一種高強(qiáng)度具有調(diào)節(jié)濕度功能的陶瓷磚及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑陶瓷產(chǎn)品的制備領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度具有調(diào)節(jié)濕度功能的陶瓷磚及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣相對(duì)濕度是表示空氣中水汽多少亦即干濕程度的物理量，是衡量室內(nèi)環(huán)境的一項(xiàng)重要參數(shù)，它對(duì)人體健康、室內(nèi)空氣質(zhì)量以及物品的存放都有重要意義，過高或者過低的濕度影響人體健康，對(duì)物品的保存、儀器的壽命等等具有嚴(yán)重的危害性；濕度由過高(低)至過低(高)交替變化時(shí)的危害更為嚴(yán)重。國家《空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定室內(nèi)相對(duì)濕度標(biāo)準(zhǔn)值，夏季空調(diào)房間為40%?60%，冬季采暖房間為30%?60%。我國潮濕地區(qū)年平均相對(duì)濕度在70%?80%，有時(shí)高達(dá)95%?100%，北方干燥時(shí)期的相對(duì)濕度甚至可以達(dá)到10%以下。這些地區(qū)的建筑要達(dá)到室內(nèi)環(huán)境的熱舒適要求，就需要采取高效的方法解決相對(duì)濕度帶來的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量問題。目前，按是否消耗人工能源可將濕度控制調(diào)節(jié)方法分為主動(dòng)式方法和被動(dòng)式方法。前者即空調(diào)技術(shù)，是20目前普遍采用的方法，要消耗大量電能，污染環(huán)境和破壞生態(tài)，引發(fā)“建筑室內(nèi)綜合癥”等問題，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。后者是利用可再生能源或材料的吸放濕特性來控制調(diào)節(jié)濕度，無需消耗任何人工能源，是一種生態(tài)性控制調(diào)節(jié)方法。
“調(diào)濕材料”，是指不需要借助任何人工能源和機(jī)械設(shè)備，依靠自身的吸放濕性能，感應(yīng)所調(diào)空間空氣溫、濕度的變化，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)空氣相對(duì)濕度的材料。日本在1980年至1987年期間，大約在近百項(xiàng)工程中使用了調(diào)濕材料，對(duì)文物及重要的美術(shù)書刊的保護(hù)與保管起了很大的作用。近幾年日本的調(diào)濕材料研宄專利呈上升的趨勢(shì)，主要
是無機(jī)調(diào)濕材料。日本國立產(chǎn)業(yè)綜合技術(shù)研宄所前田雅喜將水玻璃和氫氧化鋁與高嶺土經(jīng)800°C?1150°C共同燒結(jié)成型，制成具有濕度調(diào)節(jié)功能的鋁基調(diào)濕材料JANIS公司利用海泡石、硅藻土、沸石和輕質(zhì)混凝土的一種或幾種和無機(jī)粘結(jié)劑為原料，經(jīng)過成型干燥制成濕度控制材料。
[0003]國內(nèi)對(duì)于調(diào)濕材料的研宄，多數(shù)選用沸石、硅藻土、水鋁英石、玻璃質(zhì)火山土、海泡石、酸性白土、活性炭、硅膠、白炭黑、活性氧化鋁、氫氧化鋁等材料作為吸濕主體，利用天然礦物的吸放濕性能達(dá)到調(diào)濕目的，但在調(diào)濕容量、調(diào)濕響應(yīng)率等方面的性能還是不太理想。
[0004]目前市面上用于對(duì)于被動(dòng)式綠色調(diào)濕材料的研宄及產(chǎn)品都尚未成熟。有機(jī)調(diào)濕材料雖然吸濕量大，吸濕速度快，但放濕量小，放濕速度慢；蒙脫土、硅藻土、海泡石等礦物具有天然的多孔和層狀結(jié)構(gòu)，作為濕度調(diào)節(jié)劑，濕容量較??；某些新型的調(diào)濕材料雖然調(diào)濕性能較好，但制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本太高等。因此，該項(xiàng)技術(shù)還有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度具有調(diào)節(jié)濕度功能的陶瓷磚及其生產(chǎn)方法，旨在解決現(xiàn)有調(diào)濕材料放濕量小、放濕速度慢、濕容量小、強(qiáng)度低，制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種陶瓷磚，其組分重量百分比為:劉家山粘土 8?21份、陽泉高嶺土 7?17份、黑龍港粘土 8?20份、娃藻頁巖15?36份、輕石7?15份、銷帆土 8?16份、凹凸棒石5?15份、改性劑0.3?1.5份、分散劑0.5?2.0份、微米氧化鋁晶須0.5-2.0份。
[0007]所述劉家山粘土、陽泉高嶺土、黑龍港粘土的燒失量均大于10.5wt%。
[0008]所述劉家山粘土，化學(xué)重量百分組成為Si02:58.43%、A1203: 30.00%、Fe203:
0.31%、CaO:0.47%、MgO:0.42%、K20:0.12%、Na20:0.12%、灼減:10.64%。
[0009]所述陽泉高嶺土，化學(xué)重量百分組成為Si02:58.53%、A1203: 27.24%、Fe203:
1.25%、Ti02:0.97%、CaO:0.40%、MgO:0.25%、K20:1.17%、Na20:0.21%、灼減:10.54%。
[0010]所述黑龍港粘土，化學(xué)重量百分組成為Si02:57.07%、A1203: 28.28%、Fe203:
1.61%、Ti02:1.04%、CaO:0.20%、MgO:0.24%、K20:0.50%、Na20:0.20%、灼減:12.03%。
[0011]所述娃藻頁巖，密度為0.47g/cm3，比表面積100m2/g，孔隙集中于40-80納米之間。
[0012]所述硅藻頁巖，顆粒直徑分布為20納米以下:9%、21-40納米:28%、40_80納米:47%、80納米以上:16%。
[0013]所述蛭石為膨脹蛭石，化學(xué)重量百分組成為Si02:42.13%, Al203: 18.07%、Fe203:8.06%、CaO:0.82%、MgO:26.74%、K20:7.24%，pH 值為 8.15。
[0014]所述銷I凡土，密度為3.94g/cm3 ;所述凹凸棒石，密度為2.25 g/cm3。
[0015]所使用的微米氧化鋁晶須長(zhǎng)度為300-800微米。
[0016]所述改性劑，為十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種混合。
[0017]該陶瓷磚含有高燒失塑性泥土與硅藻頁巖、蛭石、鋁礬土、凹凸棒石燒結(jié)后留下的可調(diào)濕的亞微米孔；該陶瓷磚經(jīng)低溫?zé)?，玻璃相未生成，沒有堵住孔洞，并且由于各種原料之間膨脹系數(shù)不匹配，在亞微米吸濕孔上產(chǎn)生細(xì)小微裂紋，增強(qiáng)產(chǎn)品吸放濕能力。同時(shí)，在組分中的微米氧化鋁晶須可以對(duì)磚進(jìn)行增韌，避免產(chǎn)生的細(xì)小微裂紋對(duì)陶瓷磚強(qiáng)度造成的影響。
[0018]一種上述陶瓷磚為利用原料之間膨脹系數(shù)的不匹配增加亞微米吸濕孔上的細(xì)小微裂紋，增強(qiáng)產(chǎn)品吸濕性能，可采取以下工藝制備:
(1)將劉家山粘土8?21份、陽泉高嶺土 7?17份、黑龍港粘土 8?20份稱量混合，加入分散劑0.5?2.0份濕法球磨，球磨后漿料細(xì)度為250目篩篩余0.5%?0.8%，烘干后過100目篩，其中，分散劑為陶瓷常用分散劑；
(2)過篩后的粉料加入改性劑0.3?1.5份，加水3-5%造粒，采用四角混料法混合均勻，其中，改性劑為十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、乙醇胺、三乙醇胺、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種混合；
(3)將娃藻頁巖15?36份、輕石7?15份、銷帆土8?16份，凹凸棒石5?15份稱量混合，干法球磨，過篩使其顆粒級(jí)配為80目以下:10%、80目-100目:25%、100目-200目:35%、200 目以上:30% ；
(4)將改性后的粉料與硅藻頁巖、蛭石、鋁釩土、凹凸棒石混合料、0.5-2.0份微米氧化鋁晶須干法混合均勻； (5)采用干壓成型，成型后的坯體干燥后入窯燒成，燒成溫度為880-1070°C。
[0019]有益效果:
1、硅藻頁巖是含有雜質(zhì)的硅藻土受到來自地球內(nèi)部核熱能的作用逐漸演變進(jìn)化形成的一種頁巖類礦物，娃藻頁巖中大部分是以晶體形式存在。娃藻頁巖的密度為0.47g/cm3，比表面積在100m2/g左右，是娃藻土的4倍(吉林娃藻土、云南娃藻土比表面積為20-30m2/g)，吸附容積是硅藻土的5倍。
[0020]目前制備調(diào)濕材料常用的吉林硅藻土孔隙集中于4501-6000納米之間，云南硅藻土空隙分布集中于1801-3000納米之間，而硅藻頁巖的孔隙集中于40-80納米之間。人體最佳濕度是在45%-65%，根據(jù)摩根定律可以算出，最佳濕度對(duì)應(yīng)的吸濕材料半徑應(yīng)為45-62納米，硅藻頁巖的孔徑集中分布在40-80納米左右，在調(diào)濕所需半徑范圍內(nèi)，吸濕效果優(yōu)于娃藻土。
[0021]2、劉家山粘土、陽泉高嶺土、黑龍港粘土的燒失量均大于10.5%wt，且三種泥料的膨脹系數(shù)不匹配；除此之外，配方中的膨脹蛭石有獨(dú)特的構(gòu)造特性(層狀結(jié)構(gòu)的含鎂的水鋁硅酸鹽次生變質(zhì)礦物)和表面性質(zhì)(灼燒時(shí)能急劇膨脹)，這幾種礦物一起使用，在配方中可以起到增加亞微米吸濕孔上的細(xì)小微裂紋，增強(qiáng)產(chǎn)品吸濕性能。
[0022]3、將泥料混合過篩后加入十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化