超轻质陶瓷板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种使用可膨胀粘土矿物的用于非承重墙的超轻质陶瓷板及其制备方法。所述超轻质陶瓷板由包含９０～９８重量％的可膨胀粘土矿物、１．５～５重量％的熔剂（玻璃）和０．５～５重量％的碳化硅的粘土组合物组成，并且通过混合并挤压该粘土组合物、随后在１１００～１２００℃的温度下焙烧而制备。通过在陶瓷材料的内部形成封闭孔，根据本发明专利技术的超轻质陶瓷板是具有轻的重量、并在物理性质诸如防水性、阻燃性、隔热性和刚性上表现出进步的材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于非承重墙的陶瓷板及其制备方法。更具体地说，本专利技术涉及一种通过利用粘土矿物的发泡性和在板材内部形成的孔而具有超轻质并在物理性质诸如防水性、阻燃性、隔热性和刚性上获得改进的。
技术介绍
适用于工业应用的陶瓷板应该满足诸如在建筑物的结构变化时具有方便简单的可建筑性的要求，并且为了顺应建筑物扩大和具有更高层的趋势，该陶瓷板应该是轻质的。另外，为了减少能量消耗，板材应该具有诸如热量保存/绝缘的作用，并且由于在城市中建筑物的密度较高，该板材应该对各种噪音具有吸声/绝缘的作用。建筑公司在工地已部分地采用了由某些国内的厂商生产的传统的蒸压加气轻质混凝土(ALC)板或块，但遇到了与渗水性、配线和管道布置的不一致性和过重有关的问题，从而在相关
中难以普及。干砌墙，即一类通过在工地使用石膏板、玻璃棉和钢螺栓组装并建造单独构件而使用的建筑材料，同样也遇到了诸如在安装过程中或安装后明显的误差和变化、冲击强度较弱以及钉承载强度(nail-bearingstrength)较弱的问题，因此导致了住宅质量较差。此外，由于其防水性较差，由漏水引起的玻璃棉吸水导致真菌的生长，因此其未能得到普及和应用。泡沫玻璃，即在其内部具有孔结构的玻璃，由于孔结构的物理性质并结合玻璃本身的固有物理性质，为表现出隔热性和轻质特性的无定形材料。在不同的应用诸如石油化学工厂、液化天然气储罐底部、冷藏仓库和烟囱衬壁中，泡沫玻璃被广泛地用作隔热材料、隔冷材料和抗腐蚀材料。除了如上所述的那些板材材料，还有挤压轻质加气混凝土板诸如Acotec板，但这样的板材也遇到诸如重质和可加工性较差的问题，从而导致应用很少。这样的传统轻质板材易受许多问题的影响，诸如由其高渗水性产生的在高湿度季节中细菌增殖的危险、在将其安装在大型建筑物中时过重和钉承载强度较低、以及在密集修建的城市建筑物中隔音和阻燃特性较差。同时，夹心板，其中将诸如钢板的板状材料粘附在诸如隔热材料的芯材的两侧，作为内部及外部的加工材料被用于建筑物诸如临时性建筑物、非居住性建筑物、隔墙结构和外墙结构。根据内部隔热材料的种类，可将传统的夹心板主要分成可膨胀聚苯乙烯(EPS)板、膨胀的聚氨酯板、聚异氰脲酸酯(PIR)板和玻璃棉板。在这些板材中，EPS板和膨胀的聚氨酯板不能保证耐火性，因此不能用于要求耐火的场所。此外，这些板材不能保证不燃性，因此可应用于非常有限的场所，并且不能应用于可从内部看到的场所，从而限制了其实际用途和应用。PIR板表现出阻燃等级为3的不燃性，但不能保证耐火性。因此，这种板材不能应用于要求具有阻燃等级高于2的不燃性或耐火性的场所，而且也是非常昂贵的。玻璃纤维板可以保证耐火性，因此可用于各种场所，然而由于该板材对水的脆弱性，暴露于水引起对其重大的损害，因此减小了夹心板的作用。另外，由于在切割和安装该板材时产生了玻璃纤维的尘埃，存在诸如工人躲避建筑物的缺点。韩国专利公开第1992-0017801号和韩国专利登记第135439号披露了一种包括由作为中间插入材料的泡沫树脂组成的隔热材料和作为外墙材料的聚合物混凝土的夹心板。韩国专利公开第2001-0003718号披露了一种用于预制隔板的薄石夹心板和一种用于人行道和车行道的界石，所述预制隔板通过以下步骤制造使用石板材料制备具有在其内部形成空腔的多层或单层块材，使用诸如混凝土废料的材料填充所述空腔，然后切割并修整所述石料。韩国技术登记第344475号披露了一种夹心板，其中中空的六面体形夹心板的外层的内部空间通过灌浆法填充轻质加气混凝土。然而，由于使用了混凝土材料或石料，这种传统的夹心板具有诸如重质和可加工性能较差的缺点。同样地，传统的夹心板也遇到多种问题，诸如由其高渗水性产生的在高湿度季节中细菌增殖的潜在危险、在将其安装在大型建筑物中时过重和钉承载强度较低、以及在密集修建的城市建筑物中隔音和阻燃特性较差。为了确保夹心板不受许多与其应用有关的限制的影响，该板材应该具有不燃性和耐火性，并且为了达到用户对产品的所需满意程度，该板材应该具有优良的隔音性、弯曲强度、冲击强度、钉承载强度、防水性和耐用性。
技术实现思路
技术问题因此，考虑到上述问题作出了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种超轻质陶瓷板，所述陶瓷板通过形成封闭孔结构改善了物理性质诸如轻质、刚性、防水性、阻燃性和隔热性，并同时保持了陶瓷的固有功能，而能够被用作建筑物的内部和外部材料。本专利技术的另一个目的是提供一种通过高温焙烧的方法制备超轻质陶瓷板形式的无机材料陶瓷的方法。本专利技术的又一个目的是提供一种通过解决传统板材所表现出的问题而满足所有要求并因此可被广泛应用的夹心板。技术方案根据本专利技术的一个技术方案，通过提供一种超轻质陶瓷板可达到上述和其它目的，该超轻质陶瓷板包括大量的在由可膨胀粘土矿物和玻璃形成的玻璃相内通过捕获由碳化硅的氧化产生的二氧化碳气体和由氧化铁的还原产生的氧气而形成的封闭孔结构。在此，优选的是，封闭孔的孔密度在343～1000孔/cm3的范围内，并且相对于所述板的总体积，其孔体积在74～89％的范围内。由于如上所述的封闭孔的结构和物理性质，根据本专利技术的陶瓷板为超轻质的、坚固的，并且具有优良的物理性质诸如高防水性、阻燃性、隔热性和远红外辐射率。具体地说，根据本专利技术的陶瓷板的特征在于该陶瓷板具有0～5％的水渗透率，0.3～0.7g/cm3的密度，依据KS F 2271阻燃等级为1的不燃性，13.8～40.2％的线性膨胀率，8～50kgf/cm2的挠曲强度，0.90～0.93的远红外辐射率，350～400W/m2的远红外辐射能，0.10～0.13W/m·K的导热率和40～80kgf/cm2的弯曲强度。根据本专利技术的陶瓷板由包含90～98重量％的可膨胀粘土矿物、1～5重量％的作为熔剂的玻璃和0.5～5重量％的作为发泡剂的碳化硅的组合物组成。在此，就生产成本的降低而言，废料玻璃优选用作熔剂。用于本专利技术的可膨胀粘土矿物包含61.5～70重量％的SiO2、15～20重量％的Al2O3、1～5重量％的Fe2O3、2～4重量％的CaO、1～3重量％的MgO、0.5～1.5重量％的K2O和2～5重量％的Na2O。根据本专利技术的陶瓷板可用作隔热材料和芯材，并且可应用于具有夹层结构的夹心板，其中该陶瓷板的顶侧和底侧均与钢板粘附。用于粘合陶瓷板和钢板的粘合剂优选选自环氧树脂粘合剂、聚氨酯粘合剂、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)粘合剂及其任意组合。在根据本专利技术的陶瓷板中，在其一侧形成凸出部分，并且在相对的一侧形成凹槽部分。因此，在不使用单独的组装构件的情况下，可以通过在凸出部分和凹槽部分之间的耦合来组装两块相邻的陶瓷板。根据本专利技术的另一个技术方案，提供了一种制备超轻质陶瓷板的方法，该方法包括以下步骤混合90～98重量％的可膨胀粘土矿物、1～5重量％的作为熔剂的玻璃和0.5～5重量％的作为发泡剂的碳化硅；将所得到的混合物挤压成板形状；以及焙烧该模制材料并使其发泡。焙烧和发泡步骤优选在1100～1200℃的温度下进行。上述焙烧温度的范围最适于本专利技术中所用的粘土矿物和配方(formula)。优选的是，在焙烧和发泡步骤中的焙烧时间在20分钟～24小时的范围内，并且保持时间在1分钟～1小时的范围内。更优选的是，焙烧时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超轻质陶瓷板，其包括大量的在由可膨胀粘土矿物和玻璃形成的玻璃相内通过捕获由碳化硅的氧化产生的二氧化碳气体和由氧化铁的还原产生的氧气而形成的封闭孔结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛相镐，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]