一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法技术

一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法，其特征在于：按以下质量百分比称取粉煤灰20%‑70%，废陶瓷10%‑60%，高岭土10%‑40%，硅酸钠1%‑20%，聚氨酯泡沫球颗粒3%‑35%，余量水；将称取的废陶瓷破碎后，球磨，过100目筛，然后与粉煤灰、高岭土、硅酸钠和水球磨混合后，加入聚氨酯泡沫球搅拌均匀，成型干燥后，置于高温电炉内，升温1‑3 小时至400 摄氏度，再升温2‑5 小时升至800‑1000摄氏度，然后升温1‑3 小时升至1050‑1200摄氏度，保持温度10‑60分钟，自然降至室温，出窑，即得。本发明专利技术充分利用了两种工业固体废渣进行泡沫陶瓷材料的制备，固体废渣总引入量达70～80％。

A light foam ceramic material and its preparation method

A lightweight foam ceramic material and preparation method thereof, which is characterized in that: according to the mass percent of fly ash weighed 20% 70%, 10% 60% waste ceramics, kaolin 10% sodium silicate 1% 40%, 20%, 3% and 35% polyurethane foam particles, residual water; waste ceramics were called broken after, milling, 100 mesh sieve, then grinding mixed with fly ash, kaolin, sodium silicate and water polo, added to the polyurethane foam ball mixing, molding and drying, high temperature furnace in heating, 1 3 hours to 400 degrees Celsius, and heating 2 hours to 800 5 1000 degrees Celsius then, heating 1 hours to 1050 3 1200 degrees Celsius, keep the temperature of 10 60 minutes, naturally to room temperature and the kiln, namely. The invention makes full use of two kinds of industrial solid waste to prepare foam ceramic material, and the total amount of solid waste residue is 70 ~ 80%.

【技术实现步骤摘要】
一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及泡沫陶瓷制备领域，具体涉及一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
随着社会经济及陶瓷工业的快速发展，陶瓷工业废料日益增多，不仅对城市环境造成巨大压力，而且还限制了城市经济的发展及陶瓷工业的可持续发展，所以陶瓷工业废料的处理与利用非常重要。目前，我国陶瓷工业废料的处理与利用程度比较低，大量废渣挤占耕地，使水和空气受到污染。随着陶瓷业产量的增加，废料的数量越来越多，根据不完全统计，全国陶瓷废料的年产量估计在1000万吨左右，如此大量的陶瓷废料已经不是简单填埋可以解决的问题，随着经济的日益发展和社会的进步，陶瓷废料的堆积挤占土地，微细粉尘影响当地空气的质量，而陶瓷废料的填埋耗费人力物力，还污染地下水质，如何变废为宝，将陶瓷废料进行资源化合理利用，已经成为科技和环保部门的当务之急。陶瓷废料主要是在陶瓷制品生产过程中产生，如成形、干燥、施釉、搬运及焙烧等工序。陶瓷废料的化学组成主要为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O及少量Fe2O3等。将陶瓷废料作为主要原料，制备泡沫陶瓷材料（如泡沫保温砖、洗衣石、轻质陶粒等）是一种资源化利用较充分的技术方法。但是，采用当前的技术方法，很难制得低容重（小于0.4g/cm3）、低导热系数（小于0.15W/(m·k)）、高耐压强度（大于5MPa）的轻质泡沫陶瓷材料。目前国内外主要采用三种方法，以陶瓷废料作为主要原料来制备泡沫陶瓷材料。第一种方法是以陶瓷废料为主，另添加粘土类矿物、粉煤灰、石英类矿物、长石类矿物等，再加以适量添加剂、发泡剂（石墨、碳化物、硼化物、碳酸盐、硫酸盐等）和助磨剂，经破碎、球磨、干燥和成型后，在1000-1300℃条件下热处理10-60min制得，但是，采用该法很难制得轻质和低导热系数的泡沫陶瓷材料；第二种方法是以陶瓷废料为主，另加入其他天然矿物、废料、废渣及工业添加剂等作为组成调节剂，在高温炉中（大于1300℃）熔融成熔体，经鼓泡形成多孔体、淬冷得到泡沫陶瓷材料，或熔体经淬冷和破碎，再与添加剂和发泡剂等经混合、球磨、干燥和成型，然后经高温热处理（800-1100℃）发泡制得泡沫陶瓷材料，由于该法需要经过高温熔制过程，因此耗费能源较大，且工艺复杂；第三种方法是以陶瓷废料为主，另加入废或碎玻璃、工业添加剂和发泡剂等，经破碎、球磨、干燥和成型，在800-1100℃热处理发泡制得泡沫陶瓷材料，但受材料矿物特质的影响，仍很难制得轻质、导热系数低和强度高的泡沫陶瓷材料。总之，目前在陶瓷废料为主要原料制备轻质泡沫陶瓷材料中仍存在一些的不足：如工业能耗大、所制备的材料无法达到低容重（小于0.4g/cm3）、低导热系数（小于0.15W/(m·k)）、高耐压强度（大于5MPa）等性能要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种轻质泡沫陶瓷材料，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰20%-70%，废陶瓷10%-60%，高岭土10%-40%，硅酸钠1%-20%，聚氨酯泡沫球颗粒3%-35%，余量水。优选地，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰43%，废陶瓷28%，高岭土28%，硅酸钠1%，聚氨酯泡沫球颗粒3％，余量水。优选地，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰50%，废陶瓷24%，高岭土24.5%，硅酸钠1.5%，聚氨酯泡沫球颗粒4%，余量水。优选地，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰45%，废陶瓷30%，高岭土25%，硅酸钠2%，聚氨酯泡沫球颗粒3%，余量水。本专利技术还提供了上述一种轻质泡沫陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：S1、按上述的配方称取各组分；S2、将称取的废陶瓷破碎后，球磨，过100目筛，然后与粉煤灰、高岭土、硅酸钠和水球磨混合后，加入聚氨酯泡沫球搅拌均匀，成型干燥后，置于高温电炉内，升温1-3小时至400摄氏度，再升温2-5小时升至800-1000摄氏度，然后升温1-3小时升至1050-1200摄氏度，保持温度10-60分钟，自然降至室温，出窑，即得。优选地，所述步骤S2具体包括如下步骤：S21、将称取废陶瓷破碎成直径1-2cm碎片，然后球磨，过100目筛后，得废陶瓷粉备用；S22、将称取的粉煤灰、高岭土、硅酸钠与所得的废陶瓷混合后，球磨10-30分钟，使其充分混合，然后加入称取的水搅拌均匀，得混合料；S23、将混合料倒入模具压制成型，硬化1天后取下模具，自然晾干2-5天，得干坯料；S24、将所得的干坯料置于炉窑内，升温1-3小时至400摄氏度，再升温2-4小时升至800-1000摄氏度，然后升温1-3小时升至1050-1200摄氏度，保持温度10-60分钟，自然降至室温，出窑，即得产品。本专利技术具有以下有益效果：充分利用了两种工业固体废渣进行泡沫陶瓷材料的制备，固体废渣总引入量达70～80％；制备工艺简单，操作方便，通过废陶瓷的添加不但提供了泡沫陶瓷主晶相的组分，而且增加了坯料的高温流动性，降低了泡沫陶瓷的烧成温度（1050-1200℃），在一定程度上降低了成本。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1将废陶瓷破碎后，球磨，过100目筛，备用。将粉煤灰和高岭土直接过100筛，备用。按以下质量百分比称量并球磨混合均匀：粉煤灰43%，废陶瓷28%，高岭土28%，硅酸钠1%，外加原料总重量3％聚氨酯泡沫球颗粒，外加40%的水，球磨混合均匀，制成混合料。实施例2将废陶瓷破碎后，球磨，过100目筛，备用。将粉煤灰和高岭土直接过100筛，备用。按以下质量百分比称量并球磨混合均匀：粉煤灰50%，废陶瓷24%，高岭土24.5%，硅酸钠1.5%，外加原料总重量4％聚氨酯泡沫球颗粒，外加50%的水，球磨混合均匀，制成混合料。实施例3将废陶瓷破碎后，球磨，过100目筛，备用。将粉煤灰和高岭土直接过100筛，备用。按以下质量百分比称量并球磨混合均匀：粉煤灰45%，废陶瓷30%，高岭土25%，硅酸钠2%，外加原料总重量4％聚氨酯泡沫球颗粒，外加45%的水，球磨混合均匀，制成混合料。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰20%‑70%，废陶瓷10%‑60%，高岭土10%‑40%，硅酸钠1%‑20%，聚氨酯泡沫球颗粒3%‑35%，余量水。

【技术特征摘要】
1.一种轻质泡沫陶瓷材料及其制备方法，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰20%-70%，废陶瓷10%-60%，高岭土10%-40%，硅酸钠1%-20%，聚氨酯泡沫球颗粒3%-35%，余量水。2.如权利要求1所述的一种轻质泡沫陶瓷材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰43%，废陶瓷28%，高岭土28%，硅酸钠1%，聚氨酯泡沫球颗粒3％，余量水。3.如权利要求1所述的一种轻质泡沫陶瓷材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰50%，废陶瓷24%，高岭土24.5%，硅酸钠1.5%，聚氨酯泡沫球颗粒4%，余量水。4.如权利要求1所述的一种轻质泡沫陶瓷材料，其特征在于，由以下质量百分比的原料制备而成：粉煤灰45%，废陶瓷30%，高岭土25%，硅酸钠2%，聚氨酯泡沫球颗粒3%，余量水。5.一种轻质泡沫陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按权利要求1-4任一项所述的配方称取各组分；S2、将废陶瓷破碎后，球磨，过100目...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永红，张冬梅，华芳，王海青，于晓东，
申请(专利权)人：唐山工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河北,13