一种可低温成瓷化的无机矿物组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种可低温成瓷化的无机矿物组合物，包括烧结基材以及络合物，所述烧结基材由锂辉石和塑性黏土组成，所述烧结基材包括氧化锌和游离二氧化硅组成，所述络合物包括60

【技术实现步骤摘要】
一种可低温成瓷化的无机矿物组合物


[0001]本专利技术涉及耐热材料领域，尤其涉及一种可低温成瓷化的无机矿物组合物。

技术介绍

[0002]陶瓷化防火聚合物材料作为新型防火材料，其设计原理是借鉴陶瓷的烧结原理，通过在聚合物基体中添加一定比例的成瓷填料和助熔剂制得的复合材料，其在常温下能够保持良好的弹性和力学性能，当遇到明火或处于高温环境时，这种复合材料能转变为具有自支撑性的陶瓷体，从而阻止火焰向材料内部蔓延，达到防火目的。
[0003]传统陶瓷化聚烯烃材料存在陶瓷化速率慢、陶瓷化温度高，结所需温度高，在中温段600
‑
900℃的成瓷强度较低，往往高于1000℃才能够形成坚硬的陶瓷状的壳体；并且形成的陶瓷层隔热效果不佳等一系列问题。并且由于聚烯烃材料(尤其是聚乙烯、聚丙烯)本质阻燃性较差，而实现陶瓷化的前提是具有一定的阻燃效果，因此在陶瓷化聚烯烃陶瓷化材料中，阻燃剂的加入必不可少。用于陶瓷化聚烯烃的阻燃剂主要分为溴系阻燃剂和无卤阻燃剂，但是无卤阻燃体系存在添加量大、阻燃效率低、物理性能较差、吸水性高等缺点，广泛应用还存在较大的局限性。
[0004]因此，需要开发出一种可低温成瓷化的无机矿物组合物，能够在低温下短时间内快速瓷化形成完整致密的陶瓷状的壳体。

技术实现思路

[0005]本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种可低温成瓷化的无机矿物组合物。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种可低温成瓷化的无机矿物组合物，包括：包括烧结基材以及络合物，其特征在于：所述烧结基材由锂辉石和塑性黏土组成，所述烧结基材包括氧化锌和游离二氧化硅组成，所述络合物包括60
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79mol％的二氧化硅，9
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12mol％的氧化铝，0
‑
20mol％的氧化锌、0
‑
7mol％的氧化镁、2
‑
5mol％的氧化钙和0
‑
7mol％的氧化锂；所述络合物与所述烧结基材混合制备的所述无机矿物组合物至少含有55
‑
74％的二氧化硅，18
‑
32％的氧化铝以及1.5
‑
4.5％的二氧化锂。
[0007]本专利技术一个较佳实施例中，所述烧结基材由40
‑
90％的锂辉石和10
‑
60％的塑性黏土组成。
[0008]本专利技术一个较佳实施例中，所述塑性粘土为高岭土。
[0009]本专利技术一个较佳实施例中，所述烧结基材中含有氧化锌。
[0010]本专利技术一个较佳实施例中，所述烧结基材内游离二氧化硅比例范围在7
‑
26％。
[0011]本专利技术一个较佳实施例中，所述烧结基材内氧化锌比例范围在0.5
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6％。
[0012]本专利技术一个较佳实施例中，所述无机矿物组合物在700℃
‑
900℃的温度下烧制，能够产生具有低热膨胀系数的晶体。
[0013]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0014]本专利技术将烧结基材与络合物混合，在络合物中形成热膨胀系数低的晶体，并在所
述烧结基材表面以及内部形成含有大量热膨胀系数低的晶体，从而在冷却时获得光滑、致密、坚硬的陶瓷，该陶瓷无孔且具有良好的抗热震性。
具体实施方式
[0015]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本专利技术的描述中，“实施例”、“一个实施例”或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]一种可低温成瓷化的无机矿物组合物，包括：在烧结基材中添加或涂覆络合物，当施加于烧结基材的络合物组分被加热时，络合物和烧结基材在加热过程中相互反应，从而形成具有低热膨胀系数的晶体和矿物组合物，由此，得到可烧结成瓷的无机矿物组合物。
[0017]本专利技术将烧结基材与络合物混合，在络合物中形成热膨胀系数低的晶体，并在所述烧结基材表面以及内部形成含有大量热膨胀系数低的晶体，从而在冷却时获得光滑、致密、坚硬的陶瓷，该陶瓷无孔且具有良好的抗热震性。
[0018]优选的，烧结基材由锂辉石以及塑性粘土的混合物组成，其用量应为30
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60％(按重量计)，粘土约为40
‑
70％(按重量计)。无机矿物组合物应含有55
‑
74％(按重量计)的二氧化硅，10
‑
25％(按重量计)的氧化铝和约2
‑
5％(按重量计)的氧化锂。
[0019]本专利技术还能够将锂辉石替换为花瓣石，当使用花瓣石时，其用量应为50
‑
90％(按重量计)，粘土含量约为50
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60％(按重量计)。
[0020]一些实施例中，锂辉石和花瓣石混合使用，只需从花瓣石和锂辉石中提取出的氧化锂的含量就占了总体成分重量的2
‑
5％。当然，根据下文所列锂辉石和花瓣石的已知氧化锂含量，很容易计算出这些比例。通常，成分中还含有少量的氧化钾和氧化钠，例如1
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3％，因为这些后来的氧化物通常存在于锂铝硅酸盐(称为花瓣石和锂辉石)和塑性粘土中。燃烧后，这种成分的燃烧损失通常在重量的1.5％到11％之间。需要说明的是，氧化钾和氧化钠并不是必需的成分。
[0021]无机矿物组合物中产生低热膨胀晶体，从而获得低热膨胀瓷体。如果一个含有大量氧化锂的物体，如花瓣石或锂辉石，加入络合物后再烧制，就会有大量的锂离子从本体扩散到络合物材料中，促进其熔合，从而阻碍络合物的结晶，因此，所得到的釉层不可能具有低热膨胀性能。为了解决这个问题，有必要在内部含有7
‑
26％的游离二氧化硅。如果含有少于7％的游离二氧化硅，则必须在原稿中加入额外的游离二氧化硅作为添加剂，使其至少含有7％的游离二氧化硅，否则必须添加0.5
‑
6％的氧化锌。此外，使用超过26％的游离二氧化硅会增加烧制体的热膨胀系数，并降低由此获得的陶瓷制品的耐热性，同时添加超过6％的氧化锌是不可取的，因为这将导致燃烧温度降低，并产生变形的燃烧体。
[0022]各种自然矿物主要成分如下：
[0023]塑性粘土包括：二氧化硅占比48
‑
51％；氧化铝占比31
‑
33％；氧化钾以及氧化钠占比1
‑
3％。
[0024]花瓣岩:二氧化硅占比75
‑
77％；氧化铝占比15
‑
17％；氧化锂占比3
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4％；氧化钾以及氧化钠占比1％。
[0025]锂辉石：二氧化硅占比60
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63％；氧化铝占比27
‑
30％；氧化锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可低温成瓷化的无机矿物组合物，包括烧结基材以及络合物，其特征在于：所述烧结基材由锂辉石和塑性黏土组成，所述烧结基材包括氧化锌和游离二氧化硅组成，所述络合物包括50
‑
62mol％的二氧化硅，10
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25mol％的氧化铝，0
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20mol％的氧化锌、0
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10mol％的氧化镁、2
‑
10mol％的氧化钙和0
‑
10mol％的氧化锂；所述络合物与所述烧结基材混合制备的所述无机矿物组合物至少含有60
‑
78％的二氧化硅，12
‑
26％的氧化铝以及2
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5％的二氧化锂。2.根据权利要求1所述的一种可低温成瓷化的无机矿物组合物及其制备方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁永华，
申请(专利权)人：江苏卡续曼新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：