試實(shí)施例127.29574.3通過(guò)實(shí)施例227.19834.1通過(guò)實(shí)施例326.99623.8通過(guò)實(shí)施例427.39743.9通過(guò)對(duì)比例112.95362.1通過(guò)對(duì)比例216.36952.5通過(guò)本發(fā)明的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料，以石英砂、煤矸石、海泡石、粘土、方解石、硅灰石、氧化鎂、氧化鋁、二氧化硅為主要成分，通過(guò)加入氫氧化鉀、硝酸鉀、甲基氫二氯硅烷、聚二甲基硅氧烷、分散劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑，輔以加熱處理、球磨粉碎、加壓勻質(zhì)、過(guò)篩分選、高溫煅燒、去模脫蠟、養(yǎng)護(hù)成型等工藝，使得制備而成的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料，其施工操作簡(jiǎn)單、抗沖擊強(qiáng)度大、耐候耐老化，能夠滿(mǎn)足行業(yè)的要求，具有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的抗沖擊強(qiáng)度大的建筑用復(fù)合陶瓷材料原料廉價(jià)、工藝簡(jiǎn)單，適于大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用，實(shí)用性強(qiáng)。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3