一种建筑用多孔保温陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种建筑用多孔保温陶瓷材料及其制备方法，由包含如下质量百分含量的组分组成：固相粉料65‑98.8wt％，增强纤维1‑15wt％，发泡体系0.1‑10wt％，交联体系0.1‑10wt％，采用发泡工艺与注凝成型相结合的方法制备内部结构均匀、保温性能和抗热震性能良好的多孔保温陶瓷，密度为0.55‑0.60g/cm3，气孔率为65‑75％，常温下抗热震性能为32‑37次，导热系数为0.044‑0.0554W/(m2·K)，抗弯强度为12.5‑18.2MPa，抗压强度为15.2‑19.5Mpa，达到了建筑用保温材料的性能指标，在建筑节能方面具有广阔的应用市场。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型无机非金属材料领域，具体涉及一种建筑用多孔保温陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
建筑节能是当前我国节能领域里的重要议题，为了节约能源和保护环境，对建筑材料的隔热保温性能要求愈来愈高。目前，我国的建筑节能使用较多的是有机保温材料，其优点是质轻、可加工性好、保温隔热效果好，但缺点是不耐老化、稳定性差、易燃烧、安全性和生态环保性差；无机保温材料因可以弥补上述缺陷而成为新型保温材料的研究热点。因此，开发既有墙地砖装饰优点，又有保温材料性能的新型墙体材料，对于建筑物节能具有重要意义。多孔陶瓷作为一种新型无机非金属材料，因其密度低、耐高温及耐腐蚀能力强、比表面积高、强度适中、热导率低等特性，受到的关注与日俱增，已成为陶瓷材料领域的研究热点，并被广泛应用于隔热保温、过滤吸附、吸声隔音、生物医学材料及环保建材等领域，其轻质和隔热性能使其在建筑节能领域具有广阔的应用前景。轻质外墙砖与泡沫陶瓷是两种重要的建筑节能用多孔陶瓷材料，轻质外墙砖被用于薄抹灰外墙外保温系统的表面装饰，具有成本低和施工简便的特点；泡沫陶瓷作为无机类保温材料，具有优良的防火及隔热性能。目前，多孔陶瓷的制备方法主要有：发泡法、溶胶凝胶法、添加造孔剂法、有机前驱体浸渍法、凝胶注模法、自蔓延高温合成法、泡沫前驱体反应法、有机泡沫堆积法、颗粒堆积法、微波加热法、分相滤出法、固-气共晶法、木材热解构架法等；CN104829264A公开了一种资源节约型多孔陶瓷的制备方法，将煤矿石、造孔剂、烧成改良剂破碎混合，湿法球磨，然后将玄武岩纤维加入混合物中继续搅拌，成型干燥，采用无压坯烧结工艺，在可控温场的隧道窑内烧制，生成含均匀封闭微孔的轻质玄武岩纤维增强陶瓷制品；CN102050636A一种玄武岩纤维增强多孔陶瓷制品及利用煤矿石制备该制品的方法，通过球磨、过筛、混和、成型、干燥、烧成、冷却和纯化等一系列处理手段制备出性价比优良的多孔陶瓷；此外，还有大量国内外文献对多孔陶瓷材料及其改性进行相关研究和报道。但是，目前多孔陶瓷材料普遍具有韧性低、脆性大、易开裂的缺点，限制了此类材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种建筑用多孔保温陶瓷材料及其制备方法，采用发泡工艺与注凝成型相结合的方法制备了内部结构均匀，保温性能和抗热震性能良好的多孔保温陶瓷，克服现有技术中多孔陶瓷材料在使用过程中易出现粉化和开裂现象，以及强度不够等缺陷。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种建筑用多孔保温陶瓷材料，由包含如下质量百分含量的组分组成：固相粉料65-98.8wt％，增强纤维1-15wt％，发泡体系0.1-10wt％，交联体系0.1-10wt％。所述的固相粉料含陶瓷粉体和烧结助剂，所述的陶瓷粉体为高岭土、铝矾土和硅微粉的混合物，所述的烧结助剂为氧化钇或氧化锆，其中，高岭土：铝矾土：硅微粉：烧结助剂质量比为1:3:1:(0.2-0.5)。所述的增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或两种个以上组合，长度为2-10mm。所述的发泡体系由发泡剂、稳泡剂和去离子水组成，所述的发泡剂为棕榈酸甘油酯，所述的稳泡剂为聚乙烯醇和硬脂酸甘油酯的混合物，其中，发泡剂：稳泡剂：去离子水质量比为1：(0.5-2):15。所述的交联体系为水基凝胶体系，由交联剂、分散剂和溶剂组成，所述的交联剂为戊二醛或丙烯酸酯，所述的分散剂为聚丙烯酸铵、聚氧乙烯醚、聚羧酸氨中的一种，所述的溶剂为乙醇或乙二醇，其中，交联剂：分散剂和溶剂质量比为1：(0.2-1)：10。一种建筑用多孔保温陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将称量好的固相粉料破碎混合，湿法球磨18-24h，然后将增强纤维加入混合物中继续搅拌10-30min；然后加入发泡体系在温度为110-150℃下发泡0.5-1.5h；然后加入交联体系反应0.5-2h形成高固相低粘度浆料，固含量为55-70wt％；(2)将步骤(1)中的浆料浇筑于模具中，在温度为110-150℃加热0.5-1h，凝固成型为三维多孔网状结构的素坯体，冷却后脱模；(3)将步骤(2)中的素坯体放置于烧结炉中，在高纯氮气气氛中，先快速升温至1000-1200℃保温1-3h，再缓慢升温至1300-1500℃，进行烧结1-12h，烧结完毕降温至600-1000℃保温1-5h，最后随炉冷却得到三维网状结构的多孔保温陶瓷材料。本专利技术具有如下优点：本专利技术制备的建筑用多孔保温陶瓷材料孔径大小均一，分布均匀，密度为0.55-0.60g/cm3，气孔率为65-75％，常温下抗热震性能为32-37次，导热系数为0.044-0.0554W/(m2·K)，抗弯强度为12.5-18.2MPa，抗压强度为15.2-19.5Mpa，保温性能和抗热震性能良好，达到了建筑用保温材料的性能指标，在建筑节能方面具有广阔的应用市场；采用发泡工艺与注凝成型相结合成型工艺简单，大大降低了生产成本。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1一种建筑用多孔保温陶瓷材料，由包含如下质量百分含量的组分组成：固相粉料65wt％，增强纤维15wt％，发泡体系10wt％，交联体系10wt％。固相粉料含陶瓷粉体和烧结助剂，陶瓷粉体为高岭土、铝矾土和硅微粉的混合物，烧结助剂为氧化钇，其中，高岭土：铝矾土：硅微粉：烧结助剂质量比为1:3:1:0.2；增强纤维为玻璃纤维，长度为2-10mm；发泡体系由发泡剂、稳泡剂和去离子水组成，发泡剂为棕榈酸甘油酯，稳泡剂为聚乙烯醇和硬脂酸甘油酯的混合物，其中，发泡剂：稳泡剂：去离子水质量比为1：0.5:15；交联体系为水基凝胶体系，由交联剂、分散剂和溶剂组成，交联剂为戊二醛，分散剂为聚丙烯酸铵，溶剂为乙醇，其中，交联剂：分散剂和溶剂质量比为1：0.2：10。一种建筑用多孔保温陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将称量好的固相粉料破碎混合，湿法球磨18h，然后将增强纤维加入混合物中继续搅拌10min；然后加入发泡体系在温度为110℃下发泡0.5h；然后加入交联体系反应0.5h形成高固相低粘度浆料，固含量为55wt％；(2)将步骤(1)中的浆料浇筑于模具中，在温度为110℃加热0.5h，凝固成型为三维多孔网状结构的素坯体，冷却后脱模；(3)将步骤(2)中的素坯体放置于烧结炉中，在高纯氮气气氛中，先快速升温至1000℃保温1h，再缓慢升温至1300℃，进行烧结1h，烧结完毕降温至600℃保温1h，最后随炉冷却得到三维网状结构的多孔保温陶瓷材料。实施例2一种建筑用多孔保温陶瓷材料，由包含如下质量百分含量的组分组成：固相粉料98.8wt％，增强纤维1wt％，发泡体系0.1wt％，交联体系0.1wt％。固相粉料含陶瓷粉体和烧结助剂，陶瓷粉体为高岭土、铝矾土和硅微粉的混合物，烧结助剂为氧化锆，其中，高岭土：铝矾土：硅微粉：烧结助剂质量比为1:3:1:0.5；增强纤维为芳纶纤维，长度为2-10mm；发泡体系由发泡剂、稳泡剂和去离子水组成，发泡剂为棕榈酸甘油酯，稳泡剂为聚乙烯醇和硬脂酸甘油酯的混合物，其中，发泡剂：稳泡剂：去离子水质量比为1：2:15；交联体系为水基凝胶体系，由交联剂、分散剂和溶剂组成，交联剂为丙烯酸酯，分散剂为聚氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑用多孔保温陶瓷材料，其特征在于，由包含如下质量百分含量的组分组成：固相粉料65‑98.8wt％，增强纤维1‑15wt％，发泡体系0.1‑10wt％，交联体系0.1‑10wt％。

【技术特征摘要】
1.一种建筑用多孔保温陶瓷材料，其特征在于，由包含如下质量百分含量的组分组成：固相粉料65-98.8wt％，增强纤维1-15wt％，发泡体系0.1-10wt％，交联体系0.1-10wt％。2.一种如权利要求1所述的建筑用多孔保温陶瓷材料，其特征在于，所述的固相粉料含陶瓷粉体和烧结助剂，所述的陶瓷粉体为高岭土、铝矾土和硅微粉的混合物，所述的烧结助剂为氧化钇或氧化锆，其中，高岭土：铝矾土：硅微粉：烧结助剂质量比为1:3:1:(0.2-0.5)。3.一种如权利要求1所述的建筑用多孔保温陶瓷材料，其特征在于，所述的增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的一种或两种以上组合，长度为2-10mm。4.一种如权利要求1所述的建筑用多孔保温陶瓷材料，其特征在于，所述的发泡体系由发泡剂、稳泡剂和去离子水组成，所述的发泡剂为棕榈酸甘油酯，所述的稳泡剂为聚乙烯醇和硬脂酸甘油酯的混合物，其中，发泡剂：稳泡剂：去离子水质量比为1：(0.5-2):15。5.一种如权利要求1所述的建筑用多孔保温陶瓷材料，其特征在于，所述的交联体系为水基凝胶体系，由交联剂、分散剂和溶剂组成，所述的交联剂为戊二醛或丙烯酸酯，所述的分散剂为聚丙烯酸铵、聚氧乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛联峰，
申请(专利权)人：广州凯耀资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44