一种以陶瓷抛光废料低温合成的具有调湿功能的陶瓷薄板制造技术

本发明专利技术涉及一种以陶瓷抛光废料低温合成的具有调湿功能的陶瓷薄板，所述陶瓷薄板的原料配方包括：按质量计，陶瓷抛光废料30～80%、氧化钙源5～25%、硅藻土40%以下、固化剂5%以下、水5～15%。

A Ceramic Sheet with Moisture Regulating Function Synthesized by Ceramic Polishing Waste at Low Temperature

The invention relates to a ceramic thin plate with humidity regulating function synthesized by ceramic polishing waste at low temperature. The raw material formula of the ceramic thin plate includes: according to quality, ceramic polishing waste 30-80%, calcium oxide source 5-25%, diatomite 40%, curing agent 5% or less, water 5-15%.

【技术实现步骤摘要】
一种以陶瓷抛光废料低温合成的具有调湿功能的陶瓷薄板
本专利技术涉及一种以陶瓷废料低温合成的具有调湿功能的陶瓷薄板，属于固体废弃物资源化领域。
技术介绍
室内调湿材料，是指不需要借助任何人工能源和机械设备，依靠自身“呼吸作用”，感应室内空气湿度变化，从而自动调节空气相对湿度的新型功能材料。调湿材料的作用机理因种类不同而有所差异，但基本上都是利用材料的多孔性，通过介孔的毛细凝聚作用，来达到吸放水蒸气的目的。最近十多年来，人们开始注意到了传统材料的调湿功能，也将一些传统材料通过改进制备调湿材料。图1为调湿材料的机理示意图。当室内环境湿度过高时，调湿材料凭借其内部大量的微观孔隙，会自发吸收室内空气中的水蒸气，从而降低室内湿度；反之，当室内湿度较小时，调湿材料会自发释放水蒸气到空气中，提升室内湿度。最终，调湿材料依靠自主的“呼吸功能”，在不消耗外界能源的情况下，调控室内的湿度恒定处于最适范围内。但是，传统调湿材料的调湿能力有限，即最大吸湿量低，且放湿能力较弱。同时，还存在着吸放湿速度慢，耐久性和耐腐蚀性较差的问题。陶瓷废料主要是指陶瓷制品生产过程中，在各工艺环节产生的废料，主要可以分为陶瓷抛光废料和陶瓷非抛光废料(坯体废料、废釉料、烧成废料)等。目前中国陶瓷废料年产量达1800万吨，其中陶瓷抛光废料占半数以上。目前常见的处理方式是卫生填埋，但这种处理方式会占用大量土地，且陶瓷废料难以自然降解。化学性质方面，陶瓷废料的有机质含量很低，95％以上为无机物。其主要成分是二氧化硅，也就是烧结后得到的石英，其他成分相差较大，有的铝含量较高，有的钾含量较高，也就对应为不同的氧化物类型。由于其含有丰富的二氧化硅，可以作为硅源用于合成多孔矿物。目前关于调湿材料制备的专利有很多，制备方法也各有不同，如中国专利《一种二氧化硅调湿材料的制备方法》(公开号：CN104402005A)提供了一种将硅酸钠、聚丙烯酸、稀硝酸、去离子水等原料通过复合，合成功能性调湿材料的方法；中国专利《一种复合调湿材料的制备方法》(公开号：CN102964758A)提供了一种利用聚丙乙烯树脂、碳酸钾、氯化钠、聚乙烯醇、尿素、海泡石等合成调湿材料的方法。这两种方法可以有效制得具有一定调湿功能的材料，但原材料成本高且制备工艺十分复杂，需要进行一系列有机化学反应；同时，制得的材料均为凝胶状，无法直接用于建材行业。又如中国专利《一种可自动调节室内湿度的调湿建筑材料》(专利号：ZL200810017527.X)专利技术了一种由β半水石膏、植物纤维、高吸水树脂凝胶、硅酸盐水泥熟料等配比制成的调湿建筑材料，此材料调湿性能较差，仅勉强达到行业标准要求，而且其在材料中加入了大量具有调湿功能的树脂凝胶，成本远高于市面所售同类建筑墙面材料。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于利用陶瓷废料合成出具有优异的调湿性能，且具有一定力学强度的陶瓷薄板。本专利技术在低温条件下进行合成，反应能耗低，不产生二次污染；同时，本专利技术充分利用了陶瓷废料的原料特性，对陶瓷废料的使用率较高，不仅有效地对陶瓷废料进行了资源化处理，而且将其再制成可用于建筑使用的陶瓷薄板，实现了元素循环。一方面，本专利技术提供一种具有调湿功能的陶瓷薄板，所述陶瓷薄板的原料配方包括：按质量计，陶瓷废料30～80％、氧化钙源5～25％、硅藻土40％以下、固化剂5％以下、水5～15％。本专利技术的陶瓷薄板具有优异的多孔性，尤其是介孔含量高。通过介孔的毛细凝聚作用，可以实现自发的湿度调控。该陶瓷薄板的原料中，一方面含有多孔的硅藻土，另一方面利用陶瓷废料中的二氧化硅，添加适量氧化钙和固化剂。因此，所得的陶瓷薄板中，既保留了硅藻土矿物的多孔性，同时又具有针状的托勃莫来石晶体，进一步提升了微观孔结构的丰富性，同时还为薄板提供了足够的强度。本专利技术中，所述陶瓷薄板24小时最大吸湿量可为80～220g/m2，24小时最大放湿量可为24小时最大吸湿量的70％～90％。本专利技术中，所述陶瓷薄板的抗折强度可为15～22MPa。较佳地，所述氧化钙源选自消石灰、石灰石、生石灰、白云石中的至少一种。较佳地，所述硅藻土的含量为5～40％。较佳地，所述固化剂为市售的纳米硅，优选自碱性纳米硅溶胶、纳米二氧化硅溶液、纳米硅粉中的至少一种。较佳地，所述陶瓷薄板为厚度≤6mm的陶瓷板。另一方面，本专利技术提供上述陶瓷薄板的制备方法，包括以下步骤：将各原料按比例混合均匀，得到混合料；将混合料压制成型，得到生坯；将生坯在温度为160～220℃、蒸汽压力0.6～2.3MPa下处理12～24小时，干燥4～12小时，得到陶瓷薄板。本专利技术在低温条件下进行合成，反应能耗低，不产生二次污染。在低温条件下，通过气体压力模拟地下成岩过程，反应过程中保留了硅藻土矿物的多孔性，同时促进针状的托勃莫来石晶体的生长，进一步提升了微观孔结构的丰富性，同时还为薄板提供了足够的强度。较佳地，所述陶瓷废料取100目筛余部分。较佳地，压制压力为20～40MPa。附图说明图1：调湿材料调湿机理图。图2：室内建筑材料调湿性能测试设备。图3：不同掺量硅藻土对陶瓷薄板的调湿性能影响。图4：不同掺量硅藻土制得的陶瓷薄板温湿度模拟曲线。图5：由陶瓷抛光废料制备陶瓷薄板扫描电镜照片。图6：由陶瓷非抛光废料制备陶瓷薄板扫描电镜照片。具体实施方式以下结合附图和下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，附图和下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在此公开一种具有调湿功能的陶瓷薄板。所述调湿功能是指材料通过对水蒸气的自动吸放作用，实现自发调节室内空气湿度的目的。图1示出该具有调湿功能的陶瓷薄板的调湿机理示意图。如图1所示，当室内环境湿度过高时，该具有调湿功能的陶瓷薄板凭借其内部大量的微观孔隙，会自发吸收室内空气中的水蒸气，从而降低室内湿度；反之，当室内湿度较小时，该具有调湿功能的陶瓷薄板会自发释放水蒸气到空气中，提升室内湿度。最终，该具有调湿功能的陶瓷薄板依靠自主的“呼吸功能”，在不消耗外界能源的情况下，调控室内的湿度恒定处于最适范围内。本公开中，陶瓷薄板，是指厚度≤6mm的陶瓷板。本公开中，陶瓷薄板可以用作墙面砖、顶面砖、地面砖等。一实施方式中，陶瓷薄板的原料配方包括：按质量计，陶瓷废料30～80％、氧化钙源5～25％、硅藻土40％以下、固化剂5％以下、水5～15％。陶瓷废料是指陶瓷制品生产过程中，在各工艺环节产生的废料，包括两大类。一类是陶瓷抛光废料(或称抛光砖废料、抛光砖废渣)，主要是在陶瓷薄板的研磨、抛光的过程中产生的，其成分主要是抛光磨头中的碳化硅、氧化镁、氯化镁和砖屑等，陶瓷抛光废料占陶瓷废料总产量一半以上，此废料的显著特点为细度小、活性低、难以再利用。另一类是陶瓷非抛光废料，即除陶瓷抛光废料以外的陶瓷废料，包括坯体废料、废釉料、烧成废料等。坯体废料是指废弃的坯体料。废釉料是指废弃的釉料。烧成废料是指烧成后的残次品或边角料。成分与陶瓷抛光废料类似，这些废料的显著特点是多为块状、粒度较大、活性相对较高、比较容易再利用。陶瓷抛光废料与陶瓷非抛光废料的主要不同之处在于抛光废料的活性低、不易参与反应，因此生产过程的反应条件更为苛刻，对固化剂及硅藻土的添加含量要求更高。一实施方式中，所述陶瓷废料可以全部使用陶瓷抛光废料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以陶瓷抛光废料低温合成的具有调湿功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板的原料配方包括：按质量计，陶瓷抛光废料30～80%、氧化钙源5～25%、硅藻土40%以下、固化剂5%以下、水5～15%。

【技术特征摘要】
1.一种以陶瓷抛光废料低温合成的具有调湿功能的陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板的原料配方包括：按质量计，陶瓷抛光废料30～80%、氧化钙源5～25%、硅藻土40%以下、固化剂5%以下、水5～15%。2.根据权利要求1所述的陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板24小时最大吸湿量为80～220g/m2，24小时最大放湿量为24小时最大吸湿量的70%～90%。3.根据权利要求1或2所述的陶瓷薄板，其特征在于，所述陶瓷薄板的抗折强度为15～22MPa。4.根据权利要求1至3中任一项所述的陶瓷薄板，其特征在于，所述氧化钙源选自消石灰、石灰石、生石灰、白云石中的至少一种。5.根据权利要求1至4中任一项所述的陶瓷薄板，其特征在于，所述硅藻土的含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧礼标，景镇子，成铭钊，兰浩然，黄玲艳，郦怡，
申请(专利权)人：蒙娜丽莎集团股份有限公司，上海海顾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44