專利名稱：一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑保溫材料的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板及其 制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，從我國(guó)多年實(shí)施節(jié)能建筑政策的實(shí)踐過(guò)程來(lái)看，在取得重大經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社 會(huì)效益的同時(shí)，也暴露出令人十分擔(dān)憂的問(wèn)題，其中最突出的當(dāng)屬墻體節(jié)能材料。以聚苯 板、聚氨酯為代表的有機(jī)類外墻保溫材料，因其易燃、易老化和有毒等問(wèn)題直接危及到人的 生命安全和社會(huì)穩(wěn)定。無(wú)機(jī)類墻體保溫材料與有機(jī)類保溫材料相比在耐火性、耐腐蝕性、穩(wěn) 定性和節(jié)能環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)十分突出，正逐漸用于替代有機(jī)類保溫材料(王美君.建筑 中最常用的保溫隔熱材料[J].磚瓦世界，2005(1) :48)。中國(guó)專利申請(qǐng)CN 101597178A提出利用粉煤灰制備泡沫陶瓷保溫板，將過(guò)篩后的 粉煤灰除鐵，與鉀長(zhǎng)石、高嶺土和氧化鈰濕磨混勻、干燥，壓坯后放入電爐內(nèi)燒結(jié)即制得制 品。中國(guó)專利申請(qǐng)CN 101139200A公開(kāi)了一種新型墻體輕質(zhì)保溫材料，其將氧化鎂或氫氧 化鎂、珍珠巖、粉煤灰或碳酸鈣等原料中加入硫酸亞鐵等改性劑，制得保溫性能好、含水率 小的保溫材料。此類陶瓷保溫板雖然具有氣孔率高、導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)，但是其陶瓷的晶化程度 低，導(dǎo)致制品的機(jī)械強(qiáng)度偏低，吸水率高，耐磨性差，嚴(yán)重影響到制品的應(yīng)用場(chǎng)合和使用壽 命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板及其制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板，化學(xué)組分及 含量為Si02 (30% 75% )、Al2O3 (5% 20 % )、CaO (1 % 20 % )、MgO (1 % 15 % )、 Fe203+Fe0(l%~ 10% )、Na20+K20+Li20(l % 10% )、晶核劑(1% 8% )，所有百分?jǐn)?shù)為
重量百分比?！N制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，是將廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合 破碎，與晶核劑混合，經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐后，直接將粉料鋪滿耐火模具并刮平入窯；經(jīng) 高溫?zé)Y(jié)、快速冷卻、核化處理、快速升溫與晶化處理，之后再次冷卻、退火處理制得制品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)1)采用該方法制備的微晶陶瓷保溫板不 僅具有防火保溫、隔熱隔音、抗凍抗?jié)B等綜合特性，而且其抗壓強(qiáng)度高，耐磨、耐腐蝕，可用 于建筑外墻整體防水、阻火、保溫工程。2)本發(fā)明輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的平均粒徑 在0.5-5um，晶粒密集、分布均勻、發(fā)育良好。與同密度?；沾砂逑啾?，其抗壓強(qiáng)度提高 15-35%，耐磨性提高10-30%，吸水性大幅度降低，具有良好的綜合性能和使用性能，廣泛 應(yīng)用于化工、電力、冶金、建筑等行業(yè)，取代進(jìn)口產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板，化學(xué)組分及含量為=SiO2 (30% 75%)、 Al2O3 (5 % 20 % )、CaO (1 % 20 % )、MgO (1 % 15 % )、Fe203+Fe0 (1 % 10 % )、 Na2CHK2CHLi2O(1% 10%)、晶核劑(1 % 8% )，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分比。上述晶核劑 為貴金屬氧化物、氟化物、磷酸鹽中的一種或兩種及以上的混合。一種制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法是將廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合 破碎，與晶核劑混合，經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐后，直接將粉料鋪滿耐火模具并刮平入窯；經(jīng) 高溫?zé)Y(jié)、快速冷卻、核化處理、快速升溫與晶化處理，之后再次冷卻、退火處理制得制品。 該制品是以透輝石為主晶相，硅灰石為次晶相及少量其它雜相的輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷。上述廢礦物的化學(xué)組分及含量為Si02(30 % 75% )、Al2O3(5% 20% )、 CaO(1% 20% )、MgO(l% 15% )、Fe203+Fe0(l% 10% )、Na20+K20+Li20(l% 10% )、 晶核劑(1% 8%)，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分比。上述晶核劑為貴金屬氧化物、氟化物、磷酸 鹽中的一種或兩種及以上的混合。在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，燒結(jié)最高溫度為1100-1250°C，保溫時(shí)間 20-120分鐘。在快速冷卻時(shí)冷卻速度400°C /小時(shí)-MAX。核化處理溫度為600-680°C，保 溫20-90分鐘?？焖偕郎嘏c晶化處理時(shí)是將核化處理后的熔融液迅速升溫至720-800°C，升 溫速度400°C /小時(shí)-MAX，保溫20-90分鐘。再次冷卻是將晶化后熔融的玻璃液需迅速冷 卻至450-550°C，冷卻速度200°C /小時(shí)-MAX。上述窯爐可以是隧道窯、輥道窯、倒焰窯、多 孔推板窯等中的任一種。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。實(shí)施例一按化學(xué)成分:Si02(32%) ,A1203(20%) ,Ca0(10%) ,Mg0(10%) ,Fe203+Fe0(10%), Na2CHK2CHLi20 (10 % )、選取廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑TiO2 (8 % ) 混合、經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐，放入耐火模具鋪滿刮平，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)最高溫度為 1110-1130°C，保溫時(shí)間30分鐘；迅速轉(zhuǎn)入600-630°C窯爐進(jìn)行核化處理，冷卻速度500°C / 小時(shí)，核化溫度為600-630°C，保溫40分鐘；迅速升溫至720-750°C進(jìn)行晶化處理，升溫速度 5000C /小時(shí)，保溫50分鐘，再次冷卻至450-550°C，冷卻速度200°C /小時(shí)，最后隨爐冷卻 制得輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板。與同密度玻化陶瓷板相比，制品平均粒徑2. 5um，抗壓強(qiáng)度 提高16%，耐磨性提高15%，吸水性降低10%。實(shí)施例二按化學(xué)成分=SiO2(56% )、Al2O3 (10% )、CaO (8% Mg0(5% )、Fe203+Fe0(6% )、 Na2CHK2CHLi2O (10 % )、選取廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑CaF2 (5 % ) 混合、經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐，放入耐火模具鋪滿刮平，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)最高溫度為 1140-1180°C，保溫時(shí)間30分鐘；迅速轉(zhuǎn)入630_660°C窯爐進(jìn)行核化處理，冷卻速度550°C / 小時(shí)，核化溫度為640-670°C，保溫60分鐘；迅速升溫至750-780°C進(jìn)行晶化處理，升溫速 度550°C /小時(shí)，晶化溫度為750-780°C，保溫60分鐘，再次冷卻至450-550°C，冷卻速度 300°C /小時(shí)，最后隨爐冷卻制得輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板。與同密度?；沾砂逑啾龋?品平均粒徑4. Ium,抗壓強(qiáng)度提高23%，耐磨性提高20%，吸水性降低15%。實(shí)施例三按化學(xué)成分=SiO2(60% )、Al2O3 (18% )、CaO (5% Mg0(3% )、Fe203+Fe0(6% )、
4Na2CHK2CHLi2O(6 % )、選取廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑 TiO2 (1. 5% )+ZrO2 (2% )混合、經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐，放入耐火模具鋪滿刮平，經(jīng)高溫?zé)?結(jié)，燒結(jié)最高溫度為1200-1250°C，保溫時(shí)間25分鐘；迅速轉(zhuǎn)入620_650°C窯爐進(jìn)行核化處 理，冷卻速度450°C /小時(shí)，核化溫度為620-650°C，保溫50分鐘；迅速升溫至740_760°C 進(jìn)行晶化處理，升溫速度600°C /小時(shí)，晶化溫度為740-760°C，保溫45分鐘，再次冷卻至 450-550°C，冷卻速度400°C /小時(shí)，最后隨爐冷卻制得輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板。與同密度 ?；沾砂逑啾?，制品平均粒徑3. 2um,抗壓強(qiáng)度提高25%，耐磨性提高19 %，吸水性降低 17%。實(shí)施例四按化學(xué)成分=SiO2(65% )、Al2O3 (15% )、CaO (6% Mg0(2% )、Fe203+Fe0(2% )、 Na2CHK2CHLi2O (6 % )、選取廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑TiO2 (4 % ) 混合、經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐，放入耐火模具鋪滿刮平，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)最高溫度為 1130-1150°C，保溫時(shí)間30分鐘；迅速轉(zhuǎn)入600-630°C窯爐進(jìn)行核化處理，冷卻速度500°C / 小時(shí)，核化溫度為600-630°C，保溫40分鐘；迅速升溫至720-750°C進(jìn)行晶化處理，升溫速 度500°C /小時(shí)，晶化溫度為720-800°C，保溫50分鐘，再次冷卻至450-550°C，冷卻速度 450°C /小時(shí)，最后隨爐冷卻制得輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板。與同密度玻化陶瓷板相比，制 品平均粒徑2. 5um，抗壓強(qiáng)度提高18%，耐磨性提高21 %，吸水性降低14%。實(shí)施例五按化學(xué)成分=SiO2(75% )、Al2O3 (15% )、CaO (2% Mg0(2% )、Fe203+Fe0 (1 % )、 Na2CHK2CHLi2O (4 % )、選取廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑TiO2 (1 % ) 混合、經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐，放入耐火模具鋪滿刮平，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)最高溫度為 1150-1170°C，保溫時(shí)間30分鐘；迅速轉(zhuǎn)入600_630°C窯爐進(jìn)行核化處理，冷卻速度500°C / 小時(shí)，核化溫度為600-630°C，保溫40分鐘；迅速升溫至720-750°C進(jìn)行晶化處理，升溫速 度500°C /小時(shí)，晶化溫度為720-800°C，保溫50分鐘，再次冷卻至450-550°C，冷卻速度 350°C /小時(shí)，最后隨爐冷卻制得輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板。與同密度?；沾砂逑啾?，制 品平均粒徑2. 5um,抗壓強(qiáng)度提高16%，耐磨性提高19%，吸水性降低16%。
權(quán)利要求
一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板，其特征在于，化學(xué)組分及含量為SiO2(30％～75％)、Al2O3(5％～20％)、CaO(1％～20％)、MgO(1％～15％)、Fe2O3+FeO(1％～10％)、Na2O+K2O+Li2O(1％～10％)、晶核劑(1％～8％)，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板，其特征在于，晶核劑為貴金屬氧 化物、氟化物、磷酸鹽中的一種或兩種及以上的混合。
3.一種制備權(quán)利要求1所述輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，將廢礦物、 發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑混合，經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐后，直接將粉料鋪滿 耐火模具并刮平入窯；經(jīng)高溫?zé)Y(jié)、快速冷卻、核化處理、快速升溫與晶化處理，之后再次冷 卻、退火處理制得制品。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，廢 礦物的化學(xué)組分及含量為=SiO2 (30% 75% )、Al203(5 % 20% )、Ca0(l% 20% )、 Mg0(l% 15% )、Fe203+Fe0(l% 10% ), Na20+K20+Li20 (1 % 10% )、晶核劑(1% 8% )，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分比。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，晶核劑 為貴金屬氧化物、氟化物、磷酸鹽中的一種或兩種及以上的混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，在高溫 燒結(jié)時(shí)，燒結(jié)最高溫度為1100-1250°C，保溫時(shí)間20-120分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，在快速 冷卻時(shí)冷卻速度400°C /小時(shí)-MAX。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，核化處 理溫度為600-680°C，保溫20-90分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，快速 升溫與晶化處理時(shí)是將核化處理后的熔融液迅速升溫至720-800°C，升溫速度400°C /小 時(shí)-MAX，保溫20-90分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的方法，其特征在于，再次冷 卻是將晶化后熔融的玻璃液需迅速冷卻至450-550°C，冷卻速度200°C /小時(shí)-MAX。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板，化學(xué)組分及含量為SiO2(30％～75％)、Al2O3(5％～20％)、CaO(1％～20％)、MgO(1％～15％)、Fe2O3+FeO(1％～10％)、Na2O+K2O+Li2O(1％～10％)、晶核劑(1％～8％)，所有百分?jǐn)?shù)為重量百分比。該保溫板在制備的時(shí)候先將廢礦物、發(fā)泡劑、燒結(jié)改性劑混合破碎，與晶核劑混合，經(jīng)球磨、壓濾、造粒、陳腐后，直接將粉料鋪滿耐火模具并刮平入窯；經(jīng)高溫?zé)Y(jié)、快速冷卻、核化處理、快速升溫與晶化處理，之后再次冷卻、退火處理制得制品。本發(fā)明輕質(zhì)高強(qiáng)微晶陶瓷保溫板的平均粒徑在0.5-5um，晶粒密集、分布均勻、發(fā)育良好。
文檔編號(hào)C03C10/06GK101962266SQ20101015047
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者崔崇, 張士華, 彭東文, 石曉琴, 賴建中, 陳 光 申請(qǐng)人:無(wú)錫南理工科技發(fā)展有限公司