一种复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖及其制备方法技术

一种复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖及其制备方法。该外墙砖由三层构成，下层为表面装饰层，中层为闭气孔保温层，上层为开气孔结构层。配料混合，按层(下、中、上)三次布料，一次成型；干燥；激光烧成；切边，表面装饰(喷墨打印或3D打印)。本发明专利技术的复合型外墙砖产品可形成均匀而细密的封闭气孔，吸水率0.3～2％。气孔率达到40～60％，抗拉强度60～80MPa，导热系数为0.2～0.7W/(M.K)，具有优良的保温、绝热、隔音、防水、阻燃性能；且兼具装饰效果，和墙体的结合牢固，施工方便，使用安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖及其制备方法
本专利技术涉及环保功能建材，具体涉及一种复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖及其制备方法。
技术介绍
如今，我国已成为世界最大的陶瓷墙地砖生产、消费和出口大国，在世界同行业中占据着举足轻重的地位。人们家居空间的装饰走向多样化、个性化和时尚化、健康化、尊贵化，材料环保、无辐射、易洁、抗菌、抗污防腐，绿色环保多功能是人们追求的目标，而建筑陶瓷的环保健康化将受到前所未有的重视。新材料、新技术、新设备、新工艺的不断运用，推动了建陶产品的开发，向着更高、更快、更好的方向发展，同时受设计、装饰理念的影响，其工艺设计和开发将会时装化、个性化、人性化、艺术化、自然化以及多功能化发展趋势。瓷砖产品已突破过去仅限于耐用和装饰的范围，朝着功能多样化的方向发展。瓷砖表面的装饰效果，向立体方向发展已成为一种趋势，表面的花色更加清晰、逼真，视觉效果更具有立体化、精细化的特色，成了住宅空间的新主流美学。技术创新是建筑陶瓷行业的核心竞争力。技术上的进步和工艺上的突破，以及设计理念的改进，改变着瓷砖产品的规格和发展的趋势，多功能复合型绿色环保外墙砖已成为陶瓷墙地砖的发展主要方向之一。我国“十二五”规划中重点提出了“城镇化建设”战略，而“经适房”、“保障房”、“住宅社区”的建设将是重中之重，加上我国始终高热不退的房地产市场发展态势，无疑为陶瓷墙地砖的发展拓展了更大的发展空间。陶瓷在生产过程中，通常的做法是以煤气或天然气为燃料，在30-45min内烧成，最高烧成温度在1130-1270℃。据前原苏联资料，当其它条件相同时，燃烧温度每降低100℃，单位制品的燃耗降低约13％，而燃料成本占总成本的60％以上，可见能耗对于陶瓷企业的重要性。针对建筑业，国家发布了建筑外墙建筑材料强制执行的国家新标准，明确规定必须在建筑外层使用环保型隔热、隔音、防火的轻质泡沫材料。多层建筑外墙的处理，通常的做法是先贴(粘)一层泡沫隔热层(层厚4～5cm)，再贴外墙砖(层厚0.5cm)，二者结合的强度不尽人意，加之两种制品生产的综合成本较高，始终是高层建筑商和业主不满意之“心结”。新的建筑陶瓷行业能耗标准对建筑陶瓷企业提出更高的要求，迫使建筑陶瓷生产企业，制定相应配套措施，让节能减排措施落到实处，淘汰落后产能，力促产业升级；加大技术革新力度，开发技术含量和附加值高的产品。现有的轻质发泡陶瓷外墙砖以陶土尾矿、陶瓷碎片、掺加料等，有的甚至使用优质的陶瓷原料作为主要原料，经1130～1250℃温度烧制而成的高气孔率的闭孔陶瓷材料。专利公开了“陶瓷轻质保温装饰外墙砖及生产工艺”(易乾亨，申请号：201210223726.2)，用粘土、石英砂尾矿、低温瓷砂、锂瓷石、滑石、碳化硅粉为原料，经(传统方法)配料混合，球磨，干燥，成型，烧成(最高温度1170～1230℃，烧成周期35～45min)。制备了均匀而细密的封闭气孔的陶瓷轻质保温装饰外墙砖。尽管制品性能满足要求，但是，用该方法制备的外墙砖大部分原料都是优质料(废料利用率只有30％)，且存在烧成周期长、能耗高、污染环境等弊端，目前已很少被采用。专利公开了“泡沫陶瓷节能保温装饰墙砖及其制造方法”(吴汉阳，申请号：200910127824.4)，用15-65％wt的工业废渣，用传统陶瓷工艺(最高温度1140～1240℃)，制备了泡沫陶瓷墙砖。虽然废渣的利用率较高，但仍然存在能耗高、污染环境等弊端。专利公开了“激光烧结制备新型纳米陶瓷”(黄庆举，申请号：201110210908.1)，选用镍包碳化钨(Ni/WC)复合粉体作为陶瓷基体材料，β型SiC纳米粉体作为增强相材料，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，进行了纳米陶瓷的激光烧结制备试验，制备出新型纳米陶瓷。虽然制备方法先进，能耗低、无污染，但利用的原料均为优质纳米陶瓷原料，其产品是新型陶瓷与轻质保温装饰外墙砖(传统陶瓷)并不相干。目前，利用工业废渣或废料，采用能耗低、污染小的烧结方法，优化工艺流程及条件，改善微结构，使保温层和装饰层有机的复合，且施工方便、安全可靠成为主要的研究趋势，为实现这一目标，在制品配方中引入了不同的废渣或废料并优化制备工艺，一定程度上改善了保温砖的力学性能，尽管如此，依然不能从根本上解决传统陶瓷制备方法中的能耗高、污染大、使用存在安全隐患等缺点，对目前治污减霾极为不利。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术和手段的不足，提供一种彻底改变传统陶瓷的烧成方式，改变传统陶瓷生产的高耗能、高污染的现状，做到绿色无污染生产的复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术的复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖的砖体由三层构成，下层为厚度2～3mm的表面即装饰层，中层为厚度4～5mm的闭气孔保温层，上层为厚度2～3mm的开气孔结构即施工层。本专利技术的制备方法如下：1)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，之后过325目筛，分别得到红页岩废料粉、废矿渣粉、废玻璃粉、石灰石粉和滑石粉；2)取过筛后的红页岩废料粉、废矿渣粉、石灰石粉和滑石粉，按质量份数红页岩废料粉∶废矿渣粉∶石灰石粉∶滑石粉＝(15～30,)∶(50～65)∶(8～10)∶(10～12)配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入混合料质量6％的粘结剂PVA，干磨混匀并过80目筛形成混合料A；3)取过筛后的红页岩废料粉、废矿渣粉、废玻璃粉、石灰石粉和氧化铝粉，按质量份数红页岩废料粉∶废矿渣粉∶废玻璃粉∶石灰石粉∶氧化铝粉＝(45～60)∶(10～15)∶(15～25)∶(10～20)∶(3～5)配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入混合料质量6％的粘结剂PVA，干磨混匀并过80目筛形成混合料B；4)取过筛后的红页岩废料粉、废矿渣粉、废玻璃粉、石灰石粉、氧化铝粉、Sb2O3，按质量份数红页岩废料粉∶废矿渣粉∶废玻璃粉∶石灰石粉∶氧化铝粉∶Sb2O3＝(45～60)∶(10～20)∶(15～25)∶(10～25)∶(2～4)∶(0.5～0.8))配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入混合料质量6％的粘结剂PVA，干磨混匀并过80目筛形成混合料C；5)控制活塞型模具的填料深度在3～4mm，在模具中铺上一层厚度为2～3mm的混合料A得A层；下降活塞8～10mm，在模具中铺上一层厚度为4～5mm的混合料B得B层；之后，再下降活塞3～4mm，在模具中铺上一层厚度为2～3mm的混合料C得C层；然后在30～35Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；6)将待烧坯体的C层面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，之后将坯体的A层面朝上放在耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，再次激光烧结，即得烧结体；7)将烧结体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，并将表面清洗干净后，进行干燥，即得干燥体；8)表面装饰，将干燥体的A层即表面层朝上置于工作台中进行表面装饰即得复合型陶瓷轻质保温装饰外墙砖。所说的废玻璃粉为钠钙硅玻璃、石英玻璃、高桂氧玻璃、铅硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃中的一种或一种以上任意比例的混合物。所说的废玻璃粉为窗玻璃、平板玻璃、汽车玻璃、玻璃幕墙、啤酒瓶、烧杯、显示玻璃、显像管玻璃、太阳能真空管中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖，其特征在于：砖体由三层构成，下层为厚度2～3mm的表面即装饰层(A)，中层为厚度4～5mm的闭气孔保温层(B)，上层为厚度2～3mm的开气孔结构即施工层(C)。

【技术特征摘要】
1.一种复合型轻质保温装饰陶瓷外墙砖的制备方法，其特征在于：1)将所用的原料分别放入球磨机中干磨，之后过325目筛，分别得到红页岩废料粉、废矿渣粉、废玻璃粉、石灰石粉和滑石粉；2)取过筛后的红页岩废料粉、废矿渣粉、石灰石粉和滑石粉，按质量份数红页岩废料粉∶废矿渣粉∶石灰石粉∶滑石粉＝(15～30)∶(50～65)∶(8～10)∶(10～12)配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入混合料质量6％的粘结剂PVA，干磨混匀并过80目筛形成混合料A；3)取过筛后的红页岩废料粉、废矿渣粉、废玻璃粉、石灰石粉和氧化铝粉，按质量份数红页岩废料粉∶废矿渣粉∶废玻璃粉∶石灰石粉∶氧化铝粉＝(45～60)∶(10～15)∶(15～25)∶(10～20)∶(3～5)配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入混合料质量6％的粘结剂PVA，干磨混匀并过80目筛形成混合料B；4)取过筛后的红页岩废料粉、废矿渣粉、废玻璃粉、石灰石粉、氧化铝粉、Sb2O3，按质量份数红页岩废料粉∶废矿渣粉∶废玻璃粉∶石灰石粉∶氧化铝粉∶Sb2O3＝(45～60)∶(10～20)∶(15～25)∶(10～25)∶(2～4)∶(0.5～0.8))配料，将配好的料一同放入球磨机中并加入混合料质量6％的粘结剂PVA，干磨混匀并过80目筛形成混合料C；5)控制活塞型模具的填料深度在3～4mm，在模具中铺上一层厚度为2～3mm的混合料A得A层；下降活塞8～10mm，在模具中铺上一层厚度为4～5mm的混合料B得B层；之后，再下降活塞3～4mm，在模具中铺上一层厚度为2～3mm的混合料C得C层；然后在30～35Mpa的压力下压制成型，经干燥后成为待烧坯体；6)将待烧坯体的C层面朝上放在多孔氧化铝耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，进行激光烧结，之后将坯体的A层面朝上放在耐火材料的支架上，以大功率CO2激光器作为烧结能量源，再次激光烧结，即得烧结体；7)将烧结体周边凹凸不平的边缘以切、磨、抛工艺取直，并将表面清洗干净后，进行干燥，即得干燥体；8)表面装饰，将干燥体的A层即表面层朝上置于工作台中进行表面装饰即得复合型陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，殷海荣，刘锦涛，袁文韬，李轲，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61