珍珠巖基微孔閉合結(jié)構(gòu)型發(fā)泡陶瓷的制作方法
【專利說明】珍珠巖基微孔閉合結(jié)構(gòu)型發(fā)泡陶瓷
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及可應(yīng)用于防腐、阻燃、隔音降噪及保溫隔熱等技術(shù)領(lǐng)域的多孔發(fā)泡陶瓷，具體地說是一種珍珠巖基微孔閉合結(jié)構(gòu)型發(fā)泡陶瓷。
【背景技術(shù)】
[0003]目前，我國陶瓷生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅猛，現(xiàn)有陶瓷制品種類繁多，產(chǎn)品領(lǐng)域涉及日用陶瓷、工藝陶瓷、建筑用陶、化工陶瓷等諸多方面。隨著應(yīng)用環(huán)境日需漸變(民用應(yīng)用以及工業(yè)工程應(yīng)用)，陶瓷材料的性能要求不斷提高，具備特種功能的新型陶瓷材料及其制品正積極研究開發(fā)。多孔類發(fā)泡陶瓷由于其突出的優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)生產(chǎn)建設(shè)中，作為某些特定場合的專用材料，以滿足某些特殊需求。良好的防腐性能，可用于化工生產(chǎn)中化學(xué)侵蝕的防護(hù)，例如用作脫硫煙囪的內(nèi)襯材料以及在反應(yīng)塔排氣管道內(nèi)壁阻隔腐蝕氣、液流體；也可在沿海低洼、灘涂地區(qū)使用，防止海水、微生物腐蝕。質(zhì)量輕、多孔，導(dǎo)熱性低，良好的保溫隔熱性能，使其作為新型的節(jié)能材料被用于建筑物保溫系統(tǒng)中，也被用于電力、供暖等所用管道的外圍護(hù)保溫。閉孔，耐滲性又使多孔發(fā)泡陶瓷可用作極佳的封閉、阻絕類材料。較好的熱穩(wěn)定性，阻燃性，使其亦可用于建筑物防火隔離帶，特種鋼門內(nèi)襯、燒結(jié)設(shè)備等的防火材料。
[0004]傳統(tǒng)的發(fā)泡陶瓷主要以陶土礦等原料，內(nèi)加無機(jī)發(fā)泡劑，經(jīng)充分混合后，高溫?zé)贫伞，F(xiàn)有發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品普遍受技術(shù)限制，綜合性能協(xié)調(diào)困難，提高某項或某幾項性能，往往也同時造成其他性能的減弱。如在腐蝕環(huán)境下，閉孔、高耐滲性雖然提高了其防腐蝕性能，但往往也存在機(jī)械強(qiáng)度低的問題。另外，建筑保溫用發(fā)泡陶瓷雖然具備較低的導(dǎo)熱率，具有一定的保溫能力，但也容易出現(xiàn)強(qiáng)度較低，抗沖擊性差的缺點(diǎn)。還有，較多的發(fā)泡陶瓷類保溫材料由于被動要求強(qiáng)度提升，而造成燒成孔徑大小不一，影響其與墻體基層和抹面層的粘結(jié)性，存在建筑物安全性的缺陷。因此，獲得輕質(zhì)、低導(dǎo)熱率、保溫隔熱性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、切面孔徑分布均勻、防腐耐蝕、高溫阻燃的綜合性能優(yōu)異的發(fā)泡陶瓷材料對于諸多行業(yè)的發(fā)展是一件噬待解決的事情。
[0005]目前傳統(tǒng)生產(chǎn)發(fā)泡陶瓷的工藝較多采用陶瓷墻、地磚廢料為主要原料，由于各陶瓷磚生產(chǎn)產(chǎn)品不相同，在廢棄料選擇控制上造成很大的困難，容易產(chǎn)生燒成陶瓷的性能不穩(wěn)定性。以定向采用、原料把控的前端物料控制為保證發(fā)泡陶瓷產(chǎn)品批量生產(chǎn)化后性能穩(wěn)定的較為可行的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有多孔發(fā)泡陶瓷存在技術(shù)的不足，提供一種具備均一孔徑、超高孔隙率，超輕質(zhì)、低熱導(dǎo)率，阻燃、抗?jié)B、耐熱震，抗腐蝕性高、耐候性好，綜合性能優(yōu)的珍珠巖基微孔閉合結(jié)構(gòu)型發(fā)泡陶瓷，并以珍珠巖為主要原料，輔以添加料可控，保證產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性。
[0007]為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:珍珠巖基微孔閉合結(jié)構(gòu)型發(fā)泡陶瓷，其特征在于，它采用珍珠巖礦料為主要骨架料，加入塑性原料和瘠性原料，并輔以熔融助劑、成泡劑和穩(wěn)泡劑，原料破碎球磨，均勻共混，得到的混合料細(xì)粒物內(nèi)部受高溫均質(zhì)發(fā)泡、經(jīng)穩(wěn)態(tài)化，微控熔融泡徑至成品陶瓷孔徑，在玻璃化溫度區(qū)間內(nèi)燒制而成；
上述各原料的質(zhì)量百分比為:珍珠巖礦料55-85%，塑性原料5-30%，瘠性原料3-25%，熔融助劑4-20% ;所述成泡劑的用量為由珍珠巖礦料、塑性原料、瘠性原料和熔融助劑組成的混合物質(zhì)量的0.6-1.5%，穩(wěn)泡劑的用量為由珍珠巖礦料、塑性原料、瘠性原料和熔融助劑組成的混合物質(zhì)量的0-5%。穩(wěn)泡劑可穩(wěn)態(tài)控制小尺寸微泡，燒成可得均一微小孔，根據(jù)實(shí)際情況來選擇是否使用。
[0008]進(jìn)一步，所述的珍珠巖礦料優(yōu)選為65-80%，塑性原料優(yōu)選為7-25%，瘠性原料優(yōu)選為4-17%，熔融助劑優(yōu)選為4-15%。
[0009]進(jìn)一步，所述的珍珠巖礦料最優(yōu)選為70-80%，塑性原料最優(yōu)選為11-20%，瘠性原料最優(yōu)選為5-13%，熔融助劑最優(yōu)選為4-12%。
[0010]進(jìn)一步，所述的珍珠巖礦料優(yōu)選為珍珠巖原礦、珍珠巖尾礦中的一種或幾種。經(jīng)破碎球磨后珍珠巖細(xì)物料以滿足所需加工成本低量化的要求為前提，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，從實(shí)際生產(chǎn)中較高細(xì)度得到較好的輕質(zhì)容重的發(fā)泡陶瓷物性的角度出發(fā)，將細(xì)度范圍定為250-400目是合理的。
[0011]進(jìn)一步，所述的塑性原料優(yōu)選為黑泥、白泥、混合泥、高嶺土、膨潤土中的一種或幾種。塑性原料與骨架料及其他坯體坯料結(jié)合，保證坯體的可塑性和成形性，在燒制過程中，產(chǎn)生玻璃相，與骨架料粘結(jié)，形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時高粘度玻璃相形成成泡冷卻后的封閉結(jié)構(gòu)。黑泥、白泥、混合泥、高嶺土、膨潤土均為常見礦料，成分穩(wěn)定，可利用資源廣，其細(xì)度也以250-400目為宜。
[0012]進(jìn)一步，所述的瘠性原料為石英砂、葉臘石、陶瓷磚廢料中的一種或幾種；當(dāng)瘠性原料包含陶瓷磚廢料時，陶瓷磚廢料占瘠性原料質(zhì)量的10-20%。坯體中的瘠性原料可提高高溫液相粘度，防止坯體高溫熔融流變。本發(fā)明中使用陶瓷磚廢料用量占總組份較少，不同品種陶瓷磚廢料不影響最終燒成產(chǎn)品的整體性能。瘠性原料的細(xì)度也選擇250-400目比較合適。
[0013]進(jìn)一步，所述的熔融助劑為堿金屬氧化物、堿金屬含氧鹽、滑石、長石、云石、沸石中的一種或幾種。所用堿金屬、堿土金屬氧化物或含氧鹽為工業(yè)級化工品，在高溫區(qū)與坯體內(nèi)坯料形成低共熔物，降低坯體整體熔融軟化點(diǎn)，使燒成溫度下降，減少生產(chǎn)過程中制熱能耗的使用，其細(xì)度范圍在250-400目。
[0014]進(jìn)一步，所述的成泡劑為碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鎂、硫酸鎂、銨鹽、炭黑、碳化物中的一種或幾種。成泡劑的成泡機(jī)理簡單，成泡方式簡捷穩(wěn)定，為高溫裂解氣化。成泡劑摻量少，為工業(yè)級化工品，性能穩(wěn)定，在本發(fā)明中外加使用即可。所用成泡劑細(xì)度直接影響成泡大小，較高的細(xì)度要求有利于均一穩(wěn)定的氣泡形成，300-400目是較為適宜的細(xì)度。
[0015]進(jìn)一步，所述的穩(wěn)泡劑為磷酸鹽、硼酸鹽中的一種或幾種。所用穩(wěn)泡劑為通用化工原料，成本低、價格便宜，坯體原料中加入穩(wěn)泡劑，使成泡初期階段，調(diào)節(jié)原生氣泡在高溫液相中受熱動態(tài)影響的平衡迀移速率，避免泡與泡之間合并吞噬現(xiàn)象發(fā)生，控制氣泡生長速率，形成冷卻后陶瓷內(nèi)微孔均勻，孔徑細(xì)小，不大于1mm，孔壁窄薄的多孔結(jié)構(gòu)。穩(wěn)泡劑作為外加使用，不加穩(wěn)泡劑的燒成多孔發(fā)泡陶瓷，孔徑較大，在1-2_之間。穩(wěn)泡劑細(xì)度在300-400 目。
[0016]由于對各原料細(xì)度有相應(yīng)的要求，得到的混合料細(xì)粒物細(xì)度在250-400目。
[0017]本發(fā)明具有的有益效果:易于切削加工，斷面呈非貫通微閉孔結(jié)構(gòu)，孔徑
0.3-2.0mm,孔隙率高，為75-85% ;機(jī)械性能好，體積密度(容重)260_330g/L，常溫抗壓強(qiáng)度
8.4-9.7MPa，抗拉強(qiáng)度0.71-1.27MPap ;保溫隔熱性好，導(dǎo)熱系數(shù)0.06-0.09ff/m.k ;吸水率低，體積吸水率0.8-1.5% ;阻燃，耐腐蝕、耐候性好。
[0018]本發(fā)明可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中防腐耐蝕、阻燃絕熱以及隔音降噪領(lǐng)域，亦可作為建筑工程上的保溫部品使用，上述微閉孔發(fā)泡陶瓷采用珍珠巖為主原料，其中可選用珍珠巖原礦，亦可利用珍珠巖尾礦(粉