CN102040368A - 具有装饰和耐磨防污的泡沫陶瓷保温材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有装饰和耐磨防污的泡沫陶瓷保温材料，它包括采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料制成的坯体，采用5-15％wt高岭土、1-5％wt膨润土、15-40％wt钾钠长石、30-60％wt锂瓷石、5-15％wt碳酸钙、5-15％wt硅酸锆、0-8％wt萤石和氟碳表面活性剂为原料制成的釉料，在坯体表面施釉料后，将坯体进行干燥，将施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1140-1250℃温度下保温20-60分钟烧制而成。本发明所述泡沫陶瓷保温材料具有的优点：一是无毒、无味、无放射，保温、隔热隔音、阻燃防火性能好；二是物理化学稳定性好，不易老化和变形，耐用性强，使用寿命长；三是不渗水、缩釉和开裂，抗侵蚀能力强，制造和施工安装都很方便，成本较低；再是表面釉层耐磨损，防污性能好，能提高和保持装饰效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温材料，尤其是用于建筑且集装饰和耐磨防污于一体的泡沫陶瓷保温材料。
背景技术
目前国内外用于建筑节能的保温材料主要有无机保温材料和有机保温材料以及复合保温材料。其中有机类保温材料主要有聚苯乙烯塑料板(EPS和XPS)；无机保温材料主要有岩棉板、矿棉板、玻璃棉毡、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、发泡水泥等；复合保温材料主要有聚苯颗粒和水泥的复合材料，如胶粉聚苯颗粒保温材料。这些保温材料内部存在有大量的微孔结构，且表观密度较小，它们具有较好的保温、隔热、隔音性能。但这些保温材料存在有下列问题：一是有机保温材料普通存在易燃、有毒、耐候性较差，物理化学稳定性低，容易老化，施工比较麻烦，耐用性不强，使用寿命不长，同时还存在有机保温材料与无机墙界面不匹配，易发生收缩变形和空鼓。二是无机保温材料存在吸湿性强、易渗水和开裂，微孔结构在外力作用下易变形或被破坏，抗侵蚀能力弱等。再是复合保温材料存在有制造工艺复杂，制造成本高。针对这些问题，本申请人在2009年4月8日申请了一项泡沫陶瓷节能保温装饰墙面砖的发明专利(申请号为2009101278244)，它不仅较好地解决了上述各种保温材料存在的问题，而且使墙面砖表面可形成各种各样的装饰效果，但由于泡沫陶瓷节能保温装饰墙面砖是经过高温发泡工艺制成的，其墙面砖表面保护层很薄，在使用和运输中容易把表面层磨破，使其内部相互独立的孔洞露出，造成墙面砖容易吸污，降低了墙面砖表面的防污性，使墙面砖的装饰效果不佳。
发明内容
针对上述泡沫陶瓷节能保温装饰墙面砖存在的问题，本发明提供了一种不仅具有保温、隔热隔音，且耐磨防污，装饰效果更好的泡沫陶瓷保温材料。
本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述具有装饰和耐磨防污的泡沫陶瓷保温材料包括采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料制成的坯体，采用高岭土、膨润土、钾钠长石、锂瓷石、碳酸钙、硅酸锆、萤石和氟碳表面活性剂为原料制成的釉料，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将工业废渣、可塑粘土、熔剂、成孔剂和适量的水进行混合球磨形成坯浆料，
(2)将坯浆料进行喷雾干燥或脱水练泥，再进行陈腐形成粉料或泥段，
(3)用压砖机将粉料加入到模具中进行压力成型制成坯体，或用练泥机和模具将泥段挤制制成坯体，
(4)将5-15％wt的高岭土、1-5％wt的膨润土、15-40％wt的钾钠长石、30-60％wt的锂瓷石、5-15％wt的碳酸钙、5-15％wt的硅酸锆、0-8％wt的萤石和适量的水混合球磨和过滤制成比重为1.3-1.9g/cm3的釉浆料，再在釉浆料中加入釉浆料总重量为0.001-0.1％的氟碳表面活性剂，充分搅拌制成釉料，
(5)在坯体表面施釉料后，将坯体进行干燥，
(6)将施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1140-1250℃温度下保温20-60分钟烧制而成。
所述釉料层厚度为0.2-0.8毫米，所述窑炉为连续辊道窑或间歇窑炉。
在上述制备方法步骤中，所述压力成型可以采用干压或半干压成型，也可采用压力挤制成型。
本发明所述具有装饰和耐磨防污泡沫陶瓷保温材料的比重为0.4-1.0g/cm3，导热系数为0.05-0.1W/m.k，抗折强度≥3MPa，抗压强度≥15MPa。
本发明所述具有装饰和耐磨防污泡沫陶瓷保温材料是在现有保温材料表面上施有一层耐磨、不易开裂、不易缩釉、不产生针孔的混合釉料，使保温材料不仅保温、隔热隔音，且更耐磨防污，装饰效果更美观耐用。其形成机理是：由于陶瓷配料中加入的成孔剂细度很小，成孔剂可均匀分散在陶瓷基体中形成孔源，随着烧制温度的升高，当烧制温度达到成孔剂分解温度时，成孔剂开始分解反应，放出CO2、SO2等气体，而这时坯体已烧结至玻化状态，内含有的大量的高温粘稠液相(玻璃相)，分解出来的气体被封在坯胎中，随着气体的继续分解和温度的升高，气体膨胀压力升高，气孔增大，坯胎也随之膨胀，当烧制温度和时间达到设定值时，气体膨胀到一定体积后被封在坯胎中而保持平衡，冷却后在坯胎中形成无数个相互独立的气孔，从而可使陶瓷坯体中形成无数个互不连通的、呈网状结构的蜂窝状微孔。再是在具有微孔结构的坯体表面施有釉料，由于本发明所述的釉料是一种含有钾、钠、锂、锆、钙的混合釉，因而可避免采用单一的锆釉、钙釉、锂釉、镁釉或长石釉施于坯体上在烧制中容易出现针孔、缩釉和开裂等缺陷的问题，提高了釉层表面的耐磨性，使坯体内孔洞始终不会外露，同时在釉料中又加入了氟碳表面活性剂，因而可降低落釉料的表面张力，使釉料在坯体表面上能形成良好无应力的平整光滑又致密的表面层，提高了釉料能随坯体体积膨胀而调整铺展流动的性能，使釉料与坯体牢固结合成整体。
本发明所述具有装饰和耐磨防污泡沫陶瓷保温材料具有的优点：一是无毒、无味、无放射，保温、隔热隔音、阻燃防火性能好；二是物理化学稳定性好，不易老化和变形，耐用性强，使用寿命长；三是不渗水、缩釉和开裂，抗侵蚀能力强，制造和施工安装都很方便，成本较低；再是表面釉层耐磨损，防污性能好，能提高和保持装饰效果。
本发明所述在坯体表面施釉的方法可采用：淋釉、喷釉、甩釉、印釉或其结合方式，在坯体表面上使用丝网印刷或滚筒印花工艺，可在坯体表面印制出各种纹理和图案，达到自然、和谐和美观效果。
具体实施方式
本发明所述装饰和耐磨防污的泡沫陶瓷保温材料制造的优选方式是：
(1)先将15-65％wt的工业废渣、10-45％wt的可塑粘土、15-60％wt的熔剂、10-45％wt且细度为1-100μm的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成坯浆料，
(2)然后将坯浆料进行喷雾干燥，再陈腐24小时形成粉料，粉料水份控制在6.0-9.0％，
(3)将粉料加入到压砖机模具中进行干压成型制成坯体，
(4)将5-15％wt的高岭土、1-5％wt的膨润土、15-40％wt的钾钠长石、30-60％wt的锂瓷石、5-15％wt的碳酸钙、5-15％wt的硅酸锆、0-8％wt的萤石和适量的水混合球磨和过滤制成比重为1.3-1.9g/cm3的釉浆料，再在釉浆料中加入釉浆料总重量为0.001-0.1％的氟碳表面活性剂，充分搅拌制成釉料，
(5)在坯体表面施釉料后，将坯体进行干燥，
(6)将施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1140-1250℃温度下保温20-60分钟烧制而成。
将上述烧制后的坯体按工艺要求进行切割和磨削，制成各种不同规格型号的保温材料。
所述工业废渣为电厂或锅炉排出的灰渣，也可是抛光砖废渣。所述可塑粘土为高岭土、膨润土、球土、红泥、黄泥中的一种或其组合；所述熔剂为钾长石、钠长石、滑石中一种或其组合。
实施例1，
(1)先将40％wt的工业废渣、15％wt的可塑粘土、30％wt的熔剂、15％wt且细度为1-100μm的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成坯浆料，
(2)然后将坯浆料进行喷雾干燥，再陈腐24小时形成粉料，粉料水份控制在6.0-8.0％，
(3)将粉料加入到压砖机模具中进行干压成型制成坯体，
(4)将10％wt的高岭土、3％wt的膨润土、25％wt的钾钠长石、40％wt的锂瓷石、10％wt的碳酸钙、10％wt的硅酸锆、2％wt的萤石和适量的水混合球磨和过滤制成比重为1.45g/cm3的釉浆料，再在釉浆料中加入釉浆料总重量为0.008％的氟碳表面活性剂，充分搅拌制成釉料，
(5)在坯体表面施釉料后，釉料厚度为0.2-0.8毫米，将坯体进行干燥，
(6)将施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1230℃温度下保温35分钟烧制而成。
本实施例1所述具有装饰和耐磨防污泡沫陶瓷保温材料的比重为0.62g/cm3，导热系数为0.075w/m.k，抗折强度5.2MPa，抗压强度16.8MPa。
本实施例1所述釉料的化学成份为：SiO2：64.81％、Al2O3：14.41％、ZrO2 7.5％、CaO5.45％、K2O：4.53％、Na2O：1.96％、MgO2：0.23％、Fe2O3：0.12％、LiO：0.9％、TiO2：0.09％。
实施例2，
(1)先将20％wt的工业废渣、30％wt的可塑粘土、25％wt的熔剂、25％wt且细度为1-100μm的成孔剂和适量的水进行混合球磨形成坯浆料，
(2)然后将坯浆料进行喷雾干燥，再陈腐24小时形成粉料，粉料水份控制在7.0-9.0％，
(3)将粉料加入到压砖机模具中进行干压成型制成坯体，
(4)将5％wt的高岭土、5％wt的膨润土、15％wt的钾钠长石、50％wt的锂瓷石、15％wt的碳酸钙、10％wt的硅酸锆和适量的水混合球磨和过滤制成比重为1.68g/cm3的釉浆料，再在釉浆料中加入釉浆料总重量为0.075％的氟碳表面活性剂，充分搅拌制成釉料，
(5)在坯体表面施釉料后，釉料厚度为0.2-0.8毫米，将坯体进行干燥，
(6)将施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1180℃温度下保温50分钟烧制而成。
本实施例2所述具有装饰和耐磨防污泡沫陶瓷保温材料的比重为0.86g/cm3，导热系数为0.095W/m.k，抗折强度6.1MPa，抗压强度17.3MPa。
Claims (2)
1.具有装饰和耐磨防污的泡沫陶瓷保温材料，其特征在于：它包括采用工业废渣、可塑粘土、熔剂和成孔剂为原料制成的坯体，采用高岭土、膨润土、钾钠长石、锂瓷石、碳酸钙、硅酸锆、萤石和氟碳表面活性剂为原料制成的釉料，并按下列方法步骤制造而成：
(1)先将工业废渣、可塑粘土、熔剂、成孔剂和适量的水进行混合球磨形成坯浆料，
(2)将坯浆料进行喷雾干燥或脱水练泥，再进行陈腐形成粉料或泥段，
(3)用压砖机将粉料加入到模具中进行压力成型制成坯体，或用练泥机和模具将泥段挤制制成坯体，
(4)将5-15％wt的高岭土、1-5％wt的膨润土、15-40％wt的钾钠长石、30-60％wt的锂瓷石、5-15％wt的碳酸钙、5-15％wt的硅酸锆、0-8％wt的萤石和适量的水混合球磨和过滤制成比重为1.3-1.9g/cm3的釉浆料，再在釉浆料中加入釉浆料总重量为0.001-0.1％的氟碳表面活性剂，充分搅拌制成釉料，
(5)在坯体表面施釉料后，将坯体进行干燥，
(6)将施釉干燥后的坯体置入到窑炉中，在1140-1250℃温度下保温20-60分钟烧制而成。
2.根据权利要求1所述的具有装饰和耐磨防污的泡沫陶瓷保温材料，其特征在于：所述工业废渣、可塑粘土、熔剂、成孔剂的重量百分比为：工业废渣15-65％、可塑粘土10-45％、熔剂15-60％、成孔剂10-45％。
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