本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種保溫陶瓷裝飾復(fù)合板及其制備方法。

背景技術(shù)：

赤泥亦稱紅泥，是鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業(yè)固體廢物，氧化鐵含量較高，外觀與赤色泥土相似，因而得名。一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.5噸赤泥，近些年來，全球每年的鋁產(chǎn)量超過了4000萬噸，在這個產(chǎn)量的背后是約9000萬噸左右的赤泥被排放出來，而這個可怕的數(shù)字僅僅是一年的赤泥排放量。如果算上歷年的積累，產(chǎn)生的赤泥總量更是高得嚇人。僅僅我國累積堆存的赤泥就已經(jīng)達到3.5億噸。這意味著大量寶貴的土地不得不用來存放這些廢棄物。而這些土地一旦存放了赤泥，就很難再用作耕地或建設(shè)用地。而且，赤泥中含有大量強腐蝕性的氫氧化鈉，有的還含有有毒的重金屬甚至放射性元素，這些有害物質(zhì)一旦滲入土壤或者河流，將造成很嚴重的污染。如果堆存赤泥的場所由于自然或者人為原因發(fā)生泄露，造成的危害將更加嚴重。2010年10月4日，位于匈牙利西部城市奧伊考（Ajka）的一家鋁廠，存放赤泥的人工湖突然發(fā)生潰壩事故，高達100萬立方米的赤泥外泄，影響到周圍的多個村莊并最終流入多瑙河。這次事故導(dǎo)致10人死亡，100多人受傷，40平方公里的土地受到影響，造成了嚴重的環(huán)境災(zāi)難。

黃河污泥沙（yellow river silt）是一種大自然廢棄物，屬于硅酸鹽類礦物質(zhì)原料，同時也是一種可利用的寶貴資源。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：黃河年平均輸沙量高達16億噸，除其中少量約3億噸進入河道或田間外，其余大部分（13億噸）逐年累積，給渠道河道安全工作帶來危害，黃河泥沙的逐漸沉積，河床逐漸抬高，也是造成黃河災(zāi)害的主要原因。

中國專利CN102603356A公開一種保溫裝飾陶瓷板及其生產(chǎn)方法，它是由沸石、珍珠巖微粉、凝灰?guī)r、劣質(zhì)陶泥、劣質(zhì)高嶺土、碳酸鈣、滑石、螢石、黑碳化硅、膨潤土、無水偏硅酸鈉、腐植酸鈉、三聚磷酸鈉、甲基纖維素鈉制成，該發(fā)明利用膨脹珍珠巖礦開采及深加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物：沸石、膨潤土、凝灰?guī)r及珍珠巖微粉等，在1205～1280℃，利用陶瓷輥道窯裸磚生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)出的導(dǎo)熱系數(shù)小于0.1 W/(m.k)、吸水率小于0.5％、抗折強度大于3.5 MPa、內(nèi)照射指數(shù)低于0.3、外照射指數(shù)低于0.6、耐火等級為A1級、厚度30～60 mm、具有保溫與裝飾的陶瓷制品，因此可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)室外、公眾場合或家庭居室的保溫裝飾裝修。

中國專利CN105669173A公開了一種綜合利用珍珠巖廢棄物生產(chǎn)的保溫裝飾陶瓷板及其生產(chǎn)方法，其基體配方組成為：珍珠巖微粉25%~100%，膨脹珍珠巖微粉20%～80%，廣東黑泥2%～25%，石灰石0～10%，螢石0.1%～5%，黑碳化硅0.1%～2%，膨潤土0.5%～15%，九水偏硅酸鈉0.1%～5%，腐植酸鈉0.1%～0.5%，三聚磷酸鈉0.1%～1.0%。釉料配方組成為：膨化珍珠巖微粉50%～90%，低溫熔塊50%～90%，氧化鋅0.1%～5%，螢石0.1%～5%，磷灰石0～5%，三聚磷酸鈉0.1%～2.0%，高嶺土0.5%～5%，甲基纖維素鈉0.1%～0.5%。生產(chǎn)方法特征是：在900～1050℃低溫下輥道窯裸體燒成。燒成后可以得到吸水率0.5%以內(nèi)、體積密度小于500 kg/m^3、斷裂模數(shù)大于3.5 MPa、導(dǎo)熱系數(shù)小于0.08 W/(m.k)，燃燒級別為A級的保溫裝飾陶瓷板。

現(xiàn)有發(fā)泡陶瓷復(fù)合板主要是以珍珠巖為原料，而珍珠巖作為稀缺功能性礦物材料價格昂貴，資源稀缺，另一方面大宗固體廢物譬如黃河污泥沙、赤泥等又得不到資源化利用，這些都制約發(fā)泡陶瓷復(fù)合板和保溫裝飾材料的應(yīng)用和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種保溫陶瓷裝飾復(fù)合板及其制備方法，以解決上述問題。

具體地，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種保溫陶瓷裝飾復(fù)合板，包括發(fā)泡陶瓷底層和增韌陶瓷面層，所述發(fā)泡陶瓷底層的原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：黃河污泥沙30%～60％、拜耳法赤泥5%～30％、珍珠巖微粉1％～55％、堿矸5％～10％、膨潤土1％～15％、螢石0.2％～2.0％、綠碳化硅收塵粉0.1％～1％和三聚磷酸鉀0.1%～0.5％。

基于上述，所述綠碳化硅收塵粉為碳化硅磨料加工時收塵器內(nèi)粉末，綠碳化硅含量＞92%，8000目篩余小于0.3%。

基于上述，所述增韌陶瓷面層的原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：珍珠巖微粉80％～95％，硅灰石1％～10％，膨潤土1％～10％，螢石1％～2％，三聚磷酸鉀0.1％～0.5％，納米硅酸鋯0.5％～5％，色料0～10％。

基于上述，它的寬度為300～1200 mm，長度為300～2400 mm，厚度為16～120 mm。

基于上述，所述增韌陶瓷面層的厚度為3～7 mm。

一種上述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的制備方法，包括以下步驟：

球磨 將所述發(fā)泡陶瓷底層的原料和所述增韌陶瓷面層的原料分別和水混合進行球磨加工，制得發(fā)泡陶瓷泥漿和增韌陶瓷泥漿；對所述發(fā)泡陶瓷泥漿和所述增韌陶瓷泥漿分別進行過篩、陳腐處理，制得發(fā)泡陶瓷漿料和增韌陶瓷漿料；

噴霧干燥 分別對所述發(fā)泡陶瓷漿料和所述增韌陶瓷漿料進行噴霧干燥、陳腐處理，制得含水率均為9±0.5％的發(fā)泡陶瓷粉料和增韌陶瓷粉料；

干壓成型 先布所述增韌陶瓷粉料，再回填所述發(fā)泡陶瓷粉料，制得預(yù)坯體，然后干壓所述預(yù)坯體制得坯體；

成品制備 對所述坯體進行干燥、裝飾、燒制處理，得到所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板。

基于上述，所述研磨的步驟包括：將所述發(fā)泡陶瓷底層的原料和水混合進行球磨加工，制得細度為2.0±0.2%（篩余干比），流速以涂四杯計為40±15 s，比重為1.50±0.05，含水率為46±2％的發(fā)泡陶瓷泥漿；將所述增韌陶瓷面層的原料和水混合進行球磨加工，制得細度為0.5±0.2%（篩余干比），流速以涂四杯計為40±15 s，比重為1.60±0.05，含水率36±2％的增韌陶瓷泥漿；將所述發(fā)泡陶瓷泥漿和所述增韌陶瓷泥漿分別過20～60目篩，陳腐≥48 h，制得所述發(fā)泡陶瓷漿料和所述增韌陶瓷漿料。

基于上述，所述干壓成型的過程中，在25～50 MPa將所述預(yù)坯體壓制成厚度為10～60 mm的所述坯體，所述坯體中所述發(fā)泡陶瓷粉料的填充厚度為5～10 mm。

基于上述，在所述成品制備的過程中，將所述坯體在25～220℃干燥80～240 min，使所述坯體的含水率＜0.5％。

基于上述，在所述成品制備的過程中，所述坯體經(jīng)過裝飾后進行燒制處理，該燒制處理的步驟包括：裝飾后的所述坯體在180～220℃抽濕排潮10～15 min；然后在250～650℃預(yù)熱干燥15～20 min；預(yù)熱干燥后的所述坯體在650～950℃烘烤干燥20～25 min；烘烤干燥后的所述坯體在950～1050℃氧化分解25～30 min；氧化分解后的所述坯體在1050～1120℃玻化熔融25～30 min；熔融后的所述坯體在1120～1150℃膨脹發(fā)泡25～30 min；發(fā)泡后的所述坯體在1150～650℃急速冷卻5～10 min；然后在650～250℃緩慢退火60～90 min，最終在250～50℃冷卻15～20 min，完成無墊板裸體發(fā)泡燒制，制得所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板。

經(jīng)檢測，本發(fā)明提供的所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.05～0.1 W/(m.k)，體積密度為200～500 g/cm³ ，抗折強度大于3.0 MPa，垂直于板面的抗拉強度大于0.50 MPa，體積吸水率小于0.5%，燃燒等級為A級，面層抗沖擊強度大于3 J，面層莫氏硬度大于6。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的保溫陶瓷裝飾復(fù)合板包括發(fā)泡陶瓷底層和增韌陶瓷面層，因此其具備發(fā)泡陶瓷和增韌陶瓷的雙重優(yōu)點，既輕質(zhì)保溫，又具有較大的機械強度；同時以所述黃河污泥沙和所述拜耳法赤泥為主料，以所述綠碳化硅收塵粉作為造孔劑，成本較低，也有利于環(huán)保；以所述螢石為助熔劑，在1050～1120℃具有助融作用，其富含氟化鈣玻璃化液相粘度低，在陶瓷外表面形成玻璃封閉殼，在1120～1180℃與所述干堿中的水反應(yīng)，形成耐火氧化物陶瓷殼體，對所述發(fā)泡陶瓷具有保護作用，也可以增強其機械強度；同時所述三聚磷酸鉀對所述干堿、所述膨潤土、所述珍珠巖微粉、所述拜耳法赤泥有極好的解膠減水作用，還有助磨作用和分散作用，能大大提高球磨效率和節(jié)能；另外，本發(fā)明提供的所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的制備方法簡單，方便工業(yè)應(yīng)用。

具體實施方式

下面通過具體實施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

以下各實施例中采用如下組分的黃河污泥沙、拜耳法赤泥、珍珠巖微粉、膨潤土及硅灰石：

所述黃河污泥沙細度≥100目，其包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：SiO₂ 60%～62%，Al₂O₃ 12%～14%，F(xiàn)e₂O₃ 4%～6%，CaO 6%～8%，MgO 1.5%～2.5%，Na₂O 1.5%～2.5%，K₂O 2.0%～3.0%，燒失8%～9％，含水率＜5%；

所述拜耳法赤泥包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：SiO₂ 68%～70%，Al₂O₃ 12%～14%，F(xiàn)e₂O₃＜0.5%，Na₂O 0.5%～1.0%，K₂O 1.0%～2.0%，Li₂O＞1.5%，CaO＜1.5%，MgO＜2.5%，燒失＜13%，燒白度＞80度；

所述的珍珠巖微粉包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：SiO₂ 72%～74%，Al₂O₃ 12%～14%，F(xiàn)e₂O₃＜0.8%，Na₂O 2.0%～3.0%，K₂O 2.0%～3.0%，Li₂O＞1.5%，CaO＜0.8%，MgO＜0.2%，燒失5%～7%；

所述的膨潤土包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：SiO₂ 68%～70%，Al₂O₃ 12%～14%，F(xiàn)e₂O₃＜0.5%，Na₂O 0.5%～1.0%，K₂O1.0%～2.0%，Li₂O＞1.5%，CaO＜1.5%，MgO＜2.5%，燒失＜13%，燒白度＞80度；

所述的硅灰石純度＞92%，白度＞85度，F(xiàn)e₂O₃＜0.2%，水分＜0.2%，燒失＜0.5%，細度≥200目；所述三聚磷酸鉀中 K₅P₃O₁₀≥90%；所述螢石中CaF₂≥65%。

實施例1

本實施例提供的保溫陶瓷裝飾復(fù)合板包括發(fā)泡陶瓷底層和增韌陶瓷面層；

所述發(fā)泡陶瓷底層的原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：黃河污泥沙58%、拜耳法赤泥30%、堿矸4%、珍珠巖微粉1%、信陽膨潤土6%、螢石0.3%、綠碳化硅收塵微粉0.5%、三聚磷酸鉀0.2%。

所述增韌陶瓷面層的原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：珍珠巖微粉92％、硅灰石2％、膨潤土3％、螢石1％、三聚磷酸鉀0.2％，硅酸鋯1.8％。

具體步驟為：

球磨 將所述發(fā)泡陶瓷底層的原料水按質(zhì)量比為1：0.75混合進行球磨加工，制成細度為2.0±0.2%（篩余干比），流速以涂四杯計為40±15秒，比重為1.50±0.05，含水率為46±2％的發(fā)泡陶瓷泥漿，所述發(fā)泡陶瓷泥漿過20目，40目，60目三道篩，陳腐48小時，制得發(fā)泡陶瓷漿料；所述增韌陶瓷面層的原料分別和水按質(zhì)量比為1：0.75混合進行球磨加工，制成細度為0.5±0.2%（篩余干比）、流速以涂四杯計為40±15秒、比重為1.60±0.05、含水率為36±2％的增韌陶瓷泥漿；所述增韌陶瓷泥漿過20目、40目、60目三道篩，陳腐48小時，制得增韌陶瓷漿料；

噴霧干燥 分別對所述發(fā)泡陶瓷漿料和所述增韌陶瓷漿料進行噴霧干燥，制成含水率均為9±0.5％發(fā)泡陶瓷粉料和增韌陶瓷粉料，陳腐48小時；

干壓成型 先布所述發(fā)泡陶瓷粉料，再回填所述增韌陶瓷粉料，制得預(yù)坯體，將所述預(yù)坯體干壓成坯體，成型壓力為35 MPa，所述坯體的厚度為17 mm，寬度為400mm，長度為650mm，所述坯體中所述增韌陶瓷粉料的填料厚度為6.5 mm；

成品制備 所述坯體在溫度≤220℃進行干燥120 min，干燥后的所述坯體含水率≤0.5％；干燥后的所述坯體經(jīng)四色輥筒印刷成意大利木紋石效果，并經(jīng)干粒機布干粒熔塊釉，并噴施固定劑，進行裝飾；裝飾后的所述坯體進行燒制處理，該燒制處理的步驟包括：將裝飾后的所述坯體在溫度180～220℃抽濕排潮10 min；然后在溫度250～650℃預(yù)熱干燥15 min；然后在溫度650～950℃烘烤干燥20 min；烘烤干燥后的所述坯體在950～1050℃氧化分解25 min；然后在1050～1120℃?；廴?5 min；熔融后的所述坯體在1120～1150℃膨脹發(fā)泡25 min；發(fā)泡后的所述坯體在1150～650℃急速冷卻5 min；然后在650～250℃緩慢退火60 min；最后250～50℃冷卻15 min，完成無墊板裸體發(fā)泡燒制，制得所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板。

經(jīng)檢測，本實施例提供的所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的厚度為35 mm、寬度為650 mm、長度為1150 mm，體積密度為180 g/cm³，導(dǎo)熱系數(shù)為0.058W/(m.k)，抗折強度為5.8 MPa，垂直于板面的抗拉強度為2.50 MPa，體積吸水率為0.47%，燃燒等級為A級，面層抗沖擊強度為3 J，面層莫氏硬度為6。因此，所述所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板具有輕質(zhì)、保溫、防火和機械強度良好的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。

實施例2

本實施例提供的保溫陶瓷裝飾復(fù)合板與實施例1的不同之處在于：

所述發(fā)泡陶瓷原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：黃河污泥沙40%、赤泥25%、堿矸5%、珍珠巖微粉20%、信陽膨潤土9%、螢石0.3%、綠碳化硅收塵微粉0.5%、三聚磷酸鉀0.2%；

所述增韌陶瓷原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：珍珠巖微粉85％、硅灰石6％、膨潤土3％、螢石0.8％、三聚磷酸鉀0.2％，硅酸鋯5％；

所述干壓成型步驟中：先布所述發(fā)泡陶瓷粉料，再回填所述增韌陶瓷粉料，制得預(yù)坯體，將所述預(yù)坯體干壓成坯體，成型壓力為45 MPa，所述坯體的厚度為25 mm，寬度為400mm，長度為650mm，所述坯體中所述增韌陶瓷粉料的填料厚度為6.5 mm；

所述成品制備的步驟中，裝飾后的所述坯體進行燒制處理，該燒制處理的步驟包括：將裝飾后的所述坯體在溫度180～220℃抽濕排潮15 min；然后在溫度250～650℃預(yù)熱干燥20 min；然后在溫度650～950℃烘烤干燥25 min；烘烤干燥后的所述坯體在950～1050℃氧化分解30 min；然后在1050～1120℃?；廴?0 min；熔融后的所述坯體在1120～1150℃膨脹發(fā)泡30 min；發(fā)泡后的所述坯體在1150～650℃急速冷卻10 min；然后在650～250℃緩慢退火90 min；最后250～50℃冷卻20 min，完成無墊板裸體發(fā)泡燒制，制得所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板。

經(jīng)檢測，所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的厚度為51 mm、寬度為800 mm、長度為1300 mm，體積密度為247 g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.057W/(m.k)，抗折強度為4.65 MPa，垂直于板面的抗拉強度為2.50 MPa，體積吸水率為0.43%，燃燒等級為A級，面層抗沖擊強度為10 J，面層莫氏硬為度6。因此，所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板具有輕質(zhì)、保溫、防火和機械強度良好的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。

實施例3

本實施例提供的保溫陶瓷裝飾復(fù)合板與實施例1的不同之處在于：

所述發(fā)泡陶瓷原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：黃河污泥沙35%、赤泥15%、堿矸5%、珍珠巖微粉30%、信陽膨潤土4%、螢石0.3%、綠碳化硅收塵微粉0.5%、三聚磷酸鉀0.2%；

所述增韌陶瓷原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：珍珠巖微粉95％、硅灰石1％、膨潤土2％、螢石0.8％、三聚磷酸鉀0.2％，硅酸鋯1％；

經(jīng)檢測，所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的厚度為45 mm、寬度為720 mm、長度為1170 mm，體積密度為280 g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.081 W/(m.k)，抗折強度為8.87 MPa，垂直于板面的抗拉強度為3.74 MPa，體積吸水率為0.46%，燃燒等級為A級，面層抗沖擊強度為10 J，面層莫氏硬度為6。因此，所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板具有輕質(zhì)、保溫、防火和機械強度良好的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。

實施例4

本實施例提供的保溫陶瓷裝飾復(fù)合板與實施例1的不同之處在于：

所述發(fā)泡陶瓷原料包括以下質(zhì)量百分數(shù)的組分：黃河污泥沙30%、赤泥10%、堿矸5%、珍珠巖微粉52%、信陽膨潤土7%、螢石0.3%、綠碳化硅收塵微粉0.5%、三聚磷酸鉀0.2%；

所述成品制備的步驟中，裝飾后的所述坯體進行燒制處理，該燒制處理的步驟包括：將裝飾后的所述坯體在溫度180～220℃抽濕排潮15 min；然后在溫度250～650℃預(yù)熱干燥20 min；然后在溫度650～950℃烘烤干燥25 min；烘烤干燥后的所述坯體在950～1050℃氧化分解30 min；然后在1050～1120℃玻化熔融25 min；熔融后的所述坯體在1120～1150℃膨脹發(fā)泡25 min；發(fā)泡后的所述坯體在1150～650℃急速冷卻5 min；然后在650～250℃緩慢退火80 min；最后250～50℃冷卻20 min，完成無墊板裸體發(fā)泡燒制，制得所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板。

經(jīng)檢測，所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板的厚度為41 mm、寬度為660 mm、長度為1070 mm，體積密度為310 g/cm3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.085 W/(m.k)，抗折強度為12.34 MPa，垂直于板面的抗拉強度為5.74 MPa，體積吸水率為0.11%，燃燒等級為A級，面層抗沖擊強度為10 J，面層莫氏硬度為6。因此，所述保溫陶瓷裝飾復(fù)合板具有輕質(zhì)、保溫、防火和機械強度良好的優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。

最后應(yīng)當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當中。